Испытания нашей производственной линии показали, что при использовании низкотемпературного припоя Sn42/Bi58 вместо традиционной припойной проволоки 63/37 для пайки корпусных MLCC 0201 пиковая температура оплавления может быть снижена с 235°C до 170°C, что не только позволяет избежать растрескивания керамического диэлектрического слоя из-за термического напряжения, но также поддерживает усилие паяного соединения выше 120 мН. Однако если температура далее снижается до 160°C, доля плохого смачивания возрастает до 7,3%, а количество соединений холодной пайки увеличивается, что указывает на то, что технологическое окно на самом деле очень узкое, и необходимо внести скоординированные корректировки в температурный профиль печи и апертуру трафарета.
Для чип-танталовых конденсаторов применимость низкотемпературной припоя больше зависит от типа флюса. Однажды мы использовали тот же низкотемпературный припой Sn42/Bi58 с канифольным сердечником RMA для ручной подкраски утюгом, и после завершения пайки при температуре жала 320°C 11% образцов показали чрезмерный ток утечки во время теста на старение. После перехода на флюс на основе слабой органической кислоты (СОК) эта доля снизилась до 1,8%. Видно, что степень соответствия между коррозионной активностью флюса и низкотемпературным припоем более важна, чем просто наблюдение за температурой плавления, особенно в силовых модулях, которые длительное время работают в средах с высокой влажностью, где содержание остаточных ионов должно строго контролироваться.
Светодиодные шарики, особенно устройства белого света со структурой COB с флип-чипом, чрезвычайно чувствительны к нагреву. Их эвтектические прокладки золото-олово склонны к аномальному росту интерметаллических соединений при непрерывном нагревании выше 180°C в течение более 3 секунд, что приводит к прямому дрейфу напряжения. Однако использование низкотемпературной припойной проволоки диаметром 0,3 мм с утюгом постоянной температуры для точечной пайки при температуре 150°C позволяет контролировать путь теплопроводности в пределах 200 мкм от края площадки. После 1000 часов испытаний при высоких температурах и высокой влажности измеренное затухание света составило всего 2,1%, что намного лучше, чем 8,7% для обычного раствора припоя.
Шаг шарика припоя в корпусе CSP CMOS-датчиков изображения обычно составляет менее 0,4 мм. Локальный перегрев во время оплавления может вызвать разрушение микровыступов или коробление кремниевой подложки. Сочетая низкотемпературную припойную проволоку с печью оплавления с азотной защитой, мы стабилизировали пиковую температуру на уровне 165±2°C в атмосфере с содержанием кислорода ниже 100 PPM, успешно снизив степень перемычки паяного соединения с 0,42% по сравнению с традиционным процессом до 0,07%, а уровень ложных срабатываний AOI также снизился на 35%. Это показывает, что низкотемпературный припой не является изолированным параметром; для повышения эффективности оно должно быть включено в комплексную стратегию управления температурным режимом.
Толщина медной фольги на гибком FPC обычно составляет всего от 12 до 18 мкм. Обычная пайка припоем может легко привести к вздутию подложки или отслаиванию контактной площадки из-за неравномерной теплопроводности. После перехода на низкотемпературную припойную проволоку с содержанием серебра 0,3% не только поддерживается температура плавления на уровне 138°C, но и увеличивается скорость смачивания тонкой медной фольги. При измерении при условии, что время выдержки железа сокращается до 1,2 секунды, полный мениск все еще может быть сформирован, избегая при этом пожелтения пленки PI. Данное усовершенствование стабильно работает уже более 18 месяцев при сборке модулей автомобильных камер.
