Cuando la tasa de desecho de dispositivos QFN con paso de 0,4 mm en placas flexibles FPC alcanzó continuamente el 37 %, investigamos inmediatamente el perfil de reflujo y la apertura de la plantilla, y descubrimos que el verdadero cuello de botella radicaba en la falta de coincidencia entre la consistencia de la impresión de la pasta de soldadura y el control de fuerza en el momento de colocar el cabezal presionando hacia abajo. Debido a que el sustrato de FPC tiene solo 0,1 mm de espesor, el alargamiento de la lámina de cobre supera el 12% y no hay una plataforma de soporte en la parte posterior, la pasta de soldadura tiende a desplazarse bajo la acción de la espátula y una presión de colocación ligeramente excesiva provocará que toda la almohadilla colapse o que la lámina de cobre se rompa. Por lo tanto, las propiedades reológicas de la soldadura en pasta y la presión mecánica deben analizarse de manera conjunta, en lugar de observar la impresión de forma aislada o ajustar la presión por separado.
La diferencia en la viscosidad de la pasta de soldadura determina directamente la calidad de la liberación de impresión. La soldadura en pasta con una viscosidad de 220 Pa·s (25 ℃) puede mantener bordes afilados y sin colas bajo una plantilla de 30 μm, mientras que el mismo modelo de soldadura en pasta de 180 Pa·s muestra un 12 % de formación de hilos durante la liberación bajo los mismos parámetros. Especialmente en el área del borde de la placa flexible FPC, debido a la ligera deformación del sustrato que causa una sobrepresión local de la escobilla de goma, la soldadura acumulada aumenta la probabilidad de formación de puentes entre las almohadillas de paso de 0,3 mm Al 29 %. Sin embargo, si la viscosidad se aumenta ciegamente a 260 Pa·s, un adelgazamiento insuficiente provocará un llenado deficiente de la apertura de la plantilla y el 35 % de las almohadillas son visibles bajo el microscopio con un volumen de soldadura insuficiente, lo que resulta en un aumento en la tasa de unión fría Al 21 % después del reflujo.
El contenido de metal afecta la altura de la junta de soldadura y la tasa de vacíos después del reflujo. La soldadura en pasta con un 88,5 % de contenido de metal forma una altura de junta de soldadura promedio de 48 μm y una proporción de área vacía ≤8 % en placas flexibles FPC, mientras que la soldadura en pasta con un 85 % de contenido de metal, aunque es más suave en la impresión, tiene una altura de junta de soldadura que cae a 36 μm y una proporción de huecos que se eleva Al 19 %. In escenarios como módulos de cámaras de automóviles que requieren verificación de choque térmico de -40 ℃ ~ 125 ℃, este último tiene una tasa de agrietamiento de la junta de soldadura del 17 % después de 500 ciclos, mientras que el primero es de solo el 2,3 %. Por lo tanto, para la soldadura de tableros flexibles FPC con estrictos requisitos de confiabilidad, nunca se debe sacrificar el contenido de metal para lograr una impresión fluida.
La soldadura en pasta con un índice tixotrópico superior a 4,2 puede recuperar rápidamente la resistencia estructural en el momento en que se detiene la espátula, evitando el flujo lateral de la soldadura en pasta cuando la placa flexible FPC se despega de la plantilla. Realizamos pruebas comparativas en la misma máquina de impresión DEK y descubrimos que la soldadura en pasta con un índice tixotrópico de 3,6 tiene un desplazamiento de la pasta de soldadura de 18 μm en el centro de la almohadilla después del pelado, mientras que la de 4,5 solo compensa 5 μm. Esta brecha conduce directamente a un aumento de 4,8 veces en la frecuencia de alarmas fuera de tolerancia de precisión de colocación en paquetes BGA de 0,35 mm de paso. Por lo tanto, la tixotropía no es un indicador auxiliar, sino un criterio clave para determinar si la impresión de soldadura en pasta de placa flexible FPC puede realizarse en circuito cerrado.
La presión de colocación debe ajustarse en niveles según la geometría de la almohadilla. La presión máxima permitida para almohadillas de 0,2 mm × 0,2 mm es 0,15 N; de lo contrario, la profundidad de depresión de la lámina de cobre excede los 3 μm, lo que genera riesgo de fractura de la unión soldada. Las almohadillas de 0,6 mm × 0,6 mm pueden soportar una presión de 0,45 N para garantizar una deformación y un contacto suficientes de la pasta de soldadura. Si se establece uniformemente en 0,3 N, la tasa de unión fría en áreas de almohadilla pequeñas aumenta Al 14 %, mientras que la extrusión de pasta de soldadura y la contaminación de la máscara de soldadura ocurren en áreas de almohadilla grandes. Como resultado, la tasa de reelaboración en una línea de producción de montaje mixto de doble cara FPC de auriculares TWS saltó del 1,2% Al 6,7%.
Para placas flexibles FPC de doble cara, la presencia de dispositivos BGA soldados en la parte posterior reduce la rigidez del sustrato en un 32 % durante la colocación frontal. Si los parámetros de presión para FPC de un solo lado todavía se utilizan en este momento, la tasa de desecho de los dispositivos SOP con paso de 0,25 mm aumentará del 2,1% Al 18,4%. La presión de colocación frontal se debe reducir Al 65 % del valor original y el tiempo de retención del cabezal de colocación se debe extender de 200 ms a 350 ms para permitir que la soldadura en pasta complete el anclaje inicial bajo tensión baja. De lo contrario, una ligera vibración antes del reflujo es suficiente para provocar el desplazamiento del dispositivo.
Los tableros flexibles de FPC ciegos/enterrados de alta densidad tienen mutaciones de rigidez locales en las posiciones de perforación. La fuerza de reacción en esta zona cuando el cabezal de colocación presiona hacia abajo es un 40% mayor que en la zona homogénea. Si no se aplica compensación de presión, la tasa de rotura de la lámina de cobre de las almohadillas alrededor de las vías ciegas alcanza el 9,3%. Al utilizar la función de mapeo de zonas de presión para reducir automáticamente la presión en un 22 % dentro de un radio de 1,2 mm desde la persiana a través de coordenadas, la tasa de desgarro cae Al 0,8 %. Estos datos provienen de las estadísticas de AOI en nuestra línea de producción durante tres meses consecutivos, no de resultados de simulación.
Por lo tanto, la dirección de selección es muy clara: la soldadura en pasta debe seleccionarse con polvo Tipo 4, 88,5% de contenido de metal, viscosidad de 220 Pa·s y un índice tixotrópico ≥4,2. La presión de colocación se debe establecer consultando la tabla de acuerdo con el tamaño de la almohadilla y admitiendo la compensación dinámica para las áreas de vía ciega. Cualquier solución que intente cubrir todos los tipos de placas flexibles FPC con un único parámetro pagará el precio de duplicar la tasa de retrabajo en la producción en masa.
