Весьма действенной мерой будет и изменение формы отверстия, как это показано ниже:

Отверстие в трафарете может составлять порядка 60 – 70 % от площади площадки. Идея здесь заключается в том, чтобы минимизировать общий объем и объем пасты, вытесняемой из-под площадки.

4.2.3. Образование микросфер припоя

К возможным причинам образования микросфер относятся:

• Первоначальное окисление порошка припоя
• Окисление порошка припоя в процессе оплавления
• Осадка пасты после печати, во время установки компонентов и во время пайки
• Перенос частиц припоя с трафарета

В основном проблема микросфер связана с природой паяльной пасты и исходным качеством порошка припоя.

Если порошок припоя сильно окислился на стадии производства (при производстве порошка, его сортировке, или при перемешивании с компонентами флюса) то будет наблюдаться дефект возникновения микросфер припоя. Поскольку для удаления окисленных частиц нужны очень сильные активаторы и эти частицы не расплавляются во время оплавления изделия, то получается так, что при растекании флюса их выносит с площадок на соседние поверхности.

Поскольку причины явления могут быть на любой стадии производства, т.е. при печати, монтаже компонентов, оплавлении, необходимо самым тщательным образом установить, откуда эта проблема проистекает. Если ее причиной является паяльная паста, то микросферы должны наблюдаться на всех местах пайки платы и постоянно возникать на каждой плате, пока используется одна и та же паста.

Внимательно наблюдая за этим, вы сможете определить обусловлена ли эта проблема паяльной пастой или технологическим процессом.

4.2.4. Выворачивание компонентов (эффект tombstouning)

Хотя в этом явлении задействовано много разных факторов, в том числе свойства паяльной пасты, точность монтажа компонентов, форма отверстия в трафарете, профиль кривой нагрева и т.д. в конечном счете, можно сказать, что выворачивание компонента происходит, когда момент сил Т3 превзойдет все остальные моменты

Момент силы веса компонента - (Т1)

Момент сил натяжения расплавленного припоя под компонентом- (Т2) Момент сил натяжения расплавленного припоя на боковой стенке компонента - (Т3)

Условие, при котором происходит выворачивание: Т1 + Т2 < Т3

У компонентов маленьких размеров, например в корпусах 1608, 1005 явление выворачивания происходит гораздо чаще, поскольку у них расстояние от центра тяжести по точки опоры (d) довольно маленькое.

Возникновению этой проблемы способствует целый ряд факторов, в том числе:

• Несообразный размер сторон площадки
• Неаккуратное размещение компонентов при монтаже
• Несоответствие объема наносимой пасты размеру площадки
• Слишком большое количество паяльной пасты на площадке
• Разная смачиваемость у разных выводов одного компонента.

Немаловажной причиной, действующей в одиночки или совместно с указанными выше факторами, является и такая, когда выводы на одном конце компонента начинают смачиваться и притягиваться расплавленным припоем раньше, чем клеммы на другой его стороне, что вызывает неуравновешенный момент Т1 + Т2 < Т3

Говорят, что разница в 0,2 секунды при смачивании клемм на разных сторонах компонента уже может вызвать выворачивание компонента.

Чтобы разрешить проблему, необходимо создать условия моментов:

Поскольку выворачивание происходит в силу разницы во времени начала смачивания или разницы силы натяжения при смачивании отдельных клемм компонента, представляется, что уменьшение количества наносимой пасты может быть вполне эффективной мерой, позволяющей поправить положение.

Регулировка времени смачивания компонента припоем.

Когда припой представляет собой эвтектический сплав (Sn63\Pb37)то он смачивать выводы компонента сразу же, как только он переходит в расплавленное состояние. Поэтому, если есть какое-либо расхождение во времени начала смачивания каждой из сторон, то возникает опрокидывающий момент Т3 , который и выворачивает компонент.

Чтобы предотвратить это явление, было бы желательным ввести немного серебра (0,4 – 2%) с тем, чтобы припой переходил бы из твердого состояния в жидкое через промежуточное пластическое состояние. В таком пластическом состоянии, даже если оно возникнет на одной стороне компонента, смачивание начинается не сразу, а спустя некоторое время, которого достаточно для того, чтобы на другой стороне тоже наступило пластические состояние, что и синхронизирует момент начала смачивания.

Снижение силы натяжения при смачивании припоем.

Желательно также уменьшить силу натяжения при смачивании, действующую на клеммы компонента. Это можно сделать добавкой висмута или сурьмы. Но висмут отрицательно воздействует на прочность паяных соединений, поэтому сурьма считается более подходящим материалом, поскольку она увеличивает прочность сцепления в пайке и уменьшает силы натяжения при смачивании.

Новый сплав SSA, разработанный фирмой Koki состоит из Sn 62,6; Pb 36,8; Ag 0,4; Sb 0,2 выполняет обе регулировки: и времени начала смачивания и усилия натяжения при смачивании, что позволяет эффективно предотвращать выворачивание компонентов.

4.2.5 Плохая смачиваемость

Как уже пояснялось выше, плохая смачиваемость обычно связана с плохим качеством компонентов (окислением), применением трудно паяемых сплавов в качестве основных металлов (Fe, Ni, и т. д.) и в покрытиях (Ni/Pd, Ni/Au и т. д.).

Единственную меру, которую мы можем порекомендовать – это повысить немного в допустимых пределах пиковую температуру пайки, так чтобы не повредить компоненты, скажем с 210 до 2200С.

Можно также предложить использовать активные, например, галогеносодержащие, пасты, если это будет приемлемо, а если нет, то пасту SE(S)48-M1000. Эти продукты реально улучшают смачиваемость.

Причины образования и меры предотвращения:

1) Наличие летучих компонентов: Удалите из компонентов пасты (растворителей и твердых веществ) влагу. Скорректируйте температурный профиль в части увеличения времени воздействия температуры, превышающую температуру плавления припоя ( А→В)

2) Блокирование летучих компонентов : Недостаточная текучесть припоя из-за низкой температуры.Увеличьте максимальную(пиковую) температуру пайки .

3) Плохая смачиваемость: Окисленные или загрязненные контакты компонентов или

контактные площадки. Уменьшите время между расконсервацией платы и пайкой.

Очистите выводы компонентов и контактные площадки.

:Стандартный профиль

: Рекомендуемый профиль(Увеличить время прогрева при температуре выше температуры плавления + уменьшить время предварительного прогрева)

:Рекомендуемый профиль (Увеличить время прогрева при температуре выше температуры плавления )

Основные дефекты на технологических операциях