Alloy Compatibility Verification ng Solder Paste

Ang pagpili ng Solder Paste ay hindi kailanman isang standalone na desisyon ngunit isang system-level na commitment na nangangailangan ng mahigpit na alloy compatibility verification sa buong assembly chain, kabilang ang component termination materials, PCB surface finishes, stencil design parameters, printing environment controls, at reflow profile tuning, dahil kahit na ang mga maliliit na mismatch sa thermal expansion coefficients o intermetallic growth kinetics ay maaaring magpakita bilang intermittent cyclo-defects pagkatapos ng pagbukas ng thermal. Kapag sinusuri ang solder paste para sa mga application na may mataas na pagiging maaasahan, dapat na i-cross-reference ng mga inhinyero ang temperatura ng liquidus ng haluang metal, hanay ng solidus, at paglaban sa oksihenasyon laban sa rate ng diffusion ng base metal at interfacial energy na may tinunaw na panghinang, dahil ang mabilis na pagbuo ng Cu-Sn intermetallic compound sa mga bare copper pad ay maaaring maubos ang lokal na dami ng solder kung ang haluang metal ay kulang ng sapat na tagal ng 0 segundo Cu. 217°C. Ang pinakakaraniwang compatibility failure ay nangyayari hindi sa panahon ng pagpi-print ngunit sa reflow zone, kung saan ang hindi tugmang pag-uugali ng basa sa pagitan ng SAC305 Solder Paste at ENIG-finished pad ay humahantong sa hindi pantay na pagbuo ng meniscus, lalo na kapag ang Ni-P layer ay bumaba sa ibaba 3 µm o naglalaman ng phosphorus segregation na humahadlang sa Sn-Ni intermetallic nucleation.

Samakatuwid, ang pagsubok sa pagkakatugma ng haluang metal ay dapat na kasama ang parehong pinabilis na mga pagsubok sa pagtanda at real-time na pagsubaybay sa proseso, tulad ng pagsukat ng paste slump pagkatapos ng 4 na oras sa 25°C at 60% RH, pagsubaybay sa viscosity drift sa loob ng 8-oras na mga shift gamit ang rotational rheometry, at paghahambing ng mga rate ng pagkabulok ng buhay ng stencil sa pagitan ng magkatulad na mga array ng aperture na naka-print sa ilalim ng SAC300 na naka-print sa ilalim ng mga SAC300 paste na naka-print mga setting ng presyon at bilis ng squeegee, dahil ang mga pagkakaiba sa nilalaman ng Ag at Cu ay direktang nakakaimpluwensya sa Flux na pagkasumpungin ng sasakyan at mga tendensya ng pagtitipon ng metal na particle sa ilalim ng paggugupit. Para sa mga mixed-technology board na naglalaman ng parehong SnPb-terminated electrolytic capacitors at lead-free BGAs, hindi maaaring ipagpalagay ang compatibility kahit na ang parehong mga component ay may parehong nominal na pagtatalaga ng alloy, dahil ang mga pagkakaiba-iba sa kapal ng plating, pinagbabatayan ng Ni barrier integrity, at post-plating annealing history ay nagbabago sa dissolution kinetics ng overlook at pag-overflow ng magkasanib na pagsubok sa panahon ng reflow ng pag-overflow ng magkasanib na pag-iwas, pag-skipping ng cross-flow. subsurface voiding sanhi ng napaaga na pagkaubos ng flux bago ganap na pagsasama. Kapag lumilipat mula sa tradisyonal na Sn63Pb37 patungo sa mababang-pilak na SAC105, madalas na napapansin ng mga operator kung paano pinabababa ng pinababang Ag na nilalaman ang resistensya ng haluang metal sa oksihenasyon sa hangganan ng butil, na nangangailangan ng mas mahigpit na kontrol sa kadalisayan ng nitrogen sa silid ng reflow upang mapanatili ang mga antas ng O₂ sa ibaba 100 PPM, kung hindi, ang solder balling ay tumataas sa passive hanggang 0 hanggang 0. ekwilibriyo ng tensyon.

Ang pag-verify ng compatibility ay umaabot din sa paglilinis ng mga interaksyon ng chemistry, dahil ang ilang nalulusaw sa tubig na mga residue ng flux mula sa walang malinis na solder paste ay nagpapakita ng mga pagbabago sa solubility na umaasa sa pH kapag nalantad sa mga alkaline saponifier na ginagamit sa mga inline na washer, at ang mga natitirang halide ions mula sa mga halogenated activator ay maaaring mapabilis ang kaagnasan sa Cu/[PROT40] na mga stack. µS/cm, kaya ang pagsubok sa resistivity ng panghuling banlawan ng tubig ay dapat na kasama sa bawat bagong pagtakbo ng kwalipikasyon ng solder paste. Ang mga pagkabigo sa field na nasubaybayan sa hindi pagkakatugma ng solder paste na haluang metal ay madalas na nagpapakita ng microstructural na ebidensya ng Kirkendall na nag-voiding sa Cu-Sn interface o Sn-rich phase segregation kasama ang mga hangganan ng butil, na parehong malakas na nauugnay sa hindi magkatugma na mga rate ng paglamig sa pagitan ng board mass at component thermal mass, na nangangahulugan na ang mga pagsasaayos ng bilis ng conveyor ng oven ay dapat na ma-validate kasama ang mga pagpipilian sa variable na bilis ng oven kaysa sa mga independiyenteng pagsasaayos ng bilis ng oven. Ang pagkakaroon ng Bi sa mababang temperatura na mga haluang metal tulad ng Sn42Bi58 ay nagpapakilala ng karagdagang pagiging kumplikado, dahil ang Bi ay higit na naghihiwalay sa mga hangganan ng butil sa panahon ng solidification at embrittles joints sa ilalim ng mechanical shock maliban kung ipinares sa pinong istraktura ng butil na nakamit sa pamamagitan ng ultrasonic stirring sa panahon ng paggawa ng paste o na-optimize sa itaas ng 18 na paglilimita ng profile sa ilalim ng 9°C na profile sa ramp-to-peak. segundo.

Walang solder paste na data sheet ng supplier ang pumapalit sa empirical na pag-verify sa aktuwal na produksyon ng hardware, dahil ang stencil aperture geometry, pad size reduction ratios, at ambient humidity fluctuations ay nakikipag-ugnayan nang nonlinearly sa alloy-specific na surface oxide regeneration rate, at kahit na magkaparehong paste lot ay kumikilos nang iba kapag naka-print sa laser-ablated polyimide outgas flex-4s na mga circuits na iba't ibang thermal flex-FR4 sa mga laser-ablated polyimide outgas circuit. sink effect sa panahon ng reflow, kaya ang compatibility sign-off ay nangangailangan ng hindi bababa sa tatlong magkakasunod na matagumpay na pagtakbo sa dalawang magkaibang shift team gamit ang parehong lot number, na may IPC-A-610 Class 2 acceptance criteria na inilapat sa lahat ng solder joints nang walang exception.