Bi Kontrol sa Segregation sa Low Temp Solder Paste

Ang Bi segregation sa low temp Solder Paste ay nagmumula sa likas na immiscibility sa pagitan ng Bi at Sn sa Sn-Bi eutectic system, lalo na kapag ang mga lokal na rate ng paglamig ay lumihis mula sa mainam na mga kondisyon sa panahon ng reflow, na nagiging sanhi ng mga Bi-rich phase na tumutok sa mga hangganan ng butil o malapit sa mga pagwawakas ng bahagi, na direktang nakompromiso ang lakas ng makina at pagtitiis. Dahil ang Bi ay may mas mataas na punto ng pagkatunaw kaysa sa Sn at mas mababang diffusivity sa molten state, ang hindi pantay na distribusyon ng init sa stencil-applied na deposito ay nagpapalaki ng microstructural heterogeneity maliban kung ang parehong paste formulation at mga parameter ng proseso ay mahigpit na naka-synchronize. Ang viscosity profile ng Flux na sasakyan ay dapat na suportahan ang pare-parehong particle suspension sa panahon ng pag-iimbak at pag-print habang pinapagana ang mabilis, simetriko na pagbagsak sa panahon ng preheat upang mabawasan ang solute migration bago magsimula ang nucleation.

Ang low temp solder paste ay karaniwang gumagana sa ibaba 180°C, na may maraming formulation na nagta-target sa peak reflow temperature sa pagitan ng 165°C at 175°C para protektahan ang thermally sensitive na mga bahagi gaya ng MLCCs at integrated antennas, ngunit ang makitid na thermal window na ito ay nag-iiwan ng maliit na margin para sa error sa pagkontrol sa Bi phase separation o pag-promote ng temperature sa sapat na bilis ng 3°C. dendritic Bi segregation kasama ang mga naunang likidong channel. Kapag gumagamit ng nitrogen atmosphere reflow, pinapabuti ng pagbabawas ng oxygen ang basa ngunit pinapalawak din ang oras sa itaas ng liquidus para sa mga marginal zone, sa gayon ay pinapataas ang pagkakataon para sa density-driven Bi float-up maliban kung ang pamamahagi ng laki ng alloy na particle ay paliitin sa D90 < 12>

Ang flux chemistry ay gumaganap ng isang mapagpasyang papel sa Bi segregation control dahil ang mga organic acid at halide-free activator ay nakakaimpluwensya sa parehong oxide removal efficiency at surface tension gradients habang natutunaw, at ang labis na rosin residue polarity ay maaaring mag-anchor ng Bi clusters sa solder-pad interface kung ang tack life ay lumampas sa 45% na humidity. Ang bilis ng pag-print ay dapat manatili sa pagitan ng 25mm/s at 40mm/s upang balansehin ang kahusayan ng paglipat laban sa pag-alis ng particle na dulot ng paggugupit, habang ang presyon ng squeegee ay dapat mapanatili sa 4.5±0.3kgf upang maiwasan ang smearing na pumipilit sa Bi-enriched fractions patungo sa mga gilid ng deposito. Ang mga profile ng reflow ay humihiling ng ramp-to-peak rate na hindi hihigit sa 0.8°C/s hanggang 150°C, na sinusundan ng isang kinokontrol na pagbabad sa pagitan ng 155°C at 162°C sa loob ng 60–90 segundo upang i-homogenize ang temperatura sa kabuuan ng board bago pumasok sa liquidus zone, kung saan ang dwell time sa itaas ng 165°C ay hindi dapat lumampas sa 45 na segundo ng precipitates. Ang post-reflow inspection gamit ang cross-sectional SEM-EDS ay patuloy na nagpapakita ng Bi segregation severity na mas malakas na nauugnay sa peak temperature overshoot kaysa sa kabuuang oras sa itaas ng liquidus, na nagpapatunay na ang lumilipas na thermal spike, hindi ang tagal, ang nangingibabaw na driver ng phase instability.

Ang mga kondisyon ng storage ay direktang nakakaapekto sa segregation propensity, dahil ang pagtanda sa 25°C sa loob ng higit sa 72 oras ay nagdudulot ng masusukat na Bi particle agglomeration dahil sa mahinang atraksyon ng van der Waals na lumalampas sa steric stabilization mula sa mga polymer dispersant, lalo na kapag ang mga paste ng batch lot ay nagpapahiwatig ng mga pagitan ng post-mixing na lampas sa 14 na araw. Ang muling paghahalo sa pamamagitan ng centrifugal shear sa 1200rpm sa loob ng 90 segundo ay nagpapanumbalik ng pagkakapareho ng dispersion kung gagawin lamang bago magsimula ang gelation, na nangyayari sa 35°C pagkatapos ng 120 oras anuman ang paunang grado ng lagkit. Ang papasok na inspeksyon ng solder paste ay dapat na may kasamang dynamic na viscosity sweep testing mula 0.1s⁻¹ hanggang 100s⁻¹ sa 25°C para ma-verify na ang thixotropic recovery ay nananatiling higit sa 88% pagkalipas ng 300 segundo, dahil ang mga degraded recovery signal ay humina ang particle encapsulation at nauuna sa nakikitang Bi na nakikita Bi. Ang anumang deviation sa metal load na lampas sa 88.5±0.3wt% ay nagti-trigger ng agarang quarantine dahil ang labis na Sn ay nagpapalabnaw sa Bi's lattice inhibition effect at nagpapabilis ng intergranular diffusion sa panahon ng solidification.