Halos lahat ng mga isyu sa tin whisker na nararanasan namin sa linya ng produksyon ay nangyayari sa panahon ng pangmatagalang imbakan o sa ilalim ng mataas na temperatura, mataas na kahalumigmigan na mga kondisyon ng bias pagkatapos ng reflow na paghihinang na may lead-free na Solder Paste, sa halip na mabuo sa instant ng reflow. Ipinahihiwatig nito na ang paglaki ng tin whisker ay resulta ng tuluy-tuloy na panloob na pag-alis ng stress at mga reaksyon ng interface sa loob ng mga solder joints. Kapag ang silver content sa solder paste formulation ay lumampas sa 3.0%, habang maaari nitong itaas ang melting point, ito ay magpapalala sa precipitation ng brittle Ag₃Sn phase, na sa halip ay nagbibigay ng mga channel para sa directional migration ng tin atoms.

Ang Sn96.5/Ag3.0/Cu0.5 eutectic system sa mga solder paste formulations ay mataas ang posibilidad na bumuo ng mga magaspang na dendrite sa panahon ng proseso ng paglamig pagkatapos ng reflow. Lalo na kapag ang nilalaman ng oxide ng tin powder sa solder paste ay mas mataas kaysa sa 0.8%, ang oxide film ay humahadlang sa siksik na metallurgical bonding ng solder joints, na humahantong sa superposition ng mga lokal na micropores at natitirang tensile stress, na nagiging preferential site para sa tin whisker initiation. Samakatuwid, ipinag-uutos naming magsagawa ng DSC thermal analysis na sinamahan ng XRF composition retesting sa bawat batch ng solder paste upang matiyak na ang Ag fluctuation ay kinokontrol sa loob ng ±0.05% at Cu sa loob ng ±0.02%.

Ang pagpili ng Flux system ay pantay na kritikal. Ang rosin-based flux ay gumagawa ng malalaking halaga ng carbonized residues at nakakaranas ng mabilis na acid value attenuation kapag na-reflow sa itaas ng 240 ℃, na ginagawang hindi nito ma-passivate nang tuloy-tuloy ang ibabaw ng lata. Sa kabilang banda, kung ang binagong organic acid flux ay may sobrang mataas na aktibidad, ito ay bubuo ng mga lokal na corrosion pits sa mga gilid ng solder joints. Samakatuwid, sa huli ay naayos na namin ang isang medium-activity formulation na naglalaman ng benzotriazole derivatives, na maaaring bumuo ng kumpletong adsorption film sa panahon ng 180℃ holding stage, parehong pumipigil sa paglipat ng tin ion at hindi humahadlang sa pag-basa ng haluang metal.

Ang mga parameter ng pag-print ng solder paste ay dapat na pinamamahalaan kasabay ng formulation ng solder paste. Halimbawa, kapag ang sphericity ng tin powder sa solder paste ay mas mababa sa 92%, kahit na may Type 3 stencil at 45° squeegee angle, magaganap pa rin ang solder paste collapse sa mga gilid ng pad, na magreresulta sa hindi pantay na solder joint cross-sections pagkatapos ng reflow. Ang ganitong mga geometric na depekto ay nagpapalaki sa gradient ng stress sa mga hangganan ng butil, na nagiging sanhi ng paglitaw ng mga tin whisker nang maaga sa panahon ng 72-oras na pagsubok sa bias. Samakatuwid, hinihiling namin sa mga supplier na magbigay ng mga ulat sa pamamahagi ng laki ng laser particle para sa bawat batch ng solder paste, na may mahigpit na kinokontrol na D50 sa 25±2μm at D90≤38μm.

Ipinapakita ng data ng aging test na sa ilalim ng 85℃/85%RH + 5V na mga kundisyon ng bias, ang paggamit ng solder paste formulation na may microalloyed na 0.015% bismuth ay nagpapalawak ng tin whisker initiation time mula 168 oras para sa mga conventional formulation hanggang sa mahigit 520 oras. Gayunpaman, kapag ang karagdagan ng bismuth ay lumampas sa 0.02%, ito ay magpapayaman sa solder joint interface at mag-udyok sa mababang temperatura na brittle fracture. Samakatuwid, ang window na ito ay dapat mapanatili sa pamamagitan ng real-time na pagsubaybay sa ICP-MS, at ang mga produkto ay hindi maaaring ilabas lamang batay sa mga ulat ng inspeksyon ng pabrika.