Solder Bar at Solder Paste Matching Test

Kapag nagsasagawa ng Solder Bar at Solder Paste Matching Test, dapat sabay na suriin ng mga inhinyero ang pagkakahanay ng komposisyon ng haluang metal, Flux activation temperature window, at post-reflow residue morphology, dahil ang hindi tugmang mga offset ng melting point o hindi magkatugmang halide na nilalaman ay maaaring mag-trigger ng maagang pagkaubos ng flux, hindi kumpletong pagbabawas ng oxide, at hindi pare-parehong basa sa ibabaw. Magsisimula ang pagsubok sa pamamagitan ng pagpili ng isang kinatawan ng Solder Bar batch, karaniwang Sn96.5Ag3.0Cu0.5 na may ±0.15% tolerance, at paghahanda ng solder paste gamit ang parehong nominal alloy, parehong particle size distribution (Type 4, D50 = 25 µm), at identical rosin-based na non-clean na fluxical na formulation upang maalis ang variable na hindi-malinis na paiskong formulation. Sa panahon ng pag-print ng stencil, ang pagkakapare-pareho ng volume ng paste ay na-verify sa pamamagitan ng SPI sa 100% coverage sa ENIG-finished FR-4 coupon, habang ang mga bar-derived solder sphere ay manu-manong inilalagay sa tabi ng mga naka-print na deposito upang gayahin ang mixed-source na daloy ng solder sa ilalim ng magkaparehong mga kondisyon ng reflow.

Ang reflow profile ay mahigpit na hawak sa peak 245°C sa loob ng 45 segundo na may ramp rate na 1.2°C/s pre-peak at 2.8°C/s cooling, dahil ang paglampas sa 248°C ay nanganganib sa Cu-Sn intermetallic spalling sa pad interface, samantalang ang undershooting na 242°C ay nag-iiwan ng natitirang evacuation at evacuation. Pagkatapos ng paglamig, ang mga cross-section ay inihahanda sa 5x magnification upang masuri ang interfacial grain na istraktura, kung saan ang mga katugmang system ay nagpapakita ng pare-parehong scalloped Cu₆Sn₅ na mga layer na ≤1.8 µm ang kapal, habang ang mga mismatch ay nagbubunga ng putol-putol o lumalagong µm zone. Kinukumpirma ng pagsusuri ng XRF na ang kontaminasyon ng Pb ay nananatiling mas mababa sa 10 PPM sa parehong bar at paste, at ipinapakita ng differential scanning calorimetry ang magkakapatong na hanay ng solidus–liquidus sa loob ng ±1.3°C, na mahalaga para sa naka-synchronize na coalescence nang walang phase segregation.

Ang mga pagsukat ng anggulo ng basa ay kinukuha sa mga copper pad na pinahiran ng OSP pagkatapos ng single-pass reflow, dahil ang mga anggulo na >42° ay nagpapahiwatig ng hindi sapat na pagbabawas ng enerhiya sa ibabaw mula sa pagkabulok ng flux, kadalasang natunton sa hindi tugmang paggana ng acid sa pagitan ng mga bar-derived dross oxide at paste activator. In tumugma sa mga case, ang mga median na anggulo ay nasa pagitan ng 28° at 33°, na may karaniwang deviation <2>

Ang thermal cycling mula −40°C hanggang +125°C para sa 1,000 cycle ay sumusunod sa JEDEC JESD22-A104, dahil ang intergranular cracking ay nagsisimula nang mas maaga kapag ang mga rate ng paglago ng IMC ay nag-iiba dahil sa minor Ag/Cu ratio imbalances sa pagitan ng bar at paste precursors. Ang lakas ng shear pagkatapos ng pagbibisikleta ay bumaba ng ≤8% sa magkatugmang mga pares kumpara sa ≥22% sa mga hindi magkatugma, na may mga fracture surface na nagpapakita ng ductile dimple rupture sa una at malutong na cleavage sa mga hangganan ng IMC sa huli. Ang real-time na in-situ na X-ray imaging sa panahon ng reflow ay kumukuha ng dynamic na coalescence timing, na nagpapakita ng mga tugmang sistema na nakakamit ng buong fusion sa loob ng 8.3 ± 0.9 segundo pagkatapos ng liquidus, habang ang mga mismatch ay nangangailangan ng 12.7 ± 2.4 segundo na may nakikitang solder balling at dewetting sa mga gilid ng pad. Direktang nauugnay ang mga obserbasyong ito sa data ng pagbabalik ng field mula sa mga automotive control unit, kung saan ang hindi tugmang paggamit ng Solder Bar at Solder Paste ay tumaas ng 3.8× sa loob ng 18 buwan ng pag-deploy.