Hindi kami nagsasagawa ng Solder Paste thermal cycling test para lang matugunan ang mga kinakailangan sa ulat; ang aming layunin ay tukuyin ang mga solder paste na hindi nagpapakita ng mga isyu pagkatapos ng daan-daang oras sa linya ng produksyon ngunit bumuo ng mga malamig na solder joint kapag na-install sa mga sasakyan. Ang mga kondisyon ng pagsubok ay dapat na mahigpit na nakaayon sa mga sitwasyong pangwakas na paggamit ng customer. Halimbawa, ang mga automotive electronics ay karaniwang gumagamit ng -40℃ hanggang 125℃, 1000 cycle, na may heating at cooling rate na kinokontrol sa loob ng 10℃/min. Anumang oven na may paglihis ng temperatura na lumampas sa ±2 ℃ ay dapat isara para sa pagkakalibrate; kung hindi, gaano man kaganda ang hitsura ng data, wala itong silbi.

Sa panahon ng thermal cycling, madalas na nagsisimula ang solder joint failure sa interface ng IMC layer. Partikular sa In, pagkatapos ng paulit-ulit na pagpapalawak at pag-urong ng thermal, ang mga system ng SnAgCu ay may posibilidad na makaranas ng pinabilis na pagbabagong-anyo ng Cu6Sn5 sa Cu3Sn at grain coarsening, na nag-trigger naman ng microcrack propagation. Ang mga solder paste na binago ng nickel o bismuth ay nagpapakita ng mas matatag na intermetallic compound growth rate. Gayunpaman, kapag ang nilalaman ng nikel ay lumampas sa 0.05%, ang panganib ng pagbara ng stencil sa panahon ng pag-print ay tumataas nang malaki. Samakatuwid, sa panahon ng pagpili, dapat suriin ang thermal cycling data kasama ng stencil aperture design, squeegee pressure, at reflow peak temperature sa DOE verification.

Ipinapakita ng mga sukat na ang pagganap ng thermal cycling ng parehong solder paste ay lubhang nag-iiba sa iba't ibang mga PCB surface finish. Ang solder joint failure cycle sa mga OSP board ay karaniwang higit sa 30% na mas maikli kaysa sa ENIG boards. Ito ay dahil ang hindi pantay na kapal ng pelikula ng OSP ay humahantong sa hindi pare-parehong lokal na basa sa panahon ng reflow, na nagiging sanhi ng mga bitak upang magsimula nang maaga sa mga punto ng konsentrasyon ng thermal stress. Bagama't mas mahal ang ENIG, maaaring buffer ng nickel layer ang CTE mismatch sa pagitan ng copper substrate at solder joint. Ang pagkakaibang ito ay partikular na binibigkas sa malawak na mga pagsubok sa hanay ng temperatura mula -55 ℃ hanggang 150 ℃.

Bago ang pagsubok, dapat kumpirmahin na ang lahat ng mga sample ay nakumpleto ang karaniwang reflow na paghihinang na walang malamig o hindi sapat na mga joint ng panghinang. Ang saklaw ng sampling ng X-ray ay dapat na hindi bababa sa 3% bawat batch. Direktang tinatanggihan ang mga batch na may AOI miss rate na mas mataas sa 0.5%, dahil pinapalaki lang ng thermal cycling ang mga paunang depekto sa halip na i-mask ang mga ito. Minsan ay nakatagpo kami ng isang batch ng solder paste kung saan ang lahat ng mga joints ay nag-crack pagkatapos ng 500 thermal cycle. Ang pagsisiyasat ay nagsiwalat na ang aktwal na temperatura sa ikatlong zone ng reflow oven ay 8 ℃ na mas mababa kaysa sa itinakdang halaga, na nagiging sanhi ng panloob na void rate ng mga solder joints na lumampas sa pamantayan. Ang mga ganitong problema ay hindi maaaring sanhi ng thermal cycling data lamang.

Ang cross-section analysis pagkatapos ng thermal cycling ay hindi maaaring umasa lamang sa macroscopic solder joint morphology; Dapat gamitin ang SEM+EDS para sukatin ang kapal ng IMC, pagkakapareho ng komposisyon, at direksyon ng pagpapalaganap ng crack. In partikular, ang mga diagonal na bitak sa 45° sa gilid ng pad ay kadalasang resulta ng pinagsamang thermal stress at mechanical vibration. Ang ganitong mga pagkabigo ay bihirang lumitaw sa mga pagsubok sa mataas na temperatura na imbakan lamang; ang thermal cycling lamang ang maaaring maglantad sa kanila. Samakatuwid, kapag ang mga customer ay nangangailangan ng automotive-grade certification, ang thermal cycling ay palaging isang mandatoryong threshold.

Inirerekomenda namin ang pag-embed ng thermal cycling testing sa ikalawang yugto ng proseso ng pagpapakilala ng solder paste, na magsisimula kaagad pagkatapos makumpleto ang basic printability at reflow verification. Hindi bababa sa tatlong magkakatulad na sample na grupo ang dapat na patakbuhin nang sabay-sabay sa bawat oras, na may isang grupo na pinapanatili bilang isang backup ng retest upang maiwasang maabala ang buong iskedyul ng pag-verify dahil sa isang hindi normal na pagkaantala. Pagkatapos ng lahat, ang linya ng produksyon ay hindi kayang maghintay, at ang isang solong thermal cycling test ay tumatagal ng kasing liit ng 7 araw o kasing dami ng 20 araw, kaya dapat na mahigpit na kontrolin ang window ng oras.