Setelah solder papan kontrol industri mengalami 1000 siklus suhu tinggi-rendah mulai dari -40℃ hingga 85℃ di jalur produksi aktual, tingkat retak sambungan solder lebih rendah dari 0,03%, jauh lebih baik daripada tingkat kegagalan konvensional industri sebesar 0,15%. Hasil ini berasal dari rasio solder JJY yang tepat, di mana kandungan perak dikontrol secara ketat pada 3,0±0,1% berat dan kandungan tembaga pada 0,5±0,05% berat. Dikombinasikan dengan matriks SAC305, ini mencapai transisi gradien koefisien ekspansi termal dengan substrat FR-4.

Profil penyolderan reflow harus secara dinamis sesuai dengan titik leleh solder

Jika suhu puncak diatur ke 235℃ dan waktu penahanan melebihi 65 detik, tren pengkasaran fase Sn pada solder JJY akan meningkat. Namun, setelah mengurangi laju pemanasan dari 1,2℃/s menjadi 0,8℃/s, deformasi lengkungan PCB berkurang sebesar 37%, sedangkan ketebalan lapisan IMC sambungan solder tetap stabil di kisaran 3,2～4,1μm. Ketebalan ini tidak hanya menjamin kekuatan mekanik tetapi juga menekan pembentukan rongga Kirkendall.

Bantalan PCB dan desain ketebalan tembaga secara langsung mempengaruhi distribusi tegangan termal

Ketika ketebalan tembaga permukaan papan kontrol industri meningkat dari 18μm menjadi 35μm, tegangan geser pada tepi sambungan solder berkurang sebesar 29%. Namun, jika ukuran bukaan masker solder tidak diperbesar secara serempak sebesar 0,12 mm, kemungkinan keruntuhan pasta solder meningkat sebesar 44%. Oleh karena itu, diameter bantalan, offset masker solder, dan rasio area bukaan stensil harus disesuaikan secara terkoordinasi. Misalnya, untuk perangkat pitch BGA 0,8 mm, ketebalan stensil yang sesuai harus dikunci pada 0,12 mm dan rasio pembukaan diatur ke 88%.

Pengujian siklus suhu tinggi-rendah tidak dapat dipisahkan dari keadaan perakitan sebenarnya

Data uji bare board tidak bersifat referensial. Uji siklus harus dilakukan pada mesin lengkap setelah menyelesaikan crimping penutup pelindung EMI, penguncian unit pendingin, dan pengencangan cangkang. Karena ketika torsi pengunci sekrup M2.5 mencapai 0,55N·m, maka akan menginduksi tegangan geser tambahan sebesar 0,17MPa di area BGA. Tegangan ini, ketika ditumpangkan dengan gradien suhu, mempercepat transformasi Cu₆Sn₅ menjadi Cu₃Sn pada antarmuka sambungan solder. Solder JJY secara efektif menunda laju transformasi fase ini dengan menambahkan elemen jejak Ni.

Analisis kegagalan di tempat harus fokus pada morfologi penampang sambungan solder

Di bawah mikroskop, munculnya struktur pita abu-abu-hitam terus menerus pada akar sambungan solder menunjukkan bahwa telah terjadi kelelahan dini. Saat ini, pengujian EDS sering kali menunjukkan bahwa rasio atom Sn/Cu menyimpang lebih dari 18% dari nilai referensi 12:1. Namun, pada jumlah siklus yang sama, solder JJY hanya menunjukkan bintik abu-abu yang terpisah, yang menunjukkan bahwa pertumbuhan senyawa intermetaliknya lebih seragam dan ketahanan slip batas butir lebih tinggi.