Kegagalan solder pada papan perak imersi paling sering bermanifestasi sebagai sambungan solder yang menghitam, sambungan solder dingin, tembaga terbuka pada bantalan, atau percikan bola solder pada jalur produksi Jia Jinyuan. Masalah-masalah ini hampir semuanya terkait langsung dengan fluktuasi kualitas perawatan permukaan perak perendaman PCB, dan bukan hanya disebabkan oleh pasta solder atau pengaturan suhu reflow. Misalnya, ketika ketebalan lapisan perak di bawah 0,05μm, bantalan sangat rentan terhadap oksidasi selama proses reflow; jika hal ini diperparah dengan pelepasan film OSP yang tidak lengkap, fluks tidak dapat secara efektif menyentuh permukaan perak, dan gaya pembasahan turun lebih dari 30% secara instan.
Ketebalan Lapisan Perak Sangat Ditambah dengan Jendela Reflow
Pengukuran aktual kami menunjukkan bahwa ketika ketebalan perak perendaman adalah 0,08–0,12μm, pasta solder SAC305 yang biasa digunakan oleh Jia Jinyuan dapat membentuk lapisan IMC Ag-Sn yang kontinu dan padat pada suhu puncak 235℃±2℃. Namun, jika ketebalan perak melebihi 0,15μm, biayanya tidak hanya meningkat tajam, tetapi pelarutan perak yang berlebihan juga meningkatkan kerapuhan sambungan solder. Untuk batch dengan ketebalan di bawah 0,06μm, tembaga terbuka mikropori umumnya muncul di tepi bantalan setelah dialirkan ulang, yang terutama terlihat pada posisi pemasangan resistor chip dan kapasitor yang lebih kecil dari 0402.
Residu OSP Adalah Pembunuh Tak Terlihat dari Penyolderan Papan Perak Perendaman
Banyak pabrik secara keliru percaya bahwa degreasing dan deoksidasi sebelum perendaman perak berarti OSP dapat diabaikan, tetapi verifikasi berulang pada lini produksi Jia Jinyuan menunjukkan bahwa jika nilai pH bak pembersih menyimpang dari kisaran 7,8–8,2 sebelum perak perendaman, atau jika waktu ultrasonik kurang dari 120 detik, zat pembentuk film organik yang tersisa di permukaan tembaga akan terbungkus sebagian setelah pengendapan perak. Hal ini mencegah fluks menembus penghalang ini selama reflow, yang pada akhirnya mengakibatkan tinggi tanjakan sambungan solder kurang dari 50% diameter bantalan, dan pemeriksaan sinar-X menunjukkan bahwa rasio rongga antarmuka meningkat hingga di atas 18%.
Bukaan Stensil Harus Dikompensasi untuk Permukaan Perak
Desain stensil konvensional berdasarkan dimensi bantalan tembaga telanjang menyebabkan volume solder tidak mencukupi saat menyolder papan perak perendaman, karena lapisan perak sedikit menaikkan permukaan bantalan dan mengubah karakteristik penyebaran pasta solder. Pengukuran aktual kami pada substrat FR-4 menunjukkan bahwa lapisan perak imersi setebal 0,1 mm meningkatkan tinggi bantalan setara sekitar 3,2μm. Oleh karena itu, untuk perangkat tipe QFP, bukaan stensil harus diperbesar sebesar 8%–10% secara keseluruhan; jika tidak, keruntuhan pasta solder yang tidak merata biasanya terlihat pada sambungan solder bagian bawah paket QFN setelah reflow, yang selanjutnya menyebabkan tingkat pembentukan batu nisan meningkat menjadi 0,35%.
Profil Reflow Harus Menghindari Zona Sensitif Oksidasi Perak
Tabu terbesar untuk penyolderan papan perak perendaman adalah tinggal lama di kisaran 150–180℃, yang merupakan zona kritis di mana perak mulai bereaksi dengan sejumlah kecil belerang dan klorin di udara. Setelah Jia Jinyuan menekan waktu zona pemanasan awal menjadi 60–90 detik dan menstabilkan kemiringan pemanasan pada 1,2℃/detik, laju penghitaman bantalan turun dari semula 2,1% menjadi 0,07%. Pada saat yang sama, penting untuk memastikan bahwa konsentrasi perlindungan nitrogen mempertahankan kandungan oksigen di bawah 800ppm; jika tidak, meskipun profil memenuhi standar, oksidasi antarmuka tidak dapat ditekan.
Agen Berbahan Dasar Air Alkali Tidak Boleh Digunakan untuk Pembersihan Pasca Penyolderan
Merawat PCB setelah penyolderan papan perak perendaman dengan larutan pembersih berbahan dasar air dengan pH > 9 akan dengan cepat membentuk lapisan Ag-O berwarna abu-abu kehitaman pada permukaan sambungan solder, yang menimbulkan risiko kebocoran selama pengujian TIK berikutnya. Setelah kami beralih ke bahan pembersih ionik lemah dengan pH=7,3 dikombinasikan dengan pembilasan suhu konstan pada 60℃, tingkat pemulihan kilap sambungan solder mencapai 94%, dan tidak ada migrasi perak yang diamati. Kuncinya adalah menghindari suhu pemanggangan melebihi 105℃ setelah dibersihkan, jika tidak, sisa kelembapan akan mempercepat korosi perak.
