Ujian Padanan Bar Pateri dan Tampal Pateri

Semasa menjalankan Ujian Pemadanan Bar Pateri dan Tampal Pateri, jurutera mesti menilai secara serentak penjajaran komposisi aloi, tetingkap suhu pengaktifan fluks dan morfologi sisa selepas pengaliran semula, kerana pengimbang takat lebur yang tidak sepadan atau kandungan halida yang tidak serasi boleh mencetuskan kelesuan fluks pramatang, pengurangan oksida yang tidak lengkap dan pembasahan permukaan yang tidak konsisten. Ujian dimulakan dengan memilih kumpulan Solder Bar yang mewakili, biasanya Sn96.5Ag3.0Cu0.5 dengan toleransi ±0.15%, dan menyediakan pes pateri menggunakan aloi nominal yang sama, taburan saiz zarah yang sama (Jenis 4, D50 = 25 µm), dan perumusan tidak berpasangan berasaskan rosin logam yang serupa untuk menghapuskan rumusan tidak berpasangan fluks tidak bersih yang boleh ubah. Semasa pencetakan stensil, ketekalan volum tampal disahkan melalui SPI pada liputan 100% pada kupon FR-4 siap ENIG, manakala sfera pateri terbitan bar diletakkan secara manual bersebelahan dengan deposit bercetak untuk mensimulasikan aliran pateri sumber campuran di bawah keadaan aliran semula yang sama.

Profil pengaliran semula dipegang dengan ketat pada puncak 245°C selama 45 saat dengan kadar tanjakan 1.2°C/s pra-puncak dan 2.8°C/s penyejukan, kerana melebihi 248°C berisiko rempuhan antara logam Cu-Sn pada antara muka pad, manakala penangkapan bawah 242°C menyebabkan sisa kekotoran dan kekotoran fluks. Selepas penyejukan, keratan rentas disediakan pada pembesaran 5× untuk menilai struktur butiran antara muka, di mana sistem yang dipadankan menunjukkan lapisan bergerigi seragam Cu₆Sn₅ ≤1.8 µm, manakala ketidakpadanan menghasilkan µm MC terputus-putus atau terlalu besar. Analisis XRF mengesahkan bahawa pencemaran Pb kekal di bawah 10 PPM dalam kedua-dua bar dan tampal, dan kalorimetri pengimbasan pembezaan mendedahkan julat solidus-liquidus yang bertindih dalam ±1.3°C, yang penting untuk penggabungan segerak tanpa pengasingan fasa.

Pengukuran sudut pembasahan diambil pada pad kuprum bersalut OSP selepas pengaliran semula laluan tunggal, kerana sudut >42° menunjukkan pengurangan tenaga permukaan yang tidak mencukupi daripada penguraian fluks, selalunya dikesan kepada kefungsian asid yang tidak sepadan antara oksida dros yang berasal dari bar dan pengaktif tampal. In kes sepadan, sudut median jatuh antara 28° dan 33°, dengan sisihan piawai <2>

Kitaran terma dari −40°C hingga +125°C untuk 1,000 kitaran mengikuti JEDEC JESD22-A104, kerana keretakan antara butiran bermula lebih awal apabila kadar pertumbuhan IMC menyimpang disebabkan ketidakseimbangan kecil nisbah Ag/Cu antara bar dan prekursor tampal. Kekuatan ricih selepas berbasikal menurun ≤8% dalam pasangan sepadan berbanding ≥22% dalam yang tidak sepadan, dengan permukaan patah mendedahkan pecah lesung mulur pada bekas dan belahan rapuh di sepanjang sempadan IMC di bahagian kedua. Pengimejan sinar-X dalam-situ masa nyata semasa aliran semula merakam pemasaan gabungan dinamik, menunjukkan sistem yang dipadankan mencapai gabungan penuh dalam masa 8.3 ± 0.9 saat selepas cecair, manakala ketidakpadanan memerlukan 12.7 ± 2.4 saat dengan bebola pateri yang boleh dilihat dan penembusan pada tepi pad. Pemerhatian ini berkait secara langsung dengan data pulangan medan daripada unit kawalan automotif, di mana penggunaan Solder Bar dan Solder Paste yang tidak sepadan meningkatkan kegagalan sambungan pateri hayat awal sebanyak 3.8× dalam tempoh 18 bulan penggunaan.