Quando encontramos trincas nas juntas de solda na linha de produção, nossa primeira reação não é substituir o equipamento, mas verificar o lote da pasta de solda e o perfil de reFluxo, porque mais de 85% das trincas ocultas se originam da incompatibilidade entre o coeficiente de expansão térmica da própria pasta de solda e do substrato, combinado com uma taxa de resfriamento excessivamente rápida durante o estágio de resfriamento que gera tensão de cisalhamento dentro da junta de solda. Quando esta tensão acumula até um valor crítico na borda da junta de solda ou na interface IMC, microfissuras se formarão. Essas rachaduras são muitas vezes invisíveis sob raios X, mas surgem centralmente durante o teste de envelhecimento em alta temperatura e alta umidade do cliente.
A seleção da pasta de solda para junta de solda deve seguir de perto três indicadores rígidos: a temperatura Tg deve ser mais de 20 ℃ superior à temperatura operacional máxima do cliente, o alongamento deve ser superior a 45% para absorver a deformação térmica e o teor de prata entre 0,3% e 0,7% pode não apenas garantir a molhabilidade, mas também evitar a redução da resistência à fadiga causada por fases Ag3Sn frágeis excessivas. Certa vez, usamos o mesmo resistor 0402 para comparação após 500 ciclos de choque térmico de -40 ℃ a 125 ℃ e descobrimos que a taxa de rachadura das juntas de solda usando pasta de solda de baixo módulo era apenas 1/6 daquela dos modelos de alto módulo, e a posição de Início da rachadura mudou da borda da almofada para o meio do corpo da solda, indicando que o caminho de liberação de tensão sofreu uma mudança essencial.
O tamanho da abertura do estêncil no processo de impressão deve corresponder estritamente ao tamanho das partículas da pasta de solda. Ao usar pasta de solda Tipo 4, se a abertura do estêncil Tipo 3 ainda for usada, isso resultará em volume insuficiente de pasta de solda e altura insuficiente da junta de solda após o refluxo. Durante o resfriamento e o encolhimento, há falta de espaço redundante de deformação plástica, o que é extremamente provável que induza rachaduras transversais na raiz da junta de solda. Embora a pasta de solda Tipo 5 seja adequada para dispositivos 01005, ela é mais sensível à temperatura e umidade ambiente. Quando a umidade relativa da oficina excede 60%, sua taxa de atenuação da viscosidade é 3 vezes mais rápida que a do Tipo 4, o que causa diretamente uma desmoldagem deficiente e um risco aumentado de microfissuras associadas às esferas de solda.
A temperatura máxima de refluxo não é quanto maior, melhor. Quando o resíduo de fluxo na pasta de solda dura mais de 60 segundos acima de 230°C, seus produtos carbonizados serão incorporados à camada IMC e enfraquecerão a força de ligação entre Cu6Sn5 e a matriz de solda. Neste momento, mesmo que a junta de solda pareça completa, é fácil descolar ao longo desta interface durante o teste de queda. Rastreamos um lote de placas-mãe médicas e descobrimos que depois de reduzir a temperatura de pico de 245 ℃ para 238 ℃ e encurtar o tempo de retenção para 45 segundos, a faixa de flutuação da resistência ao cisalhamento da junta de solda diminuiu de ± 12% para ± 5%, e a taxa de atenuação de empuxo após armazenamento em alta temperatura diminuiu 40%.
A confiabilidade da pasta de solda não pode depender apenas do alongamento e do ponto de fusão na folha de dados, mas também deve verificar seu desempenho real sob a estrutura laminada de PCB real. Por exemplo, a combinação de FR4 de 1,6 mm de espessura + 2 onças de cobre tornará a taxa de resfriamento da junta de solda 1,8 vezes mais rápida do que a da placa padrão. Neste momento, é necessário combinar a pasta de solda da junta de solda com uma temperatura de transição vítrea mais baixa e uma resposta de relaxamento de tensão mais rápida, caso contrário, não importa quão bons sejam os parâmetros do processo, eles não podem suprimir os defeitos inerentes no nível do material.
