As juntas de solda fria geralmente aparecem branco-acinzentadas sem brilho metálico sob inspeção AOI, com rebarbas óbvias nas bordas, depressões locais ou bolas de solda residuais. Sob um microscópio, a fusão incompleta das partículas de solda e um limite claro na interface podem ser claramente observados. Essas juntas ocasionalmente mostram circuitos abertos em testes de TIC e sofrem fraturas durante o estágio de envelhecimento em alta temperatura após testes funcionais. A causa raiz é que o pico de temperatura real do forno de reFluxo não atende ao requisito de redundância de fusão de 20°C acima do ponto eutético da liga de pasta de solda. Por exemplo, o ponto eutético teórico da pasta de solda JiaJinYuan SN96.5AG3.0CU0.5 é 217°C, mas o perfil de temperatura medido na linha de produção mostra que o final da terceira zona de temperatura atinge apenas 214,2°C, e o tempo de retenção é inferior a 45 segundos, levando a resíduos de fluxo envolvendo partículas não derretidas e formando um falso intertravamento mecânico.
A tensão insuficiente do estêncil no processo de impressão agrava o risco de soldagem a frio. Quando o tamanho da abertura do estêncil é 0,25×0,4mm e a tensão é inferior a 38N/cm, a faixa de flutuação da taxa de transferência da pasta de solda se expande para 62%~79%, e a quantidade de deposição em algumas almofadas é inferior a 0,08mg. Mesmo que os parâmetros de refluxo atendam aos padrões, é difícil suportar uma ligação metalúrgica completa. Rastreamos 12 lotes de defeitos de solda fria na linha de produção de um cliente e descobrimos que 9 deles correspondiam a uma frequência diária de limpeza do estêncil superior a 3 horas por vez, a pressão do rodo caiu de 4,2 kg para 3,6 kg e o tempo insuficiente de aquecimento da pasta de solda de menos de 4 horas fez com que a viscosidade aumentasse em 18%. A combinação desses três fatores reduziu a quantidade de colapso da pasta de solda em 0,015 mm, enfraquecendo diretamente a capacidade de autoalinhamento durante o refluxo.
A concentração insuficiente de proteção de nitrogênio também é uma causa oculta. Quando o O? o conteúdo no forno é superior a 150 PPM, a taxa de crescimento do filme de óxido de superfície da liga SnAgCu na faixa de 210 ℃ atinge 0,8 nm/s, excedendo em muito o limite de capacidade de redução do fluxo. Neste momento, mesmo que o pico de temperatura atenda ao padrão, a junta de solda ainda apresenta uma morfologia típica de solda a frio. Usamos XPS para realizar análises de componentes nas juntas de solda com falha e confirmamos que seu SnO? a proporção atingiu 12,7%, enquanto a das juntas soldadas normais foi de apenas 2,1%. Isto indica que o bloqueio do medidor de vazão de nitrogênio não foi detectado a tempo, e o N? a vazão caiu de 25L/min para 16,3L/min, mas o valor original ainda foi mantido na folha de registro do processo.
Os dados do teste de força de cisalhamento de juntas de solda fria são altamente enganosos. Quando testado com um Dage 4000+ a uma taxa de 10μm/s, a leitura inicial pode chegar a 12gf, mas após carregamento contínuo por 0,8 segundos, cai repentinamente para 3,4gf acompanhada por um som de fratura frágil. Esta característica de atenuação não linear está diretamente relacionada à ausência de uma camada IMC. O padrão de XRD confirma que a intensidade de seu pico de difração de Cu6Sn5 é inferior a 31% daquela da amostra padrão, e a varredura de superfície EDS mostra que a razão atômica Cu/Sn se desvia da razão ideal de 3,8:1 em ±0,9 unidades, indicando que a cinética da reação é severamente prejudicada.
Após a substituição por um novo lote de pasta de solda JiaJinYuan do mesmo modelo, a taxa de solda a frio não melhorou. A investigação reversa descobriu que o desvio de calibração do termopar do forno de refluxo atingiu ±1,9°C, e o acúmulo de carbono na corrente causou uma diminuição de 7,3% na eficiência da transferência de calor. Sem ajustar as configurações da zona de temperatura, a simples limpeza da corrente e a recalibração do termopar reduziram a taxa de solda fria de 1280PPM por milhão de peças para 210PPM. Isso nos lembra que o monitoramento do status do equipamento deve ser incorporado à planilha de inspeção diária, em vez de depender da troca de lotes de pasta de solda para mascarar problemas de degradação do hardware.
