Problemas de solda a frio nunca foram um fenômeno isolado nas linhas de produção da JiaJinYuan; eles são um resultado inevitável da pressão combinada de perfis de temperatura de reFluxo não conformes e capacidade térmica excessiva do PCB. Quando as placas de um lado têm uma espessura de cobre de 2 onças, as dimensões do painel excedem 200 × 250 mm e incluem vazamentos de cobre em grandes áreas, a temperatura real da superfície da placa medida pelo forno de refluxo é 8 ~ 12 ℃ menor que a posição de fixação do termopar. Se o subdimensionamento da abertura do estêncil, a degradação da atividade da pasta de solda ou a flutuação da pureza do nitrogênio abaixo de 99,85% estiverem adicionalmente presentes, a incidência de soldagem a frio aumentará mais de 3 vezes.
Certa vez, descobrimos juntas de solda com valores de teste de empuxo abaixo de 4N em componentes embalados DIP-8 por três dias consecutivos. A varredura de raios X revelou uma taxa de vazios internos de 35%, e o corte transversal confirmou refluxo de solda incompleto. Investigações adicionais revelaram que o lote de PCBs usava substrato FR-4+High TG170, com uma taxa de cobertura de cobre na parte traseira de até 68%, enquanto as configurações de temperatura de refluxo ainda usavam parâmetros desatualizados. A temperatura máxima da zona de refluxo foi de apenas 212°C com uma duração inferior a 45 segundos, o que foi fundamentalmente insuficiente para superar a sua Inércia térmica. Mais criticamente, o termopar foi conectado por engano a uma área livre de cobre, fazendo com que o sistema de controle de temperatura fizesse um julgamento errado e reduzisse ativamente a potência de aquecimento.
A solução deve envolver o ajuste simultâneo de parâmetros de hardware e de processo. Primeiro, aumente manualmente a potência de aquecimento das zonas do forno de refluxo JiaJinYuan 5 ~ 7 em 12% e reduza a velocidade do transportador de 75 cm/min para 62 cm/min. Em seguida, use termopares de ponto duplo para medir a diferença de temperatura entre o centro e as bordas da PCB, garantindo ΔT≤5℃. Ao mesmo tempo, aumente a espessura de impressão da pasta de solda de 120 μm para 135 μm para compensar as perdas de absorção de calor, mas nunca exceda 140 μm, caso contrário é provável que ocorra formação de ponte. Finalmente, determine que todos os PCBs de alta capacidade térmica sejam pré-cozidos a 60 ℃ por 2 horas antes do refluxo para eliminar a absorção de umidade e o efeito de expansão causado pelo estresse interno da laminação.
Durante a fase de verificação, o mesmo PCB deve ser refluido três vezes repetidamente, e a espessura IMC das juntas de solda deve ser medida a cada vez. Se o valor médio das três medições for <1,8 μm, o risco de soldagem a frio é considerado não resolvido. Neste ponto, pare imediatamente a linha para verificar se o medidor de vazão de nitrogênio está bloqueado por contaminação de óleo, pois quando a vazão do equipamento JiaJinYuan está abaixo de 15L/min, o teor de oxigênio subirá acima de 800ppm, inibindo diretamente a capacidade de umedecimento superficial das ligas de estanho-chumbo, e essa inibição é particularmente atrasada e oculta em placas com grande capacidade de calor.
As juntas de solda a frio são quase invisíveis sob AOI e só podem ser expostas através de testes de força de cisalhamento ou tingimento da seção transversal da junta de solda. Portanto, a linha de produção nunca deve depender de reinspeção visual. O coeficiente de capacidade térmica deve ser incluído na lista de verificação de revisão do DFM para cada novo PCB. Para todos os tipos de placa com espessura de cobre ≥1,5 onças, taxa de cobertura de cobre >60% e espessura de placa >1,6 mm, o relatório do perfil de temperatura de refluxo medido deve ser carimbado com a assinatura manuscrita do engenheiro de processo; caso contrário, a alimentação de material em lote não será permitida. Esta é a regra de ferro que permitiu à JiaJinYuan obter zero reclamações de solda a frio em lote nos últimos três anos.
