As juntas de solda fria na soldagem de PCB geralmente se manifestam como superfícies de junta de solda opacas, um ângulo de molhamento superior a 90 graus e cobertura incompleta das bordas da almofada pela solda visível sob inspeção por raios X. Isso geralmente está relacionado à atenuação da atividade do Fluxo na pasta de solda, à falha na limpeza imediata da camada residual oxidada da pasta de solda na parte inferior do estêncil e à pressão de colocação insuficiente que impede que os pinos dos componentes façam contato total com a pasta de solda. Na linha de produção Jia Jinyuan Dongguan, uma vez encontramos esse problema em três lotes consecutivos de dispositivos QFN, que foi determinado como sendo causado por uma queda de 12% na pressão de impressão devido ao desgaste do rodo, juntamente com a temperatura máxima da terceira zona de refluxo sendo 8°C inferior ao valor padrão.
Os grânulos de solda ocorrem principalmente nas laterais dos resistores e capacitores 0201 e 0402 ou sob o corpo do IC. Sua formação não se deve simplesmente à velocidade de refluxo excessivamente rápida, mas sim à combinação de uma distribuição de tamanho de partícula fora das especificações da pasta de solda (D90 > 28μm) e uma proporção de abertura do estêncil inferior a 1,5, o que faz com que a pasta de solda se quebre e respingue em áreas sem almofada durante o processo de desmoldagem. In em um ambiente de nitrogênio, se o teor de oxigênio for superior a 100 PPM, agravará ainda mais a oxidação e aglomeração de grânulos de solda. Certa vez, testamos diferentes tensões de estêncil com a mesma pasta de solda na linha Jia Jinyuan Hefei e descobrimos que quando a tensão era inferior a 35N/cm², a taxa de ocorrência de cordão de solda aumentou 3,7 vezes.
Taxas de vazios excessivas são comumente encontradas na parte inferior de QFNs e BGAs de almofadas grandes, especialmente quando o tamanho da almofada é maior que 3 mm × 3 mm e não há design térmico. In nesses casos, se o tempo acima da linha liquidus no perfil de refluxo exceder 65 segundos, ou a taxa de resfriamento for inferior a 3°C/s, o gás dentro da solda não poderá escapar a tempo, resultando em vazios circulares com um diâmetro > 150μm formando-se no centro da junta de solda. Depois que a linha Jia Jinyuan Suzhou aumentou a pureza do nitrogênio de 99,99% para 99,999%, a área média de vazios BGA diminuiu 42%, mas o pré-requisito é que as aberturas do estêncil sejam modificadas simultaneamente para um design escalonado para reduzir o volume da pasta de solda.
Os planos de melhoria devem ser implementados como um conjunto completo. Por exemplo, para juntas de solda fria em TSSOPs com passo de 0,4 mm, não se pode apenas ajustar a temperatura de refluxo, mas deve-se simultaneamente reduzir a espessura do estêncil de 0,12 mm para 0,10 mm, aumentar o ângulo do rodo de 55° para 62°, estabilizar a temperatura de armazenamento da pasta de solda em 22±1°C e comprimir o tempo de uso pós-abertura para dentro de 18 horas; caso contrário, a otimização de ponto único induzirá um aumento nos grânulos de solda. Da mesma forma, ao substituir por um novo lote de pasta de solda, seu valor de alteração de viscosidade deve ser medido. Se o índice tixotrópico se desviar dos parâmetros originais em mais de ±0,15, a simulação de abertura do estêncil deverá ser refeita e o coeficiente de compensação de pressão do rodo atualizado.
Todos os ajustes de parâmetros devem ser acompanhados por varredura transversal de raios X do primeiro artigo e teste de empuxo após 50 ciclos de choque térmico de -40°C~125°C. Os critérios de aceitação interna de Jia Jinyuan são que o impulso das juntas de solda fria não deve ser inferior a 85gf, o diâmetro do cordão de solda não deve exceder 15% do espaçamento da almofada adjacente e a proporção total da área vazia deve ser controlada dentro de 12% da área projetada da junta de solda. Qualquer item fora das especificações acionará o procedimento de congelamento do processo e a liberação só será permitida após a conclusão da verificação FMEA de circuito fechado.
