Praticamente todos os problemas de bigode de estanho que encontramos na linha de produção ocorrem durante o armazenamento de longo prazo ou sob condições de polarização de alta temperatura e alta umidade após a soldagem por reFluxo com pasta de solda sem chumbo, em vez de serem gerados no instante do refluxo. Isso indica que o crescimento dos bigodes de estanho é o resultado do contínuo Alívio da tensão interna e das reações interfaciais nas juntas de solda. Quando o teor de prata na formulação da pasta de solda excede 3,0%, embora possa aumentar o ponto de fusão, exacerbará a precipitação de fases frágeis Ag₃Sn, que, em vez disso, fornece canais para a migração direcional de átomos de estanho.
O sistema eutético Sn96.5/Ag3.0/Cu0.5 em formulações de pasta de solda é altamente propenso a formar dendritos grosseiros durante o processo de resfriamento após o refluxo. Especialmente quando o teor de óxido do pó de estanho na pasta de solda é superior a 0,8%, o filme de óxido dificulta a densa ligação metalúrgica das juntas de solda, levando à superposição de microporos locais e à tensão de tração residual, que se torna o local preferencial para a iniciação do bigode de estanho. Portanto, realizamos obrigatoriamente análise térmica DSC combinada com novo teste de composição XRF em cada lote de pasta de solda para garantir que a flutuação Ag seja controlada dentro de ±0,05% e Cu dentro de ±0,02%.
A seleção do sistema de fluxo é igualmente crítica. O fluxo à base de colofónia produz grandes quantidades de resíduos carbonizados e experimenta uma rápida atenuação do valor ácido quando refluido acima de 240°C, tornando-o incapaz de passivar continuamente a superfície do estanho. Por outro lado, se o fluxo de ácido orgânico modificado tiver atividade excessivamente alta, ele formará pontos de corrosão locais nas bordas das juntas de solda. Portanto, finalmente decidimos por uma formulação de atividade média contendo derivados de benzotriazol, que pode formar um filme de adsorção completo durante o estágio de retenção de 180 ℃, inibindo a migração de íons de estanho e não dificultando a umectação da liga.
Os parâmetros de impressão da pasta de solda devem ser gerenciados em conjunto com a formulação da pasta de solda. Por exemplo, quando a esfericidade do pó de estanho na pasta de solda é inferior a 92%, mesmo com um estêncil Tipo 3 e um ângulo de rodo de 45°, o colapso da pasta de solda nas bordas da almofada ainda ocorrerá, resultando ainda em seções transversais irregulares da junta de solda após o refluxo. Tais defeitos geométricos amplificam o gradiente de tensão nos limites dos grãos, fazendo com que os bigodes de estanho apareçam prematuramente durante o teste de polarização de 72 horas. Portanto, exigimos que os fornecedores forneçam relatórios de distribuição de tamanho de partículas de laser para cada lote de pasta de solda, com D50 estritamente controlado em 25±2μm e D90≤38μm.
Dados de testes de envelhecimento mostram que sob condições de polarização de 85°C/85% de umidade relativa + 5V, o uso de uma formulação de pasta de solda microligada com 0,015% de bismuto estende o tempo de iniciação do bigode de estanho de 168 horas para formulações convencionais para mais de 520 horas. No entanto, uma vez que a adição de bismuto exceda 0,02%, ele enriquecerá na interface da junta de solda e induzirá fratura frágil em baixa temperatura. Portanto, essa janela deve ser mantida por meio de monitoramento ICP-MS em tempo real, e os produtos não podem ser liberados apenas com base em relatórios de inspeção de fábrica.
