O Fluxo de fio de solda à base de resina deve atender aos requisitos de classificação tipo R (não ativo), tipo RMA (moderadamente ativo) ou tipo RA (altamente ativo) na Tabela 4-1 do IPC J-STD-004B. Seu teor de colofônia não deve ser inferior a 50% (fração mássica), e o teor total de halogênios deve ser controlado abaixo de 0,1%. Caso contrário, é provável que se formem cristais de resíduos brancos após a soldagem por onda, especialmente pontes salinas higroscópicas ao redor das juntas de solda dos dispositivos do pacote 0402, o que aumentará a taxa de vazamento dos testes de TIC para mais de 3,7%. Certa vez, encontramos uma situação em que a pureza da colofónia de um lote adquirido caiu para 42%, causando defeitos funcionais consecutivos em uma única placa na linha de produção de SMT por três semanas. Um novo teste descobriu que a camada IMC na interface da junta de solda tinha espessura irregular, com o ponto mais fino de apenas 0,8 μm, muito abaixo do mínimo de 1,2 μm exigido pelo IPC-A-610G.
O conteúdo sólido do fluxo do fio de solda não limpo é geralmente de 2,0% ± 0,3%. De acordo com a Cláusula 5.2.1 do J-STD-004B, a resistência de isolamento do seu resíduo deve ser superior a 1×10⁸Ω/□. No entanto, quando a temperatura real de pico de refluxo atinge 245°C, se a proteção insuficiente de nitrogênio levar a um teor de oxigênio superior a 100 PPM, os produtos de decomposição térmica do fluxo formarão uma película orgânica bronzeada na parte inferior das embalagens QFN. Este filme é mal interpretado como juntas de solda fria durante a inspeção AOI e, na verdade, causa uma atenuação de 23% da resistência ao cisalhamento da junta de solda em testes subsequentes de envelhecimento em alta temperatura. Certa vez, tivemos um projeto de controlador no veículo em que o sensor de oxigênio no forno não foi calibrado, levando à quebra da junta de solda BGA em 17 placas únicas consecutivas após choque térmico de -40 ℃. A análise de raios X pós-evento confirmou que a camada de resíduos carbonizados dificultava a refusão da solda.
Os componentes ativos do fluxo solúvel em água são principalmente um sistema composto de sais de ácidos orgânicos e aminas. De acordo com o Apêndice B do J-STD-004B, seu conteúdo de íons cloreto não deve exceder 2,5μg/cm², mas os valores medidos de produtos comuns no mercado geralmente chegam a 3,1~4,6μg/cm². Se a pulverização de água deionizada a 30°C (taxa de fluxo ≥12L/min), a imersão de 60s e o processo de pulverização secundária especificado na IEC 61189-2 forem ignorados, a migração eletroquímica óbvia ocorrerá na borda da almofada do PCB após o PCBA ser armazenado em um ambiente de 85°C/85% UR por 72 horas, e a resistência da superfície da camada de pasta de prata cairá para 2,3×10⁶Ω/□. Certa vez, usamos o mesmo fio de solda solúvel em água para soldar placas de amostragem BMS: o grupo não lavado tinha 3 canais de desvio de amostragem ADC superior a ± 15mV após 48 horas de envelhecimento energizado, enquanto o grupo de controle que seguiu rigorosamente o processo de limpeza passou.
Os três tipos de fluxo apresentam diferenças essenciais no design da abertura do estêncil. O fluxo à base de colofónia requer uma área de abertura ampliada para compensar os efeitos da viscosidade; o fluxo sem limpeza é adequado para uma proporção de aspecto de 1:1,15 para evitar queda; o fluxo solúvel em água deve controlar a rugosidade da parede da abertura para Ra≤0,4μm, caso contrário, os resíduos penetrarão no substrato do PCB ao longo das microfissuras após o refluxo, causando falha do CAF. Descobrimos na produção em massa de uma placa RF de estação base 5G que a taxa de falsos defeitos AOI aumentou para 11,2% após o uso de fio de solda solúvel em água. Finalmente foi constatado que o parâmetro de polimento a laser do estêncil foi erroneamente definido como Ra = 0,8μm, e a taxa caiu para 0,9% após o ajuste.
Um procedimento completo de limpeza do equipamento deve ser realizado ao trocar os tipos de fluxo. A Cláusula 7.3.2 do J-STD-004B exige claramente que a ponta do ferro de solda seja limpa com isopropanol e queimada por 3 minutos antes da substituição, mas a equipe da linha de frente geralmente ignora os resíduos na parede interna do conduíte do fio de solda. Isso leva a respingos contínuos dos primeiros 50 metros de fio de solda após a mudança do fluxo à base de resina para o fluxo solúvel em água, porque a resina residual antiga carboniza a 220 ℃ e bloqueia o conduíte, fazendo com que a pressão de ejeção do fluxo aumente repentinamente para 0,35 MPa, excedendo a carga nominal do motor de alimentação de fio. Certa vez, queimamos os módulos de acionamento de passo de duas estações de solda automática devido a esse problema, e o problema foi completamente resolvido somente depois que posteriormente determinamos o aumento da frequência de limpeza ultrassônica do conduíte.
