Se a duração da zona de imersão for inferior a 60 segundos, a maioria das pastas de solda por reFluxo sem chumbo não consegue atingir ativação de fluxo suficiente e decomposição orgânica do veículo, resultando em resíduo manchado branco na superfície da junta de solda, um ângulo de molhamento superior a 45 graus e um aumento de mais de 30% na taxa de falsos alarmes AOI. Nas instalações de um cliente de placas automotivas em Dongguan, certa vez comprimimos a zona de imersão de 90 para 55 segundos, o que levou a juntas consecutivas de solda a frio de um lado em componentes QFN em três lotes. Quando a zona de imersão excede 120 segundos, a espessura da camada IMC para a pasta de solda por refluxo da série SnAgCu romperá o valor crítico de 3,5 μm. A inspeção por raios X mostra que a proporção de áreas vazias na parte inferior das juntas de solda BGA salta de 8% para 22%. Enquanto isso, o escurecimento das terminações do resistor 0402 ocorre com frequência, o que está diretamente relacionado à carbonização da resina à base de colofônia na pasta de solda sob alta temperatura sustentada.

A janela de adaptação da zona de imersão da mesma pasta de solda por refluxo difere significativamente entre as placas dupla-face FR-4 e as placas multicamadas de alto TG. O primeiro pode operar de forma estável na faixa de 75 a 105 segundos, enquanto o último deve ser estendido para 85 a 115 segundos para garantir a fusão consistente das juntas de solda na área central do BGA. Isso ocorre porque camadas espessas de cobre e estruturas de cobre enterradas causam um atraso na condução de calor de aproximadamente 12 a 18 segundos. Certa vez, usamos um termopar tipo K para medir se a temperatura no final da zona de imersão no lado SUPERIOR de uma placa de 12 camadas era 14 ℃ mais baixa do que no lado INFERIOR. Se a duração da zona de imersão for definida convencionalmente neste momento, inevitavelmente ocorrerão juntas de solda fria no lado INFERIOR da pasta de solda. Diferentes marcas de pastas de solda também apresentam sensibilidades completamente diferentes à zona de imersão. A série Senju M705 tem um desempenho estável em 90±5 segundos, enquanto se o KESTREL 4413 se desviar da faixa de 85 a 95 segundos, seu desvio padrão de cisalhamento da junta de solda se expande de 8,2N para 13,7N, indicando que sua distribuição de tamanho de partícula de pó metálico e curva de volatilização de fluxo têm requisitos mais altos de precisão de tempo.

Para cada aumento de 0,1 m/min na velocidade do transportador, a duração efetiva da zona de impregnação é, na verdade, reduzida em aproximadamente 7 segundos. Isso significa que quando a linha de produção ajusta a velocidade do transportador de 1,0 a 1,2 m/min para melhorar a eficiência, a zona de absorção de 95 segundos originalmente definida equivale a apenas 81 segundos restantes. A potência da zona de aquecimento deve ser ajustada para cima de forma síncrona para compensação; caso contrário, a probabilidade de estreitamento e ponte da junta de solda aumentará. Sob uma atmosfera protetora de nitrogênio, a zona de imersão pode ser adequadamente reduzida em 5 a 8 segundos, porque o efeito de inibição da oxidação do fluxo é aumentado quando a concentração de oxigênio está abaixo de 100 PPM. No entanto, se a pureza do azoto flutuar acima de 500 PPM, a redução local insuficiente fará com que as juntas da pasta de solda fiquem cinzentas, o que é particularmente perceptível em linhas de produção antigas que utilizam geradores de azoto domésticos.

Verificamos a morfologia da seção transversal das juntas de solda no mesmo PCBA sob durações da zona de imersão de 85 segundos e 105 segundos. A camada IMC na primeira é contínua em forma de vieira com espessura uniforme, enquanto a última apresenta saliências irregulares e lascas locais, indicando que o tempo excessivo de retenção danificou a estabilidade da fase Cu6Sn5. Os resultados do teste de resistência ao cisalhamento da junta de solda da pasta de solda também confirmam isso: o valor médio do grupo de 105 segundos é 11,3% menor que o do grupo de 85 segundos, e o modo de falha muda de fratura de solda em massa para descascamento interfacial. Essa mudança é ainda mais pronunciada nos pinos do conector com revestimento Ni.