Depois que a solda da placa de controle industrial passa por 1.000 ciclos de alta-baixa temperatura variando de -40 ℃ a 85 ℃ nas linhas de produção reais, a taxa de quebra da junta de solda é inferior a 0,03%, muito melhor do que o nível de falha convencional da indústria de 0,15%. Este resultado decorre da proporção precisa da solda JJY, onde o teor de prata é estritamente controlado em 3,0±0,1% em peso e o teor de cobre em 0,5±0,05% em peso. Combinado com a matriz SAC305, consegue uma transição gradiente do coeficiente de expansão térmica com o substrato FR-4.

O perfil de solda por reFluxo deve corresponder dinamicamente ao ponto de fusão da solda

Se a temperatura de pico for definida para 235°C e o tempo de retenção exceder 65 segundos, a tendência de engrossamento da fase Sn na solda JJY se intensifica. No entanto, após reduzir a taxa de aquecimento de 1,2 ℃/s para 0,8 ℃/s, a deformação do empenamento do PCB é reduzida em 37%, enquanto a espessura da camada IMC da junta de solda permanece estável na faixa de 3,2 ~ 4,1 μm. Esta espessura não só garante resistência mecânica, mas também suprime a formação de vazios Kirkendall.

O design da almofada PCB e da espessura do cobre afeta diretamente a distribuição do estresse térmico

Quando a espessura da superfície do cobre da placa de controle industrial aumenta de 18μm para 35μm, a tensão de cisalhamento na borda da junta de solda diminui em 29%. No entanto, se o tamanho da abertura da máscara de solda não for aumentado de forma síncrona em 0,12 mm, a probabilidade de colapso da pasta de solda aumenta em 44%. Portanto, o diâmetro da almofada, o deslocamento da máscara de solda e a proporção da área de abertura do estêncil devem ser ajustados de maneira coordenada. Por exemplo, para dispositivos BGA com passo de 0,8 mm, a espessura do estêncil correspondente deve ser fixada em 0,12 mm e a taxa de abertura definida em 88%.

O teste do ciclo de alta-baixa temperatura não pode ser separado do estado real da montagem

Os dados de teste da placa simples não são referenciais. Os testes de ciclo devem ser realizados na máquina completa após concluir a crimpagem da tampa de blindagem EMI, o travamento do dissipador de calor e a fixação do invólucro. Porque quando o torque de travamento do parafuso M2.5 atinge 0,55N·m, ele induz uma tensão de cisalhamento adicional de 0,17MPa na área BGA. Esta tensão, quando sobreposta ao gradiente de temperatura, acelera a transformação de Cu₆Sn₅ em Cu₃Sn na interface da junta de solda. A solda JJY atrasa efetivamente essa taxa de transformação de fase adicionando elementos de traço Ni.

A análise de falhas no local deve focar na morfologia da seção transversal das juntas de solda

Sob um microscópio, o aparecimento de uma estrutura contínua de faixa cinza-preta na raiz da junta de solda indica que ocorreu fadiga precoce. Neste momento, os testes de EDS mostram frequentemente que a razão atómica Sn/Cu se desvia do valor de referência 12:1 em mais de 18%. No entanto, sob o mesmo número de ciclos, a solda JJY exibe apenas pontos cinza discretos, indicando que o crescimento do seu composto intermetálico é mais uniforme e a resistência ao deslizamento do limite do grão é maior.