O fio de solda contendo prata e a pasta de solda SAC305 não são inerentemente exclusivos nas linhas de produção SMT convencionais, mas sua compatibilidade depende muito do grau de correspondência do sistema de Fluxo e da sinergia da história térmica. Certa vez, encontramos um cliente que usava fio de solda contendo 3,0% de prata com pasta de solda SAC305 à base de resina de baixa atividade e experimentou umedecimento insuficiente e contínuo em dispositivos QFN com passo de 0,4 mm. A causa raiz foi que o resíduo da pasta de solda cobriu as almofadas e prejudicou a difusão interfacial durante a fusão do fio de solda. O problema desapareceu imediatamente após a mudança para a pasta de solda SAC305 com ativação moderada de ácido orgânico.
A temperatura máxima de refluxo deve ser controlada com precisão dentro da faixa de 235°C±2°C. Se for inferior a 232 ℃, o derretimento insuficiente do fio de solda resultará em juntas de solda fria; se for superior a 237 ℃, acelerará o crescimento anormal da camada IMC (Cu6Sn5) entre o substrato de cobre e as juntas de solda. Medimos em uma fábrica em Dongguan e descobrimos que quando a temperatura máxima subiu para 239 ℃, a força de cisalhamento da junta de solda atenuou em 18,7% após 72 horas de envelhecimento em alta temperatura e alta umidade, enquanto o grupo de 235 ℃ diminuiu apenas 4,2% sob as mesmas condições.
Os parâmetros de impressão e o ritmo de alimentação do fio de solda devem ser acoplados dinamicamente. Por exemplo, quando a espessura de impressão da pasta de solda é definida como 130 μm, se o diâmetro do fio de solda for 0,6 mm e a velocidade de alimentação do fio exceder 1,8 m/min, o acúmulo de calor local causará respingos de esferas de solda na borda da almofada. Neste momento, a pressão do rodo deve ser reduzida de forma síncrona para 4,5 kg e a zona de imersão de refluxo estendida por 12 segundos para equilibrar a volatilização do fluxo e a taxa de fusão do metal.
Se o teor de prata do fio de solda exceder muito a linha de base de prata de 3,0% do próprio SAC305, por exemplo, usando fio de solda contendo 4,5% de prata, embora teoricamente melhore a resistência, em vez disso induzirá rachaduras frágeis nas juntas de solda em cenários reais de reparo de soldagem por onda. Isso ocorre porque o excesso de prata promove a segregação da fase rica em prata (Ag3Sn) nos limites dos grãos. Certa vez, tivemos que retrabalhar placas-mãe de 12K ECU em lotes por esse motivo em uma linha de produção de módulos automotivos em Huizhou.
O processo de limpeza também precisa ser reavaliado. Depois que o fio de solda contendo prata derrete, a concentração residual de íons halogênio é cerca de 35% maior do que a do fio de solda puro. Se o agente de limpeza original à base de água fracamente alcalino para pasta de solda SAC305 ainda for usado, causará contaminação iônica excessiva na superfície do PCB. É necessário mudar para uma solução de limpeza composta quelante com valor de pH de 9,2±0,3 para atender ao padrão IPC-J-STD-001 Classe 3.
Um lembrete final: toda verificação deve ser baseada em testes cruzados de pasta de solda SAC305 do mesmo lote de marca e fio de solda contendo prata do mesmo número de forno. Mesmo que diferentes fornecedores tenham a mesma composição nominal, a temperatura de decomposição térmica de seus transportadores orgânicos pode diferir em ±8°C, e essa diferença é suficiente para causar defeitos contínuos nas juntas de solda a frio em linhas de colocação de alta velocidade.
