In Soldagem SMT de PCBs de ouro espesso, o fenômeno de encolhimento da borda da junta de solda e umedecimento incompleto da solda na borda da almofada é essencialmente causado pela molhabilidade insuficiente da pasta de solda. O gatilho direto é que quando a espessura da camada de ouro superficial do ENIG excede 0,15 μm, acelera o consumo de componentes ativos à base de ácido orgânico na pasta de solda; entretanto, uma camada de ouro excessivamente espessa dificulta a nucleação normal do composto intermetálico Ni3Sn4. A solução prática requer o uso de um instrumento óptico de medição do ângulo de contato para medir realmente o ângulo de molhamento da solda na superfície da almofada a uma temperatura de pico de reFluxo de 245°C. Se o ângulo for maior que 55°, é considerado falha de molhamento. As medidas preventivas incluem o estabelecimento de um requisito de controle claro para uma espessura de ouro ≤0,075 μm para fabricantes de PCB na fase de inspeção do material de entrada e a priorização da verificação de produtos de pasta de solda de temperatura média-alta contendo ativadores fortes à base de amina redutora ao selecionar a pasta de solda.
Após a impressão, a pasta de solda nas almofadas de PCB douradas espessas mostra agregação esférica óbvia e bordas serrilhadas e descontínuas, indicando uma grave incompatibilidade na energia interfacial entre a pasta de solda e o substrato. In Além da espessura excessiva da camada de ouro, isso também é agravado por resíduos de OSP ou alta porosidade da camada de níquel sem eletrólito, levando a barreiras umectantes locais. A solução prática deve usar uma bancada limpa Classe 100 com um estereomicroscópio 50x para escanear a morfologia da impressão área por área e, simultaneamente, usar XRF para confirmar a distribuição da espessura do ouro em um único ponto. Se a flutuação local da espessura do ouro exceder ±0,02 μm, o lote de PCBs deverá ser imediatamente retirado de serviço. As medidas preventivas incluem aumentar a abertura correspondente para placas de PCB douradas espessas em 5% durante o projeto da abertura do estêncil para compensar o atraso de molhamento e concluir três execuções de verificação de refluxo em uma placa de teste padrão com a mesma pasta de solda antes de cada troca de produto.
Após o refluxo, a superfície da junta de solda apresenta cavidades de contração regulares, depressões centrais ou acúmulo de solda em um canto da almofada, o que é uma manifestação típica de progressão obstruída do umedecimento da solda. A causa raiz é que o fluxo já se decompôs completamente durante o estágio de pré-aquecimento e não consegue manter um gradiente de tensão superficial suficiente acima do liquidus. A solução prática requer a redução da taxa de aquecimento da segunda zona do forno de refluxo de 1,2°C/s para 0,8°C/s, enquanto aumenta a temperatura da zona de imersão de 150°C para 165°C e estende a duração em 30 segundos para liberar completamente a atividade residual do fluxo. As medidas preventivas incluem a proibição da produção mista de PCBs de ouro espesso e placas FR-4 comuns; os parâmetros do perfil de refluxo devem ser definidos de forma independente e termopares devem ser usados para medir realmente a estabilidade da curva de temperatura do forno a cada 4 horas.
A inspeção AOI mostra que micro juntas de solda a frio estão comumente presentes nos quatro cantos das almofadas do dispositivo QFN. A observação ampliada revela que a solda cobre apenas 30% da área interna da almofada. Este fenômeno de umedecimento assimétrico decorre da condução de calor anisotrópica de PCBs de ouro espesso, causando atraso de temperatura nas bordas da almofada, agravado pela remoção incompleta do filme de óxido de pó de estanho na pasta de solda. A solução prática requer adicionar um processo de pré-cozimento a 120°C por 60 segundos sob proteção de nitrogênio antes da colocação e alterar a abertura do estêncil correspondente de um design quadrado para um chanfrado para reduzir a resistência ao fluxo de solda. As medidas preventivas incluem a obrigatoriedade de que os fornecedores forneçam um relatório de teste de taxa de espalhamento de umedecimento sob ambiente de nitrogênio ao comprar pasta de solda; os dados devem incluir os valores de alteração do diâmetro espalhado em intervalos de 5°C dentro da faixa de 230°C~245°C.
A inspeção do primeiro artigo descobriu que as juntas de solda do resistor 0201 têm brilho opaco, contornos borrados e um valor de teste de empuxo abaixo de 8gf, indicando reação intermetálica insuficiente durante o processo de umedecimento da pasta de solda. A principal causa é que a camada de níquel dos PCBs de ouro espesso apresenta defeitos excessivos na rede devido ao tratamento térmico insuficiente após a galvanoplastia, que não pode suportar o crescimento estável do IMC. A solução prática deve submeter o lote atual de PCBs ao tratamento de envelhecimento secundário a 180°C por 120 minutos e, em seguida, usar EDS para detectar se a proporção atômica Ni/Sn da seção transversal da junta de solda atinge 1,2:1. As medidas preventivas incluem a incorporação de parâmetros do processo de recozimento da camada de níquel em itens obrigatórios de auditoria durante a qualificação do fornecedor; qualquer fabricante sem equipamento de recozimento contínuo protegido com nitrogênio será rejeitado para admissão.
