O problema mais problemático com a soldagem de PCB de prata por imersão não são as juntas de solda fria ou pontes de solda, mas o escurecimento localizado, o amarelecimento ou mesmo manchas escuras na superfície prateada após a soldagem por reFluxo. Isso é especialmente proeminente em torno dos pads BGA e na raiz dos pinos QFP de passo fino. Este fenómeno muitas vezes só se manifesta como falsos alarmes de circuito aberto durante os testes de TIC. Ao raspar a película preta durante o retrabalho, nenhum desprendimento óbvio da bola de solda é visível, indicando que o problema está na própria camada de prata e não na ligação mecânica da junta de solda.
Correlação direta entre valor de ácido de fluxo e corrosão de prata
Rastreamos continuamente três lotes anormais de PCBs de prata de imersão em uma fábrica automotiva em Dongguan e descobrimos que depois de usar fluxo com um valor de ácido> 1,2mgKOH/g, a detecção de XRF na superfície da camada de prata mostrou um aumento de mais de 3 vezes no enriquecimento de elementos Cl e S. Após mudar para JJY JY-806A (valor de acidez 0,78mgKOH/g), a taxa de ocorrência de pontos pretos sob o mesmo perfil de refluxo caiu de 12,6% para 0,9%. A causa raiz é que os resíduos de fluxo de alto valor ácido corroem continuamente a camada de prata sob ambientes de alta temperatura e alta umidade, gerando compostos não condutores, como Ag2S ou AgCl.
A temperatura máxima de refluxo deve ser rigorosamente controlada dentro da faixa de 217±3℃
Quando a temperatura excede 220°C, a taxa de difusão da prata aumenta exponencialmente. Neste ponto, mesmo que a atividade do fluxo seja moderada, a camada de prata sofrerá dissolução mútua interfacial com Cu e Ni na solda e precipitará compostos intermetálicos pretos. Nossas medições on-line em uma linha de produção em Zhuhai descobriram que quando a temperatura máxima subiu para 223 ℃ e o tempo de retenção excedeu 65 segundos, fases óbvias de liga de prata-cobre já eram visíveis em imagens SEM das bordas da placa de PCB de prata de imersão. Depois de reduzir a temperatura para 216 ℃ e encurtar o tempo de retenção para 48 segundos, a integridade da camada de prata permaneceu boa e o valor médio do teste de impulso da junta de solda ficou estável acima de 5,3N.
O risco de corrosão aumenta acentuadamente quando a pureza do nitrogênio está abaixo de 99,99%
Muitas fábricas tratam o nitrogênio como um item opcional e não essencial, mas os PCBs de prata por imersão são extremamente sensíveis ao conteúdo de oxigênio. Quando a concentração de O2 dentro do forno excede 100 PPM, os ácidos orgânicos no resíduo de fluxo catalisarão sinergicamente a reação de oxidação da prata com oxigênio. Testes comparativos que conduzimos nas instalações de um cliente em Zhongshan mostraram que depois de aumentar a pureza do nitrogênio de 99,95% para 99,992%, o brilho da superfície prateada pós-soldagem melhorou em 40% e a taxa de falsos alarmes AOI para pontos pretos caiu 76%. Ao mesmo tempo, a pressão de entrada de nitrogênio deve ser mantida em 0,35±0,03MPa para evitar desequilíbrio localizado de oxigênio no forno causado por flutuações na taxa de fluxo.
Os processos de limpeza não podem remediar a corrosão pré-existente
Tentar remover a película preta com uma máquina de limpeza de PCB é uma típica mentalidade de remediação pós-fato, já que a corrosão da prata já é um dano irreversível à rede. A limpeza ultrassônica irá, em vez disso, expandir as microfissuras. Certa vez, enxaguamos PCBs de prata de imersão enegrecidos com água deionizada e observamos mais rachaduras de tensão radial nas áreas de manchas pretas sob um microscópio. A abordagem correta é confirmar a compatibilidade entre o modelo de fluxo e a espessura da prata antes da colocação do SMT. Por exemplo, PCBs de prata de imersão com espessura de prata <0,08μm não devem estritamente ser combinados com fluxo de alto teor de sólidos sem limpeza e devem usar modelos dedicados, como JJY JY-806A, que têm baixo halogênio, baixo valor ácido e têm resíduo volátil <0,12%.
