Durante a solução de problemas de linha de defeitos de juntas de solda fria de pasta de solda, descobrimos que sob o mesmo estêncil, mesmo forno de reFluxo e mesmos parâmetros de zona de temperatura, a taxa de rendimento permaneceu estável em 99,8% ao usar pasta de solda da Marca A, enquanto após mudar para a Marca B, a taxa de alarme da junta de solda fria AOI subiu repentinamente para 3,2%, concentrada na almofada térmica QFN e em ambas as extremidades dos resistores 0201. Isso indica que a causa raiz do problema não está em equipamentos ou acessórios, mas na atividade insuficiente do próprio fluxo de pasta de solda, que não pode decompor efetivamente os óxidos da camada Cu2O e Ni-P dentro do intervalo de pré-aquecimento definido de 150℃~170℃.
A força de atividade do fluxo de pasta de solda depende diretamente do valor ácido de seu sistema de ácido orgânico e da eficiência de liberação de íons halogênio. Quando o índice de acidez é inferior a 65mgKOH/Ge o teor de bromo é inferior a 0,08%, a película protetora orgânica formada na superfície da almofada das placas OSP é difícil de remover a tempo. Depois que a solda derrete, ela só pode ser molhada localmente. Após o resfriamento, as juntas de solda aparecem branco-acinzentadas e foscas, o teste de empuxo é inferior a 8gf e o raio X mostra vazios contínuos entre a solda e a almofada. Este fenômeno típico de junta de solda fria com pasta de solda será amplificado acentuadamente na produção em ritmo acelerado, onde a temperatura de pico de refluxo é mantida em 235 ℃, mas o tempo de pré-aquecimento é comprimido para 60 segundos.
Certa vez, realizamos validação cruzada em amostras de pasta de solda fornecidas por cinco fornecedores. Depois de imprimir diferentes pastas de solda em PCBs OSP do mesmo lote, elas foram passadas no mesmo forno JUKI. Os resultados mostraram que apenas duas pastas de solda com temperatura de Início de ativação do fluxo ≤142°C e tempo ativo mantido em 160°C ≥90 segundos não apresentaram juntas de solda a frio em lote. Os outros três mostraram reumidificação na raiz dos pinos QFP. Sob um microscópio, pode-se observar um encolhimento óbvio da borda da solda e um ângulo de filete de solda >60°. Isto indica que a janela de resposta térmica do fluxo da pasta de solda deve corresponder ao perfil real de refluxo da linha; caso contrário, não importa quão alto seja o teor de metal, ele não poderá evitar falhas de umedecimento.
O método rápido no local para determinar se a atividade do fluxo da pasta de solda atende ao padrão é pegar 0,3g de pasta de solda e aplicá-la em uma placa de cobre nua e, em seguida, colocá-la em um forno de temperatura constante a 160°C por 60 segundos. Se um filme de solda uniforme prateado e brilhante for formado na superfície sem resíduos marrons, a atividade é qualificada. Se aparecerem cavidades de contração manchadas ou vestígios de coque marrom-amarelados, isso prova que a decomposição do ácido orgânico está incompleta ou o transportador de halogênio falhou. Continuar a usar esta pasta de solda neste momento irá inevitavelmente agravar o risco de juntas de solda fria com pasta de solda. Especialmente sob uma atmosfera de azoto, este problema será 2,3 vezes pior do que num ambiente de ar, porque o N2 isola o efeito de oxidação sinérgica do oxigénio em algumas substâncias ativas intermediárias.
Antes de substituir a pasta de solda, a relação de acoplamento entre o tamanho da abertura do estêncil e a taxa de volatilização do fluxo deve ser avaliada de forma síncrona. Por exemplo, depois de aumentar a espessura do estêncil de um QFN com passo de 0,3 mm de 0,12 mm para 0,15 mm, embora o volume de solda tenha aumentado em 18%, o aumento do resíduo de fluxo levou a uma exaustão deficiente no estágio inicial de refluxo, o que induziu mais juntas de solda fria de pasta de solda do tipo micro-vazio. Portanto, a solução para a atividade insuficiente do fluxo da pasta de solda nunca é simplesmente aumentar o volume da solda, mas retornar ao equilíbrio dinâmico do valor ácido, do tipo de halogênio e da temperatura de decomposição térmica da resina.
