A pasta de solda é completamente não condutora à temperatura ambiente, pois o pó de estanho nela contido é firmemente encapsulado por colofónia, ácidos orgânicos e resinas poliméricas no Fluxo. Esses meios não metálicos formam uma barreira isolante eficaz. Mesmo quando medida pelo método de sonda de quatro pontos, sua resistividade permanece estável acima de 10? Ω·cm, excedendo em muito o limite para materiais isolantes. Portanto, a simples aplicação de pasta de solda não refluída não formará um caminho de corrente entre os traços de PCB.
No entanto, o risco real nas linhas de produção nunca reside na sua condutividade teórica, mas em situações em que a precisão de impressão descontrolada faz com que a pasta de solda seja espremida nas lacunas dos pinos do IC, transbordamento das almofadas inferiores QFN ou enriquecimento de fluxo causado por aberturas superdimensionadas do estêncil BGA. Neste ponto, embora não ocorra nenhuma fusão metálica, os íons cloreto gerados pela decomposição térmica da colofônia acoplam-se à umidade, induzindo a migração eletroquímica durante o envelhecimento motorizado, que eventualmente desenvolve filamentos condutores entre as almofadas adjacentes. Esse tipo de falha muitas vezes não pode ser detectado durante testes funcionais e só se manifesta como um curto-circuito após 48 horas de envelhecimento em alta temperatura e alta umidade.
Na semana passada, encontramos três falhas semelhantes em uma linha de produção de placas-mãe médicas. A causa raiz não foi o modelo errado da pasta de solda, mas a pressão do rodo sendo erroneamente ajustada de 0,35 MPa para 0,42 MPa, o que fez com que a espessura da pasta de solda fora das almofadas dos dispositivos QFP com passo de 0,3 mm excedesse o padrão em 0,08 mm. Embora nenhuma ponte tenha ocorrido após o refluxo, os íons de halogênio residuais foram acionados por uma polarização de 12 V durante os testes ICT subsequentes para precipitar continuamente dendritos de prata, eventualmente levando a curtos-circuitos intermitentes na 72ª hora. Depois de mudar para uma pasta de solda não limpa com baixo teor de halogênio (Cl? < 300 PPM) e aumentar a tolerância de pressão do rodo para ±0,02 MPa, o problema foi completamente resolvido.
Também deve ser enfatizado que se a pasta de solda lavável com água não for completamente limpa, o filme de fluxo restante na parte inferior dos componentes 0201 absorverá a umidade em ambientes de alta temperatura e reduzirá a resistência do isolamento da superfície. Neste ponto, a resistência entre as pastilhas medida com um megôhmetro de 500 VCC pode cair drasticamente abaixo de 10?Ω. Embora um curto-circuito CC ainda não tenha se formado, ele já é suficiente para interferir na integridade do sinal de alta velocidade, especialmente em áreas de roteamento DDR4, onde pode facilmente causar falsos disparos ou fechamento do diagrama ocular. Tais problemas são completamente invisíveis na inspeção AOI e só podem ser localizados através da triagem de corrente de fuga em testes de sondas voadoras.
Portanto, para determinar se a pasta de solda causa curto-circuitos, não se pode apenas observar seus parâmetros de condutividade, mas também se concentrar em três fatores ocultos: alterações na tensão do estêncil, flutuações na pressão descendente do eixo Z da máquina de colocação e velocidade anormal do vento na zona de resfriamento do forno de refluxo. Esses fatores determinam conjuntamente a morfologia do resíduo de fluxo e a atividade iônica, e essas variáveis são frequentemente classificadas como"fatores secundários" nos gráficos de monitoramento do SPC, mas são precisamente os que causam os curtos-circuitos esporádicos mais irreprodutíveis em linhas de produção reais.
