Às 2h da manhã da última quarta-feira, a linha de produção disparou repentinamente um alarme e desligou. 28 placas de controle principais do ADAS exibiram consecutivamente baixa impedância VDD_IO-terra durante os testes de TIC. Realizamos cortes de emergência e encontramos resíduos translúcidos semelhantes a gel na parte inferior do BGA. A cromatografia iônica detectou uma concentração de íons brometo tão alta quanto 12,3 μg/cm², excedendo em muito o limite de 5,0 μg/cm² especificado no IPC-J-STD-001G. Isto indica que a pasta de solda de atividade média atualmente utilizada, apesar da boa capacidade de impressão, possui um resíduo de sistema de Fluxo relativamente alto. Seus derivados de colofônia não se decompuseram completamente durante a zona de imersão de 150°C e, em vez disso, carbonizaram na zona de pico de refluxo (235°C), encapsulando partículas metálicas para formar uma película isolante.
Tomamos medidas de emergência na época, implantando temporariamente uma mistura reserva de álcool isopropílico + surfactante na oficina para limpar localmente o PCBA, depois testamos novamente a impedância após a secagem com nitrogênio e ela voltou ao normal. No entanto, isso resolve apenas problemas de lote único e não consegue lidar com o ritmo de produção em massa de 4.000 unidades por dia. Além disso, o processo de lavagem causou o desprendimento de dois resistores 0201, com custos de retrabalho 3,7 vezes maiores que o material original. Mais grave ainda, o líquido de limpeza penetrou nas lacunas do conector, causando a recorrência da falha de contato três dias depois, e a reclamação do cliente escalou para um relatório 8D.
A solução da causa raiz deve começar na fonte material. Comparamos amostras de pasta de solda com baixo resíduo fornecidas por cinco fornecedores e realizamos verificação contínua de impressão de 200 peças sob condições idênticas de abertura do estêncil, pressão do rodo (5,2 kg) e temperatura/umidade ambiente (24,5°C/55% UR). Descobrimos que apenas a pasta de solda No-Clean do Fornecedor A não mostrou nenhum halo de fluxo óbvio sob raios X após o refluxo, e o teste da sonda voadora mostrou que o ângulo de contato da superfície da junta de solda era estável em 38°±2,1°. Isto indica que o sistema de ativação de éster de alquil fosfato modificado que ele adota pode não apenas completar a reação de desoxidação a 160°C, mas também se decompor completamente em pequenas moléculas voláteis acima de 217°C. A análise termogravimétrica (TGA) do resíduo mostrou que ocorreu perda de peso de 95% na faixa de 200~260°C, e a temperatura de Início da carbonização foi atrasada em 19°C em comparação com pastas de solda convencionais.
Ao adquirir, não podemos confiar apenas na"conformidade com J-STD-004B" anunciada pelo fabricante; devemos solicitar relatórios originais de cromatografia iônica emitidos por terceiros e nos concentrar em verificar se os quatro valores medidos de Cl⁻, Br⁻, Na⁺ e K⁺ estão todos abaixo dos limites de aceitação no Apêndice B do IPC-A-610H. Ao mesmo tempo, devemos solicitar dados de atenuação de viscosidade da pasta de solda após abertura em ambiente de 25°C/60% UR. Certa vez, encontramos uma marca que afirmava ter “prazo de validade de 12 meses”, mas na verdade sua viscosidade caiu 23% após 7 dias de abertura, fazendo com que a taxa de defeitos de liberação de impressão subisse de 0,18% para 1,4%. A causa raiz é que o seu sistema de agentes tixotrópicos é sensível à umidade, e tais problemas são particularmente proeminentes durante a estação das chuvas de ameixa no sul da China.
In para uso diário, um registro de controle de temperatura da pasta de solda deve ser estabelecido. Cada vez que for retirado da geladeira, deve-se deixá-lo em temperatura ambiente por no mínimo 120 minutos antes de abrir e mexer. O tempo de agitação é estritamente controlado em 180 segundos. Muito curto levará à dispersão desigual do fluxo e resíduos locais excedendo o limite, enquanto muito longo causará oxidação intensificada do pó metálico e aumentará o risco de esfera de solda. Certa vez, tivemos uma operação de mudança de linha em que a agitação durou 25 segundos extras, causando pequenas bolas de solda nas primeiras 32 placas no mesmo forno de refluxo, enquanto as últimas 68 placas estavam completamente normais. Isso mostra que a pasta de solda com baixo teor de resíduos é muito mais sensível às janelas de processamento do que as pastas de solda tradicionais.
A frequência de limpeza do estêncil também deve ser ajustada de forma síncrona. O ritmo original de limpeza a cada 4 horas deve ser reduzido para cada 2,5 horas. Porque os componentes fracos de ácido orgânico na pasta de solda com baixo teor de resíduos são voláteis, mas propensos a formar camadas cristalinas extremamente finas nas paredes laterais das aberturas do estêncil, que não podem ser dissolvidas por agentes de limpeza convencionais. Em vez disso, deve ser usada uma solução de limpeza especial contendo 5% de éter monobutílico de etilenoglicol, caso contrário ocorrerá ponte de solda na terceira impressão. Monitoramos fixando papel de teste de pH na parte de trás do estêncil e descobrimos que o papel de teste mudou de amarelo para laranja após 120 impressões consecutivas, confirmando que substâncias ácidas começaram a precipitar e migrar.
Por fim, enfatizamos um detalhe facilmente esquecido: a placa de teste de temperatura do forno de refluxo deve utilizar um substrato FR4 com a mesma estrutura de laminação da placa de produção em massa e não pode ser substituída por um substrato de alumínio. Porque o caminho de volatilização do solvente da pasta de solda de baixo resíduo é altamente dependente do valor Tg da temperatura de transição vítrea do PCB. Ao usar material de placa Tg130, mas incompatível com uma placa de teste Tg170, a curva de temperatura do forno mostra que a zona de imersão atende ao padrão, mas o fluxo não volatilizado ainda permanece sob a junta de solda real. Após três meses de testes de envelhecimento acelerado, a corrente de fuga excedeu o limite em 400%. Essas falhas ocultas geralmente surgem no cliente, tornando a investigação extremamente difícil.
