Ao solucionar problemas de corrosão em linhas de produção SMT, nosso primeiro instinto não é verificar o perfil de temperatura do forno de reFluxo, mas remover imediatamente a PCB e usar um cromatógrafo de íons para medir os níveis de resíduos de íons cloreto e brometo ao redor das juntas de solda, já que os tipos e conteúdos de componentes ativos no fluxo de pasta de solda determinam diretamente o limite de iniciação para corrosão pós-soldagem. Por exemplo, sistemas de ácidos orgânicos fracos contendo ácido adípico e ácido sebácico não apresentam essencialmente nenhum risco de corrosão sob condições de temperatura máxima de 235°C e um tempo de retenção de 60 segundos. No entanto, se mudar para uma formulação de ativação forte contendo cloridrato de hidroxilamina ou cloreto de zinco, mesmo que a temperatura de pico seja reduzida para 220°C e o teor de oxigênio em uma atmosfera de nitrogênio seja controlado abaixo de 100 PPM, produtos de corrosão brancos óbvios ainda aparecerão após um teste de alta umidade e alta temperatura de 48 horas (85°C/85% UR).

Durante a fase de preparação, é necessário verificar a ficha de parâmetros técnicos do fluxo da pasta de solda, com foco em confirmar se o ponto de amolecimento da colofônia está dentro da faixa de 135±5°C, se o teor não volátil é de 8,5±0,3% em peso e se o teor total de halogênio está abaixo de 0,05% em peso (padrão IEC 61189-5). Ao mesmo tempo, verifique se a taxa de perda de peso de 200°C no relatório de análise termogravimétrica TGA do lote de pasta de solda é superior a 12%, pois uma taxa de perda de peso excessivamente alta indica mais resíduos de solvente de baixo ponto de ebulição, que formam facilmente canais microporosos após o refluxo e aceleram a migração de eletrólitos. In em uma produção em massa, descobrimos que uma determinada marca de pasta de solda tinha uma proporção excessivamente alta de éter monobutílico de etilenoglicol adicionado, levando a pontos de corrosão em ponta de agulha ao redor das juntas de solda. Em última análise, isso foi melhorado reduzindo a proporção da área de abertura do estêncil de 75% para 68% e aumentando a pressão do rodo de 4,2 kg para 5,1 kg para aumentar a densidade de impressão, o que reduziu a quantidade residual de solvente em 37%.

Durante a operação, o ponto de orvalho atmosférico dentro do forno de refluxo deve ser monitorado em tempo real. Quando a pureza do nitrogênio é ≥99,995%, o ponto de orvalho deve estar estável abaixo de -40°C; caso contrário, o HCl nos produtos de decomposição do fluxo se combinará com a umidade residual para formar ácido clorídrico altamente corrosivo. Especialmente em áreas como as almofadas inferiores QFN, onde a dissipação de calor é rápida e a taxa de resfriamento excede 3°C/s, a ação capilar após a solidificação da junta de solda atrairá condensado rico em cloro para a lacuna da interface. Neste ponto, se a limpeza da superfície da PCB não atender ao nível de contaminação iônica de <0,78 μg/cm² equivalente de NaCl (método IPC TM-650 2.3.25.1), a migração eletroquímica poderá ser observada dentro de 48 horas. Certa vez, reproduzimos esse problema em uma placa MCU automotiva. Ao avançar o processo de limpeza para dentro de 15 minutos após o refluxo, usando um agente de limpeza de hidrocarboneto (valor KB 68, ponto de ebulição inicial 162°C), controlando a temperatura de limpeza para 52±2°C e a pressão de pulverização para 0,28MPa, reduzimos com sucesso a taxa de falhas por corrosão de 127 por milhão de unidades para 2,3 por milhão de unidades.

A solução de problemas de anormalidades não pode se concentrar apenas na pátina de cobre verde sob o microscópio; também é necessário medir simultaneamente a inclinação de atenuação da resistência de isolamento da camada dielétrica da PCB próxima às juntas de solda. Quando o valor da resistência cai mais de 40% em 10 minutos sob uma tensão de polarização de 100 V, pode-se basicamente determinar que os ácidos orgânicos no fluxo da pasta de solda sofreram uma reação de complexação com o cobre para formar sais de cobre solúveis. Neste ponto, o lote atual de pasta de solda deve ser imediatamente descontinuado e seu relatório de teste GC-MS deve ser recuperado para verificar se a proporção de ácido azelaico para ácido undecilênico está desequilibrada, pois a capacidade quelante desses dois ácidos difere em 3,8 vezes, e uma proporção desequilibrada acelerará a dissolução local do cobre. Além disso, se a corrosão for encontrada concentrada na parte superior das esferas de solda BGA e não na raiz, é mais provável que os produtos de oxidação da colofônia no fluxo (como o ácido desidroabiético) cristalizem e precipitem durante a fase de resfriamento, bloqueando o canal de Alívio de tensão da junta de solda, causando microfissuras e tornando-se pontos de Início de corrosão. Neste momento, a taxa da zona de resfriamento de refluxo deve ser reduzida de 6°C/s para 3,5°C/s para permitir que a colofônia se reorganize e cristalize totalmente.

In termos de dicas práticas, insistimos que todas as pastas de solda recém-introduzidas devem passar pela verificação de três estágios. O primeiro é um teste de taxa de alteração de viscosidade após 7 dias de armazenamento em ambiente de 25°C/60% UR, exigindo Δη≤8%; caso contrário, indica que o sistema do agente tixotrópico é instável e há um alto risco de queda pós-impressão. A segunda é simular o processo de pré-cozimento antes da soldagem por onda (105°C×30min) para observar se o fluxo volatiliza excessivamente com antecedência, levando a um umedecimento deficiente durante a soldagem. O último é um teste de corrosão em espelho de cobre 72 horas após a soldagem (IPC J-STD-004B Apêndice A), não exigindo erosão semelhante a neblina ou manchada na superfície do espelho. Somente quando todos os três itens forem aprovados é que a produção experimental de pequenos lotes será permitida. In Por exemplo, descobrimos que uma determinada pasta de solda alegada ser “zero halogênio” apresentava corrosão nas bordas no teste de espelho de cobre. A investigação revelou que seu surfactante continha vestígios de impurezas de alcano clorado, e a área do pico em um tempo de retenção de 12,73 minutos no espectro GC-FID fornecido pelo fornecedor excedeu o padrão em 2,4 vezes, levando-os a atualizar seu processo de purificação de matéria-prima.