Os parâmetros do processo de reFluxo para a pasta de solda com chumbo Sn63Pb37 estão passando por uma mudança substancial da dependência da experiência para uma abordagem de circuito fechado baseada em dados. Por um lado, a precisão medida do controle de temperatura do equipamento doméstico de solda por refluxo de médio a alto padrão se estabilizou em ± 1,5 ℃, permitindo que a janela de temperatura de pico seja reduzida para 217 ℃ ~ 223 ℃. Por outro lado, o valor Tg dos substratos de PCB geralmente subiu acima de 150°C, o que significa que a configuração tradicional de temperatura de pico de 225°C na verdade aumenta o risco de empenamento da placa. Devemos ajustar a temperatura final da zona de imersão de 183°C a 180°C para corresponder à inclinação da transição vítrea dos novos substratos; caso contrário, a taxa de anulação dos componentes BGA aumentará em mais de 12%.
O impacto upstream do processo de impressão nos resultados de refluxo continua a crescer. Atualmente, o tamanho da almofada para componentes convencionais 0201 encolheu para 0,25 mm × 0,125 mm, enquanto a pasta de solda Sn63Pb37 com tamanho de partícula de 30 ~ 35 μm é responsável por 82% do total. Se a abertura do estêncil não aplicar uma compensação linear de -8% com base na área da almofada, o desvio do volume de solda pós-impressão excederá ±15%, fazendo com que a taxa de exclusão durante o refluxo salte para 4,7%. Exigimos um mecanismo de registro de pista dupla em três linhas de produção: a viscosidade da pasta de solda deve ser testada em cada troca, e a pressão do rodo e a velocidade de liberação devem ser registradas para cada lote. Isso ocorre porque o índice tixotrópico da mesma lata de pasta de solda pode diferir em 0,32 entre ambientes de 25°C e 28°C; sem registrar esses parâmetros, é impossível calcular retroativamente os parâmetros reais de impressão.
A taxa de adoção de atmosferas protetoras de nitrogênio saltou de 19% para 53% nos últimos três anos, impulsionada principalmente pela forte exigência dos fabricantes de MLCC de nível automotivo de uma espessura de filme de óxido de ≤8nm. No entanto, nem todos os fornos de refluxo de nitrogênio atendem realmente a esse padrão. As medições descobriram que alguns equipamentos apresentam flutuações na concentração de oxigênio de até 120 PPM a uma velocidade de corrente de 2,1 m/min. Sob essas condições, uma camada invisível de óxido branco-acinzentado se forma na superfície das juntas de solda Sn63Pb37, e o teste XRF mostra que a profundidade de difusão do cobre aumenta em 0,8 μm. Recomenda-se usar um analisador de oxigênio portátil para realizar verificações semanais da concentração de oxigênio nas três zonas do forno e acoplar dinamicamente a taxa de fluxo de nitrogênio com a velocidade da corrente - por exemplo, aumentar a velocidade da corrente em 0,1m/min deve ser acompanhado por um aumento sincronizado de 3,5L/min no fluxo de nitrogênio.
A colocação do termopar está mudando da inserção de ponto único para a fixação de matriz multiponto. Isso ocorre porque a distribuição desigual da folha de cobre em novos PCBs com mais de 6 camadas leva a diferenças locais de capacidade térmica de até 23%. Certa vez, um cliente julgou mal que toda a placa havia entrado em refluxo porque eles mediram apenas a temperatura no centro do BGA, enquanto os cantos ainda estavam abaixo de 210 ℃, resultando em juntas de solda fria nos pinos de um QFN com passo de 0,4 mm. Agora exigimos que toda a verificação do primeiro artigo use um método de fixação de termopar de 4 pontos, cobrindo o centro BGA, cantos QFN, extremidades SOP de passo fino e áreas de dissipação de calor de cobre nu. O diâmetro do termopar deve ser estritamente controlado dentro de 0,15 mm; caso contrário, sua própria capacidade térmica interferirá no perfil medido.
O gerenciamento da vida útil da pasta de solda Sn63Pb37 está mudando de uma abordagem orientada para a data de validade para uma abordagem orientada para a redução da atividade. Embora os fabricantes especifiquem uma vida útil de armazenamento refrigerado de 6 meses, as medições mostram que para cada hora de exposição ao ar após a abertura, a taxa de decomposição do ativador de colofónia aumenta 0,7%. Isto se reflete diretamente no resíduo de fluxo após o refluxo. As estatísticas de uma fábrica mostram que a pasta de solda aberta por mais de 48 horas resulta em um valor médio de contaminação iônica que excede o padrão em 21% após a soldagem. Portanto, abolimos a prática de"uso em lata" e, em vez disso, dividimos o uso diário em sacos de papel alumínio a vácuo marcados com o carimbo de data e hora de abertura. Também alteramos o processo de aquecimento da pasta de solda da temperatura ambiente para um aumento gradual de 2 horas em uma câmara de temperatura constante de 25°C para evitar que a condensação se misture à pasta e cause respingos.
A compatibilidade do protocolo de comunicação do equipamento tornou-se um gargalo oculto. Atualmente, 73% das máquinas de solda por refluxo domésticas ainda usam o protocolo proprietário Modbus RTU, enquanto os sistemas MES geralmente exigem integração OPC UA. Isso significa que os perfis de refluxo não podem ser arquivados automaticamente e os engenheiros de processo precisam exportar manualmente os arquivos CSV e convertê-los em Excel para comparação. Esta quebra na cadeia torna o controle do SPC ineficaz. Testamos módulos de conversão de protocolo em duas fábricas, aumentando a frequência de amostragem da temperatura bruta de 1 Hz para 5 Hz, o que nos permite capturar mudanças repentinas na inclinação do aquecimento. Por exemplo, uma vez detectamos que a taxa de aquecimento na zona 3 da seção de pré-aquecimento caiu drasticamente de 1,8°C/s para 0,9°C/s em 27 segundos, o que, em última análise, foi atribuído ao acúmulo de carbono nos tubos de aquecimento, causando atraso na resposta térmica. Esses detalhes são completamente invisíveis na amostragem de baixa frequência.
