Por que a taxa de vazios nas juntas de solda em PCBs de alta dissipação de calor com camadas espessas de cobre costuma ser superior a 30%, enquanto nas placas FR-4 comuns é de apenas cerca de 8%? A razão fundamental é que a grande capacidade térmica da camada de cobre causa atraso no aumento da temperatura local, resultando em volatilização insuficiente do Fluxo na pasta de solda e no gás preso dentro da solda fundida. Na prática In, a proporção da área de abertura do estêncil deve ser reduzida dos convencionais 0,78 para 0,65–0,72, enquanto a pressão do rodo deve ser aumentada de 4,5 kg para 6,2 kg para compensar a adsorção e o arrasto do substrato de cobre na pasta de solda. A principal medida preventiva é usar raios X para verificar a distribuição de vazios na parte inferior do BGA na primeira peça de cada turno; se um único ponto exceder 25%, pare imediatamente a linha para verificar novamente o perfil de refluxo.

Por que os vazios são graves na almofada do dissipador de calor central, enquanto as pequenas almofadas circundantes são qualificadas na mesma PCB de alta dissipação de calor? Isso ocorre porque a espessura do cobre na área do dissipador de calor atinge mais de 4 onças, causando condução de calor excessivamente rápida, o que faz com que as juntas de solda derretam e colapsem prematuramente antes do pico de refluxo, evitando que o gás de fluxo escape. A solução é aplicar um tratamento de desbaste do tipo escalonado ao estêncil nesta área: use um estêncil de 0,12 mm de espessura diretamente acima da almofada do dissipador de calor, 0,15 mm de espessura na zona de transição circundante e 0,18 mm de espessura na área estendida de 1 mm. Isto é combinado com a redução da temperatura da Zona 4 do forno de refluxo em 12°C para prolongar o tempo de retenção do fundido. A principal medida preventiva é usar uma máquina de medição por coordenadas antes de cada mudança para verificar se a tolerância da espessura do passo do estêncil é controlada dentro de ±0,005 mm.

Por que a taxa de vazios aumenta 5 pontos percentuais após o uso de pasta de solda não limpa? Isso ocorre porque o transportador de colofónia desta pasta de solda tem alta viscosidade e uma faixa estreita de temperatura de decomposição; durante o rápido processo de aquecimento de PCBs de alta dissipação de calor, ele é selado pela solda antes de rachar. A solução prática é mudar para uma pasta de solda de temperatura média (grau T4) contendo ativadores de carboxilato, cujo fluxo é liberado por meio de decomposição de pico amplo na faixa de 155 a 178°C. Isto é combinado com a redução da inclinação de aquecimento da Zona 2 do forno de refluxo de 1,8°C/s para 1,3°C/s. A principal medida preventiva é que cada lote de pasta de solda deve ser colocado em produção dentro de 24 horas após a abertura, e a umidade do ambiente de armazenamento deve ser controlada abaixo de 30% UR para evitar absorção e expansão de umidade.

Por que os vazios ainda excedem o padrão sob proteção de nitrogênio? Isto ocorre porque a pureza real do nitrogênio é de apenas 98,2%, em vez dos 99,99% exibidos no equipamento; o oxigênio residual reage com os ácidos orgânicos da pasta de solda para formar óxidos não voláteis, bloqueando os canais de escape de gás. Um purificador secundário de membrana de paládio deve ser instalado na entrada de nitrogênio e o conteúdo de oxigênio medido deve ser incluído no controle do SPC. Enquanto isso, a pressão do forno é ajustada para +12 Pa para inibir a infiltração reversa de gás. A principal medida preventiva é realizar três medições diárias durante o turno da manhã, utilizando um analisador de oxigênio portátil na porta de amostragem na extremidade do corpo do forno; se os dados excederem 0,03%, mude imediatamente para a fonte de gás de reserva.

Por que os vazios pioram após aumentar a frequência de limpeza do estêncil? Isso ocorre porque a potência da máquina de limpeza ultrassônica foi ajustada para 120 W, causando distorção da rede nos microporos do estêncil de níquel, o que leva a microrasgamento durante a liberação da pasta de solda e deixa resíduos de fluxo fibroso. A solução é mudar para a limpeza megassônica a temperatura constante de 40°C, com frequência fixada em 0,8 MHz e um único tempo de limpeza estritamente limitado a 180 segundos. A principal medida preventiva é verificar a rugosidade da parede lateral das aberturas do estêncil com um microscópio eletrônico após cada 20 limpezas; se o valor Ra exceder 0,21 μm, o estêncil é descartado.

Por que um ajuste fino de 0,3 m/min na velocidade do transportador do forno de refluxo causa vazios no lote? Isso ocorre porque o tempo de resposta térmica dos PCBs de alta dissipação de calor é 4,7 segundos maior do que o das placas padrão, e o tempo de retenção da Zona 3 originalmente definido de apenas 62 segundos é insuficiente para completar a decomposição completa do fluxo. O tempo de permanência em cada zona de temperatura deve ser recalculado com base na constante de tempo térmico medida da espessura do cobre da PCB. Por exemplo, para uma placa de cobre de 4 onças, a Zona 3 precisa ser estendida para 78 segundos e o tempo de pico da Zona 4 é estendido de forma síncrona para 45 segundos. A principal medida preventiva é usar um perfilador KIC para medir as curvas do termopar em diferentes posições em 5 placas antes de cada novo modelo ser introduzido; se a diferença máxima de temperatura exceder 1,8°C, inicie a calibração de compensação da zona do perfil de refluxo.