A taxa de penetração da soldagem por reFluxo passante nos campos de eletrônica automotiva e controle industrial excedeu 18%. O fator determinante é a rígida demanda dos clientes por simplificação de BOM e compressão do processo de montagem, o que força as linhas de produção a abandonarem os tradicionais acessórios de suporte de soldagem por onda e, em vez disso, adotarem um modelo de produção co-line com tecnologia de montagem em superfície. No entanto, para conectores com desvio de coplanaridade de pino superior a 0,15 mm, a taxa de junta de solda fria após o refluxo aumenta acentuadamente para mais de 12%, e as aberturas comuns do estêncil não podem compensar tais tolerâncias mecânicas. É necessário aumentar o volume da pasta de solda através de espessamento local escalonado ou ataque posterior.
A seleção de pastas de solda está mudando rapidamente de tipos de uso geral para tipos especializados. Os principais fabricantes pararam de fornecer pasta de solda passante com tamanhos de partícula abaixo de T4, porque o pó T3 é propenso a colapsar e descascar as bordas em aberturas acima de 0,5 mm. Atualmente, as principais fábricas de EMS geralmente oferecem produtos em pó misto T4-T5 de viscosidade média-alta com uma faixa de viscosidade de 650–750 Pa·s. Sob condições de pressão do rodo de 2,8–3,2kg e velocidade de 45–55mm/s, este tipo de pasta de solda pode manter uma taxa de enchimento na abertura ≥88%, mas seu índice tixotrópico deve ser estritamente controlado dentro da faixa de 0,62–0,68; caso contrário, o rebote excessivo durante a desmoldagem do estêncil fará com que toda a pasta de solda se quebre.
O design do estêncil não depende mais de tabelas de consulta empíricas, mas usa dados de coplanaridade medidos como entrada para modelagem reversa. Por exemplo, a distribuição dos pinos na direção Z de um determinado relé doméstico apresenta um formato bimodal com espaçamento entre picos de 0,12 mm. Neste momento, se um estêncil de placa completa for feito de acordo com a espessura nominal de 0,12 mm, a quantidade real de solda nos pinos do lado inferior após a impressão será de apenas 63% do valor teórico. Verificamos em três modelos produzidos em massa: a implementação de espessamento local de 0,06 mm na área inferior com uma ampla cobertura de ± 0,3 mm ao redor da linha central do pino pode reduzir a diferença na quantidade de solda em ambos os lados para ± 5%, ao mesmo tempo que reduz os defeitos da ponte pós-refluxo de 3.200 PPM por milhão de peças para 490 PPM.
As formas de abertura do estêncil estão mudando de chanfros retangulares para trapezoidais, porque as bordas em ângulo reto geram concentração de tensão durante a desmoldagem, fazendo com que a parte superior da pasta de solda rasgue e permaneça na superfície inferior do estêncil. Depois que um certo PCBA de nível automotivo alemão mudou para aberturas chanfradas de 15°, a estabilidade de impressão contínua de 24 horas melhorou para CPK=1,42, e a frequência de limpeza foi estendida de uma vez a cada 4 horas para uma vez a cada 11 horas. No entanto, esta otimização só é aplicável a cenários onde a proporção de abertura ≤3,5. Uma vez que o passo do pino é comprimido abaixo de 0,8 mm, o chanfro aumenta o risco de intrusão de pasta de solda entre as almofadas adjacentes.
As estruturas de suporte do estêncil estão começando a afetar a janela do processo. Os suportes alveolados convencionais têm uma deflexão central superior a 0,03 mm em estênceis de tamanho grande (≥450×450 mm), resultando na espessura da pasta de solda nos pinos intermediários sendo 11%–15% menor do que nos pinos da borda. Atualmente, dois fabricantes de equipamentos lançaram módulos de suporte auxiliares flutuantes a ar, que adicionam uma camada tampão de nitrogênio de 0,8 MPa com base na adsorção a vácuo. Os resultados medidos mostram que a deflexão é controlada dentro de 0,012 mm, mas esta solução exige que o teor de óleo do ar comprimido na linha de produção seja ≤0,01mg/m3; caso contrário, o bloqueio do caminho do gás causará falha no suporte e desencadeará defeitos de falta de solda em lote.
O gerenciamento do descongelamento da pasta de solda é seriamente subestimado. A maioria das fábricas ainda usa o descongelamento permanente à temperatura ambiente, o que faz com que o vapor de água condensado na parede externa da garrafa se misture à pasta. Descobrimos em um determinado projeto de equipamento médico que após a impressão de 120 peças com pasta de solda descongelada sem controle de umidade, o número de pontos de separação de fase de fluxo visíveis ao microscópio aumentou 3,7 vezes, fazendo com que diretamente a taxa de vazios das juntas de solda de pino de 0,6 mm subisse de 9% para 31%. A abordagem correta é primeiro colocar a pasta de solda refrigerada em uma caixa de temperatura constante de 25 ± 1 ℃ com embalagem para descongelamento lento por 2 horas, depois abrir e agitar por 3 minutos, e o limite de tempo de uso após uma única garrafa ser aberta não deve exceder 8 horas.
A lógica de inspeção AOI está se adaptando às características de soldagem por refluxo através do orifício. Os algoritmos tradicionais têm uma taxa de erro de julgamento de 44% para identificar a altura de subida da solda nas paredes laterais dos pinos, porque a biblioteca padrão não inclui distorção de contorno causada pela deformação térmica do pino pós-refluxo. No local, um novo modelo foi treinado através da coleta de 500 conjuntos de imagens reais de juntas de solda, alterando o limite de avaliação da subida da solda da parede lateral de um valor fixo de 0,25 mm para um mapeamento dinâmico de 0,38 a 0,45 vezes o diâmetro do pino, reduzindo a taxa de falsos positivos para 6,2%. No entanto, este modelo ainda tem uma taxa de detecção perdida de 19% para pinos com oxidação severa do revestimento, portanto, um processo de limpeza de plasma deve ser adicionado antes da impressão.
