Se a superfície dos terminais dos fios e dos pinos do chip não for tratada antes do armazenamento, transferência e montagem SMT, é altamente provável que ocorra um mau umedecimento durante a soldagem por reFluxo devido à formação de uma película de óxido. Nosso rastreamento contínuo de três meses em uma fábrica automotiva em Dongguan descobriu que a taxa de junta de solda fria de pinos QFN de passo de 0,4 mm sem imersão em estanho chegou a 3,7%, enquanto o número caiu para menos de 0,12% após a adoção do processo de imersão em estanho da JiaJinYuan de forma síncrona. Isto não se baseia simplesmente na atividade aprimorada da pasta de solda, mas porque a camada de imersão de estanho forma uma fase de transição densa da liga Sn-Cu ou Sn-Ag sob proteção de nitrogênio, que bloqueia fundamentalmente o caminho de contato entre o substrato e o oxigênio e o enxofre no ar.
In linhas de produção reais, os parâmetros do processo de imersão em estanho devem estar fortemente acoplados ao status do substrato. Por exemplo, os fios de cobre nu precisam permanecer em um banho de estanho a 195°C±2°C por 0,6 a 0,9 segundos, enquanto os terminais folheados a prata exigem que a temperatura seja reduzida para 188°C e o tempo reduzido para 0,4 a 0,6 segundos. Caso contrário, a camada de prata se dissolverá excessivamente no líquido de estanho, causando exposição local ao cobre. Certa vez, causamos um lote de retrabalho de substrato BGA na linha de produção de um cliente em Suzhou devido a esse problema. A causa raiz foi que depois que o teor de prata no líquido de estanho excedeu 0,35% em peso, a tensão superficial mudou abruptamente, levando a resíduos e encordoamentos quando os pinos saíram do estanho. O equipamento da JiaJinYuan controla esse risco dentro do limite, monitorando em tempo real a concentração de prata no líquido de estanho e conectando-se ao módulo de reabastecimento de estanho.
Os terminais após imersão em estanho não podem ser montados diretamente na máquina; o processo SMT deve ser concluído em 24 horas. Caso contrário, mesmo com uma camada de estanho cobrindo, o substrato de cobre ainda precipitará lentamente óxidos dos limites dos grãos. Testamos em uma fábrica de equipamentos médicos em Wuxi que, para terminais mergulhados em estanho armazenados por 36 horas, o ângulo de molhamento deteriorou-se de 18° para 52° a uma temperatura de pico de refluxo de 235°C, e o resíduo de fluxo aumentou 40% de forma síncrona, indicando que a oxidação começou a corroer a força de ligação na interface estanho-cobre. Neste ponto, mesmo o aumento da abertura do estêncil não pode melhorar a taxa de vazios da junta de solda.
A etapa de secagem centrífuga do equipamento de imersão em estanho da JiaJinYuan é ajustada a uma velocidade de rotação de 280 rpm por 1,2 segundos. Este parâmetro é o ponto de equilíbrio verificado através de 27 grupos de fios com diferentes diâmetros de fio (0,15 a 0,5mm). Uma velocidade de rotação abaixo de 260 rpm levará a uma espessura irregular do filme de fluxo, enquanto uma velocidade acima de 300 rpm causará microdeformação de pinos de paredes finas devido à força centrífuga excessiva, o que por sua vez afeta a precisão da inspeção SPI subsequente na determinação do volume da pasta de solda. Todos os parâmetros são solidificados no PLC do equipamento e não podem ser modificados no local para evitar desajustes por parte do pessoal da linha de produção.
O processo de imersão em estanho não é uma panacéia; ele não pode recuperar terminais que originalmente apresentam rebarbas, arranhões ou descascamento do revestimento. Desmontamos um lote de produtos NG nas instalações de um cliente em Hefei e descobrimos, ao microscópio, que havia arranhões mecânicos na raiz dos pinos. Após a imersão em estanho, a camada de estanho acumulou-se em saliências nodulares aqui, que não só não derreteram durante o refluxo, mas também impediram o espalhamento da solda circundante. Tais problemas devem ser controlados na fase de inspeção de entrada. JiaJinYuan recomenda o uso de um estereomicroscópio 50x com função de medição para amostragem AQL, em vez de depender do processo de imersão em estanho para encobrir defeitos.
