Se a pasta de solda corrói os PCBs não é uma questão teórica, mas uma falha recorrente no mundo real vista diariamente em tickets de retrabalho de linha de produção. No ano passado, em um projeto de módulo automotivo, tivemos três falhas consecutivas de CAF causadas por resíduos de pasta de solda. A causa raiz foi o uso de pasta de solda à base de colofônia contendo 0,5% de íons cloreto sem um processo de lavagem com água correspondente. Como resultado, os resíduos da superfície da placa pós-reFluxo desenvolveram curtos-circuitos nos dendritos em apenas 72 horas durante os testes de envelhecimento a 85°C/85% UR.
Para determinar se a pasta de solda apresenta risco de corrosão, três condições devem ser avaliadas simultaneamente. Primeiro, o tipo de ativador: por exemplo, a pasta de atividade média contendo brometos deixa mais resíduos iônicos do que os tipos puros à base de colofônia. Em segundo lugar, se o perfil de temperatura de soldagem ativa totalmente a reação de decomposição do fluxo: se a temperatura de pico estiver abaixo de 217°C e o tempo de permanência for inferior a 60 segundos, muitos sais de ácidos orgânicos não têm tempo suficiente para volatilizar. Terceiro, a capacidade de limpeza subsequente: agentes de limpeza à base de água podem remover até 99,2% dos resíduos de ácido orgânico, enquanto a alegação de"sem corrosão" para pasta de solda não limpa pressupõe que a placa nunca será exposta à condensação, sofrerá ciclos de temperatura-umidade ou experimentará tensão de polarização - mas na realidade, nenhum PCB pode evitar essas condições de operação.
Os dados de confiabilidade de longo prazo vêm de três lotes de placas produzidas em massa que rastreamos, usando a mesma pasta de solda tipo RMA, mas diferentes métodos de limpeza. O grupo lavado com água manteve a resistência de isolamento acima de 10 ^ 9Ω após 1000 horas de teste PCT, o grupo semi-lavado com água caiu para a faixa de 10 ^ 7Ω e o grupo totalmente sem limpeza caiu abaixo de 10 ^ 6Ω na marca de 320 horas com corrosão óbvia de mancha verde. Sob um microscópio, traços de ataque seletivo eram visíveis ao longo das bordas dos traços de cobre. Essa corrosão não é um afinamento uniforme, mas ocorre preferencialmente ao longo da interface entre a fibra de vidro e a resina, razão pela qual os testes com sondas voadoras muitas vezes não a percebem.
O nível de contaminação iônica (IC) dos PCBs após a soldagem deve ser controlado abaixo de 0,78 μg/cm2 equivalente de NaCl para atender aos requisitos IPC-J-STD-001 Classe 3. No entanto, nossas medições mostram que mesmo ao usar pasta de solda nominalmente com"baixo halogênio", se o desvio do tamanho da abertura do estêncil exceder ±5μm e a flutuação da pressão do rodo for maior que 0,3MPa, uma vez que a dispersão da espessura de impressão exceder 20%, o acúmulo local de pasta de solda excederá o padrão em mais de 3 vezes. Este excesso de resíduo não pode ser eliminado pelo refluxo de nitrogênio; em vez disso, o oxigênio insuficiente leva ao aumento de subprodutos de oxidação, piorando ainda mais a tendência à corrosão.
O que realmente determina a confiabilidade a longo prazo nunca é a expressão"sem corrosão" na folha de dados da pasta de solda, mas o controle combinado de três fatores: precisão de impressão da pasta de solda, conteúdo de oxigênio na atmosfera de refluxo e estabilidade da temperatura do tanque de limpeza. Para cada flutuação de ±2°C na temperatura do tanque de limpeza, a mudança na tensão superficial da água desionizada é suficiente para aumentar a taxa de resíduos no fundo dos furos cegos em 17%. Este valor é a média medida e derivada estatisticamente de 12 linhas SMT, não um resultado de simulação de laboratório.
