A escolha do fio de solda ou da fita de solda para soldagem manual é essencialmente uma questão de correspondência de processo. O fio de solda é adequado para soldar grandes juntas de solda e componentes de alto calor, enquanto a fita de solda, com seu núcleo de fluxo mais fino e saída de solda mais controlável, é adaptada para pequenos componentes de montagem em superfície, como 0402 e 0603. A seleção do diâmetro do fio deve ser determinada de forma abrangente, considerando a potência do ferro de solda, o tamanho da almofada e o nível de proficiência do operador.

A delaminação da pasta de solda é um fenômeno de separação de fases entre o pó de solda e o fluxo causado por diferenças de densidade ou armazenamento inadequado, manifestando-se como uma substância oleosa clara na camada superior e deposição de partículas na camada inferior. In Neste estado, a precisão de impressão da pasta de solda diminui e o risco de queda aumenta, por isso deve ser descontinuada e mexida novamente ou descartada.

O escurecimento das juntas de solda do fio de solda não é um simples problema de qualidade do fio de solda nem é causado apenas pela fuga de temperatura, mas sim o resultado de vários fatores interligados, como oxidação de resíduos de fluxo, correspondência inadequada de temperatura e tempo de soldagem, atenuação de componentes ativos no fio de solda e deterioração da soldabilidade da almofada PCB. Especialmente sob condições de alta carga, como soldagem por onda ou soldagem manual, o escurecimento da junta de solda geralmente revela o problema de acoplamento do processo devido ao teor excessivamente alto de halogênio no fio de solda e às reações de oxidação da cadeia.

As juntas de solda fria causadas pelo fio de solda são uma causa raiz de falhas de alta frequência nas linhas de produção SMT. Eles não são um simples defeito de material nem uma única falha de controle de processo, mas sim o resultado de incompatibilidades acopladas entre múltiplas variáveis, incluindo atividade do fio de solda, tolerância ao diâmetro do fio, resíduo de fluxo, temperatura do ferro de solda, ritmo de alimentação do fio e tempo de umedecimento da junta de solda. As manifestações típicas incluem uma superfície de junta de solda opaca sem brilho metálico, um resultado de teste de empuxo abaixo de 50gf e uma taxa de vazios internos superior a 15% visível sob inspeção por raios X.

A seleção da barra de solda ondulada deve estar alinhada com o desempenho real da linha de produção. As barras de solda Sn99.3Cu0.7 são de baixo custo com resistência à oxidação aceitável, mas têm força de umedecimento fraca. As ligas contendo prata melhoram a fluidez e a resistência das juntas de solda, mas aumentam significativamente os custos. As diferenças entre os dois são particularmente proeminentes na operação contínua em alta temperatura, soldagem de furo passante de passo fino e compatibilidade sem chumbo. Os engenheiros devem determinar de forma abrangente os limites aplicáveis ​​das soldas SnCu com base na espessura da placa, na densidade dos componentes e na taxa de retrabalho.

A fraca molhabilidade da pasta de solda sem chumbo requer exame simultâneo do material e das vias do processo. A atividade do fluxo, o conteúdo de metal e a distribuição de partículas na pasta de solda afetam diretamente sua capacidade de umedecimento e espalhamento, enquanto variáveis ​​de processo como parâmetros de impressão, perfil de refluxo e condição da superfície do PCB não podem ser ignoradas. In nas linhas de produção reais, aproximadamente 68% dos defeitos de umedecimento são causados ​​​​em conjunto pelo design inadequado da abertura do estêncil e pela baixa temperatura de pico de refluxo.

A baixa esfericidade do pó de solda na pasta de solda reduz significativamente a taxa de formação de impressão, levando a defeitos de alta frequência, como falta de impressão, pontes de solda e desalinhamento, o que é particularmente proeminente em dispositivos de embalagem 0201 e menores. O pó de solda não esférico tem baixa fluidez, alta resistência ao rolamento e maior atrito com as paredes da abertura do estêncil, afetando diretamente a taxa de liberação da pasta de solda e a consistência da desmoldagem.

A quantidade de pasta de solda não for maior, melhor; o uso excessivo levará a cordões de solda, formação de pontes e contaminação residual. In nas linhas de produção reais, a má umectação da solda geralmente decorre da espessura excessiva da impressão da pasta de solda ou do design incompatível da abertura do estêncil, em vez de simplesmente aumentar a quantidade. O controle preciso da proporção do volume da pasta de solda e da correspondência de atividade é fundamental para garantir a confiabilidade do umedecimento da solda.

O valor ácido da pasta de solda afeta diretamente a molhabilidade da solda e o risco de corrosão residual. A pasta de solda ácida é adequada para metais difíceis de soldar, mas requer controle rigoroso do processo de limpeza, enquanto a pasta de solda neutra é usada principalmente para PCBs de alta confiabilidade e cenários sem limpeza. A seleção deve ser determinada de forma abrangente com base no grau de oxidação do substrato, no material dos pinos componentes, na janela de temperatura de refluxo e na capacidade de limpeza da linha de produção.

A operação prolongada em alta temperatura de barras de solda em um forno de soldagem por onda pode de fato causar microssegregação de componentes de liga. Particularmente quando barras de solda sem chumbo ou estanho são continuamente expostas a temperaturas acima de 260°C com agitação insuficiente da superfície do banho, elementos como chumbo, prata e cobre podem enriquecer localmente devido a diferenças na densidade e na taxa de oxidação. Contudo, dentro do ciclo padrão de substituição de solda de 8 horas, as variações de composição permanecem bem abaixo das tolerâncias permitidas pela IPC-J-STD-006. O que realmente afeta a estabilidade da soldagem é frequentemente o acúmulo de escória e resíduos de fluxo carbonizado.

Ao alterar as marcas de pasta de solda durante a produção de SMT, um processo rigoroso de verificação de SMT deve ser implementado, abrangendo testes multidimensionais, como capacidade de impressão, capacidade de montagem, desempenho de refluxo e confiabilidade da junta de solda. O foco está no monitoramento de alterações na viscosidade da pasta de solda, na atenuação da vida útil do estêncil e na incidência de bolas de solda e pontes, para evitar juntas de solda a frio em lote ou defeitos de exclusão causados ​​pela troca de lote.

A pasta de solda SMT deve ser armazenada refrigerada para inibir a oxidação do pó metálico e as reações químicas do fluxo, evitando aumento da viscosidade, queda agravada e redução da precisão da impressão. O procedimento de aquecimento deve seguir rigorosamente o processo de 4 horas de repouso em temperatura ambiente seguido de 2 horas de agitação, para evitar respingos e juntas de solda frias causadas pela contaminação da água de condensação. Esta é uma etapa crítica que os engenheiros da linha de produção não devem pular antes de iniciar o trabalho todos os dias.

A queda da pasta de solda é um defeito típico após a impressão SMT, onde as bordas da pasta de solda se espalham para fora e sua altura diminui, resultando em pontes de junta de solda ou juntas de solda fria. Suas causas abrangem vários fatores, como propriedades reológicas da pasta de solda, design do estêncil, temperatura e umidade ambiente e parâmetros do rodo. Para evitar a queda da pasta de solda, é necessário começar com a seleção da pasta de solda, estreitando a janela do processo de impressão, otimizando as aberturas do estêncil e controlando em tempo real a temperatura e a umidade da oficina.

A diferença de custo entre a pasta de solda sem halogênio e a pasta de solda comum está concentrada em três aspectos: matéria-prima, certificação e adaptação do processo. A solda sem halogênio remove elementos halógenos, como bromo e cloro, o que leva à reconstrução do sistema de colofônia e aumenta a complexidade da fórmula do fluxo em mais de 30%. Juntamente com custos de certificação como REACH e IEC 61249-2-21, o preço de compra por quilograma é geralmente 28% a 45% maior do que o da pasta de solda comum. No entanto, a redução da frequência de limpeza, o menor consumo de nitrogênio e a diminuição da taxa de retrabalho durante a troca de linha de produção podem compensar parcialmente esse prêmio.

O design das aberturas do estêncil da pasta de solda afeta diretamente o desempenho de liberação da impressão do estêncil e a qualidade de formação da pasta de solda. Aberturas subdimensionadas levam a um volume insuficiente de pasta de solda e rasgos nas bordas, enquanto aberturas superdimensionadas causam facilmente pontes e quedas. Além disso, o formato da abertura, a rugosidade da parede e o design cônico alteram a área de contato e a tensão de separação entre a pasta de solda e o estêncil. Esses fatores são frequentemente ignorados nas linhas de produção reais, mas determinam diretamente o rendimento da primeira passagem e o rendimento do SPI.

A resistência à oxidação das barras de solda e a quantidade de escória de estanho gerada são altamente dependentes da composição da liga. A barra de solda eutética Sn99.0Ag0.3Cu0.7 contendo 0,3% de prata e 0,7% de cobre exibe uma melhoria de 40% na compactação do filme de óxido durante a soldagem por onda a 250°C, com uma taxa medida de escória de estanho 65% menor que a do estanho puro. Embora a adição de vestígios de níquel ou germânio possa refinar a estrutura do grão, ela tende a causar respingos. A verificação da linha de produção mostra que a sua estabilidade global é inferior à da formulação ternária Clássica.

A pasta de solda pode reduzir significativamente a oxidação, melhorar a molhabilidade e diminuir a taxa de vazios em um ambiente de soldagem por refluxo de nitrogênio, com melhorias particularmente notáveis ​​no rendimento de soldagem para pastilhas de cobre OSP, QFNs de passo fino e componentes 0201. A pureza do nitrogênio deve ser controlada de forma estável acima de 99,99% para proporcionar benefícios práticos.

Respingos severos durante a soldagem do fio de solda são causados ​​principalmente pela volatilização violenta do fluxo, temperatura excessivamente alta do ferro de solda ou absorção de umidade do fio de solda. Combinado com medições reais da linha de produção, descobriu-se que quando a umidade ambiente excede 65% UR e o fio de solda é armazenado sem vedação por mais de 72 horas, a probabilidade de respingos de soldagem aumenta em 3 vezes. Baixar a temperatura do ferro de solda de 380°C para 320°C e usá-lo em conjunto com uma placa de pré-aquecimento pode reduzir os respingos de soldagem do fio de solda em quase 80%.

Ao reparar manualmente placas de circuito, a seleção do diâmetro do fio de solda afeta diretamente a formação da junta de solda e o rendimento de retrabalho. O fio de solda de 0,3 mm é adequado para soldagem de retoque fino e fiação de jumper de componentes SMD de tamanho pequeno, como 0402 e 0603, enquanto o fio de solda de 0,5 mm é mais adequado para estanhagem rápida de pinos QFP, almofadas de aterramento de energia e folhas de cobre de grande área. 20 anos de testes de linha de produção por JJY mostram que existem diferenças significativas na consistência de fusão e na capacidade de espalhamento de umedecimento entre os dois sob condições de temperatura do ferro de solda de 320 ℃ e tempo de permanência de 2 segundos.

O fluxo de resina dentro do fio de solda desempenha papéis importantes durante o processo de soldagem, como remoção de filmes de óxido, redução da tensão superficial e melhoria da molhabilidade. Seu conteúdo e distribuição afetam diretamente a suavidade das juntas de solda, a velocidade de umedecimento do estanho e a taxa de juntas de solda fria, tornando-o um indicador central do desempenho real de soldagem dos fios de solda.