Холодные паяные соединения часто кажутся серовато-белыми без металлического блеска при AOI-контроле, с явными заусенцами по краям, локальными впадинами или остаточными шариками припоя. Под микроскопом отчетливо видно неполное расплавление частиц припоя и четкую границу на границе раздела. Такие соединения иногда обнаруживают разомкнутые цепи при испытаниях ICT и подвергаются периодическому разрушению на этапе высокотемпературного старения после функциональных испытаний. Основная причина заключается в том, что фактическая пиковая температура печи оплавления не соответствует требованию избыточности плавления, составляющему 20 ℃ выше эвтектической точки сплава паяльной пасты. Например, теоретическая эвтектическая точка паяльной пасты JiaJinYuan SN96.5AG3.0CU0.5 составляет 217 ℃, но измеренный температурный профиль производственной линии показывает, что конец третьей температурной зоны достигает только 214,2 ℃, а время выдержки составляет менее 45 секунд, что приводит к тому, что остатки флюса обволакивают нерасплавленные частицы и образуют ложную механическую блокировку.
Недостаточное натяжение трафарета в процессе печати усугубляет риск холодной пайки. Когда размер отверстия трафарета составляет 0,25×0,4 мм, а натяжение ниже 38 Н/см, диапазон колебаний скорости переноса паяльной пасты расширяется до 62% ~ 79%, а количество осаждения на некоторых площадках составляет менее 0,08 мг. Даже если параметры оплавления соответствуют стандартам, обеспечить полное металлургическое соединение сложно. Мы отследили 12 партий дефектов холодной пайки на производственной линии клиента и обнаружили, что 9 из них соответствовали ежедневной частоте очистки трафарета, превышающей 3 часа за раз, давление ракеля упало с 4,2 кг до 3,6 кг, а недостаточное время прогрева паяльной пасты менее 4 часов привело к увеличению вязкости на 18%. Сочетание этих трех факторов уменьшило величину схлопывания паяльной пасты на 0,015 мм, что напрямую ослабило способность к самовыравниванию во время оплавления.
Недостаточная концентрация защиты азота также является скрытой причиной. Когда О? Содержание в печи превышает 150 PPM, скорость роста поверхностной оксидной пленки сплава SnAgCu в диапазоне 210 ℃ достигает 0,8 нм / с, что намного превышает порог восстановительной способности флюса. В настоящее время, даже если пиковая температура соответствует стандарту, паяное соединение по-прежнему имеет типичную морфологию холодного припоя. Мы использовали XPS для анализа компонентов неисправных паяных соединений и подтвердили, что их SnO? доля достигала 12,7%, тогда как доля обычных паяных соединений составляла лишь 2,1%. Это свидетельствует о том, что засорение расходомера азота не было обнаружено вовремя, и фактическое значение N? расход упал с 25 л/мин до 16,3 л/мин, однако исходное значение все еще сохранялось в протоколе процесса.
Данные испытаний на сдвиговую силу соединений холодной пайки весьма обманчивы. При тестировании с помощью Dage 4000+ при скорости 10 мкм/с начальное показание может достигать 12 гс, но после непрерывной нагрузки в течение 0,8 секунды оно внезапно падает до 3,4 гс, сопровождаясь хрупким звуком разрушения. Эта нелинейная характеристика затухания напрямую связана с отсутствием слоя IMC. Рентгенограмма подтверждает, что интенсивность дифракционного пика Cu6Sn5 составляет менее 31% от интенсивности стандартного образца, а сканирование поверхности EDS показывает, что атомное соотношение Cu/Sn отклоняется от идеального соотношения 3,8:1 на ±0,9 единицы, что указывает на то, что кинетика реакции сильно затруднена.
После замены новой партии паяльной пасты JiaJinYuan той же модели скорость холодной пайки не улучшилась. Обратное исследование показало, что отклонение калибровки термопары печи оплавления достигло ±1,9 ℃, а накопление углерода на гусеничной цепи привело к снижению эффективности теплопередачи на 7,3%. Без регулировки настроек температурной зоны простая очистка цепи и повторная калибровка термопары снизили скорость холодной пайки с 1280 частей на миллион на миллион штук до 210 частей на миллион. Это напоминает нам о том, что мониторинг состояния оборудования должен быть включен в лист ежедневного осмотра, а не полагаться на переключение партий паяльной пасты для маскировки проблем с ухудшением качества оборудования.
