In En las líneas de producción reales, la pasta de soldadura de estaño-bismuto se utiliza principalmente para dispositivos sensibles Al calor, como chips controladores de cristal líquido COG, tiras flexibles de LED, módulos portátiles con sensores MEMS y condensadores cerámicos multicapa (X7R/X5R). La temperatura de transición vítrea de los envases de plástico de estos dispositivos es generalmente inferior a 150°C. Si se utiliza soldadura de reflujo convencional a 217 °C, puede provocar fácilmente ampollas en el cuerpo, oxidación de las clavijas o deformación del sustrato. Con su punto de fusión eutéctico de 138°C y su estrecho rango de fusión, la soldadura en pasta de estaño-bismuto puede lograr una humectación estable bajo una atmósfera de nitrógeno. Sin embargo, el requisito previo es que la apertura de la plantilla debe diseñarse para 0,85 veces el tamaño de la almohadilla original y usarse con pasta de soldadura que tenga un tamaño de partícula inferior a 30 μm; de lo contrario, la tasa de defectos en la impresión aumentará drásticamente hasta más del 12%.
Descubrimos que el problema de las uniones de soldadura en frío de la soldadura en pasta a baja temperatura en paquetes QFN48 de gran tamaño es particularmente prominente. La causa principal es que la lámina de cobre de gran superficie en la parte inferior del dispositivo absorbe calor demasiado rápido, lo que hace que la temperatura máxima local se retrase con respecto a las pequeñas almohadillas circundantes en más de 8 °C. En este punto, la pasta de soldadura de estaño-bismuto ya ha comenzado a solidificarse y no puede completar la compensación de reflujo secundario. La solución no es simplemente aumentar la temperatura del horno, sino reducir la velocidad de la cadena del horno correspondiente a esta área en un 15% y aumentar el tiempo de residencia en la zona de precalentamiento, de modo que el equilibrio térmico general de la PCB mejore hasta ±2,5°C. De lo contrario, Ni siquiera el uso de un flujo RMA de alta actividad puede mejorar la tasa de anulación.
Las deficiencias de confiabilidad de la soldadura en pasta se concentran en la prueba del ciclo de temperatura de -40°C a 125°C. Después de 200 ciclos, la fase de aleación de estaño-bismuto muestra un deslizamiento obvio de los límites de grano y la resistencia Al corte de la unión de soldadura se atenúa en un 37%. En las mismas condiciones, SAC305 aún mantiene el 82% de su valor inicial. Lo que es más problemático es que la pasta de soldadura de estaño-bismuto es extremadamente sensible Al tratamiento de la superficie de la PCB. Si el espesor de la película OSP es inferior a 0,3 μm o la fluctuación del espesor de la capa de níquel ENIG excede ±0,05 μm, inducirá un crecimiento discontinuo del IMC interfacial, provocando una ilusión de unión de soldadura fría. Este tipo de defecto es casi irreconocible en la inspección del AOI y debe localizarse mediante tomografía de rayos X.
La verificación de la línea de producción muestra que la soldadura en pasta de estaño y bismuto tiene serios riesgos de compatibilidad en placas de ensamblaje mixto de doble cara. Cuando el lado A usa pasta de soldadura de baja temperatura para soldar conectores FPC y el lado B usa SAC305 para soldar el SOC de control principal, el segundo paso a través del horno hará que las uniones de soldadura del lado A se sometan repetidamente a un proceso de fusión-solidificación, intensificando la segregación de elementos Bi y formando una fase frágil rica en bismuto. In en cierto proyecto de monitor médico, tuvimos que reelaborar 176 placas principales en lotes debido a este problema. La solución final fue cambiar el lado B a un proceso de reflujo por pasos y reducir el espesor de impresión de la pasta de soldadura de 120 μm a 95 μm para acortar la ventana de tiempo de refundición.
Actualmente, todos los proveedores de plantillas que afirman ser compatibles con la soldadura en pasta no han revelado sus estándares de control de rebabas a nivel de micras después del corte con láser. In En la producción real, las rebabas superiores a 0,03 mm rayarán directamente los compuestos intermetálicos Bi-Sn en las partículas de soldadura en pasta, provocando un rastro irregular en el borde de impresión. Este tipo de defecto se manifiesta como una humectación unilateral insuficiente después de soldar la resistencia 0402, pero todas las pruebas funcionales pasan. No es hasta que toda la máquina se somete a la prueba HALT que queda expuesta concentradamente como circuitos abiertos intermitentes. Por lo tanto, la aplicación de soldadura en pasta no debe separarse de la verificación de circuito cerrado de los datos de medición reales de fabricantes de esténciles específicos.
