El aspecto más insidioso de las uniones de soldadura en frío es que no muestran defectos obvios: las bolas de soldadura están llenas, las clavijas son brillantes y los contornos de las uniones de soldadura son claros. Incluso bajo un microscopio de alta potencia, es difícil ver vacíos evidentes. Sin embargo, una vez que todo el dispositivo está encendido y en funcionamiento, y la temperatura comienza a aumentar, las microfisuras dentro de la junta de soldadura se abren y cierran repetidamente debido a la expansión y contracción térmica, lo que provoca interrupciones intermitentes de la señAl. Hemos reproducido repetidamente este fenómeno en la línea SMT JJY. La misma placa base pasó todas las pruebas de temperatura ambiente, pero después de 24 horas de envejecimiento del encendido, la tasa de pérdida de paquetes de la interfaz USB aumentó repentinamente Al 17%. Después de reemplazar el cabezal del pin correspondiente, la falla desapareció. El análisis de la sección transversal confirmó que efectivamente había una capa de aislamiento de óxido de 0,8 μm de espesor entre el pin 3 y la almohadilla.

Las causas de las uniones de soldadura fría nunca son un solo factor, sino más bien el resultado combinado de tres factores: degradación de la actividad de la soldadura en pasta, compensación de la apertura de la plantilla y temperatura máxima de reflujo insuficiente. Por ejemplo, si la soldadura en pasta SN96.5AG3.0CU0.5 comúnmente utilizada por JJY se almacena durante más de 6 meses, el valor ácido del fundente disminuye en un 22 %. Incluso si el espesor de impresión cumple con el estándar, la fuerza de humectación ya se ha perdido en un 35%. En este momento, incluso si la curva de temperatura del horno muestra un pico de 235°C, la temperatura superficial real de la almohadilla puede ser sólo de 221°C, que está muy por debajo del punto eutéctico de 227°C de la aleación de plata-cobre. La soldadura no puede fundirse Ni difundirse por completo y, después de enfriarse, solo forma una pila física en lugar de una unión metalúrgica.

Una vez utilizamos rayos X para realizar escaneos de muestreo en 1200 dispositivos BGA y descubrimos que las uniones de soldadura fría se concentraban en la tercera a quinta fila de bolas de soldadura en el borde de la PCB, mientras que la tasa de integridad en el área central era del 99,6%. Esto está directamente relacionado con la distribución desigual del flujo de aire en el horno de reflujo. Si la desviación de la velocidad del viento excede los 0,3 m/s, hará que las uniones de soldadura de los bordes se calienten y el tiempo por encima de la línea de liquidus se reducirá a 0,8 segundos, que es inferior a los 1,2 a 2,5 segundos requeridos por la ventana del proceso. El sistema de protección de nitrógeno actualizado por JJY el año pasado redujo el contenido de oxígeno a menos de 100 PPM y la tasa de unión de soldadura en frío cayó del 0,18% Al 0,04%. Sin embargo, el requisito previo es que la tensión de la plantilla se mantenga a 38 N/cm; de lo contrario, las fluctuaciones en la presión del raspador causarán que la dispersión de la tasa de transferencia de soldadura en pasta supere el estándar.

La evaluación In situ de las uniones de soldadura en frío no puede depender únicamente de un multímetro para medir la continuidad; Se debe aplicar carga dinámica. Por ejemplo, aplique una corriente de pulso de 100 mA Al pin de fuente de alimentación de la MCU y utilice simultáneamente una cámara termográfica infrarroja para capturar el gradiente de aumento de temperatura. La diferencia de temperatura de una unión de soldadura normal es ≤1,2°C, mientras que una unión de soldadura fría desarrollará un punto caliente local en 200 ms y la diferencia de temperatura saltará por encima de 5,7°C. Este método se ha verificado en 37 lotes en la estación de retrabajo DIP JJY, con una precisión de posicionamiento del 94%, que es 4,3 veces más rápido que una simple prueba con sonda voladora. La clave es que evita el punto ciego de reconocimiento del AOI para detectar defectos en la interfaz a nivel de micras.

La soldadura de reparación no se puede simplemente hacer refluir en el horno. Primero, use una pistola de aire caliente para calentar localmente la unión de soldadura sospechosa a 280 °C durante 12 segundos, luego use un soldador con punta de 0,3 mm para aplicar una pequeña cantidad de pasta fundente sin limpieza y, finalmente, refuércela con alambre de soldadura de 0,15 mm de diámetro. Todo el proceso debe completarse en un ambiente de nitrógeno; de lo contrario, se formará inmediatamente una nueva película de óxido en la superficie de la nueva junta de soldadura. JJY ha probado tres marcas diferentes de generadores de nitrógeno, y solo uno con un caudal estable de 12 L/min y un punto de rocío ≤ -40 °C puede garantizar que la tasa de paso de soldadura de reparación única supere el 91 %.