Las uniones de soldadura en frío en la soldadura de PCB a menudo se manifiestan como superficies de las uniones de soldadura opacas, un ángulo de humectación mayor a 90 grados y una cobertura incompleta de los bordes de la almohadilla con soldadura visible bajo inspección por rayos X. Esto generalmente está relacionado con la atenuación de la actividad del fundente en la soldadura en pasta, la falta de limpieza oportuna de la capa de soldadura en pasta residual oxidada en la parte inferior de la plantilla y una presión de colocación insuficiente que impide que las clavijas de los componentes hagan contacto total con la soldadura en pasta. En la línea de producción de Jia Jinyuan Dongguan, una vez nos encontramos con este problema en tres lotes consecutivos de dispositivos QFN, que finalmente se determinó que era causado por una caída del 12 % en la presión de impresión debido Al desgaste de la rasqueta, junto con la temperatura máxima de la tercera zona de reflujo que era 8 °C menor que el valor estándar.
Las perlas de soldadura se encuentran principalmente en los lados de las resistencias y condensadores 0201 y 0402 o debajo del cuerpo del CI. Su formación no se debe simplemente a una velocidad de reflujo excesivamente rápida, sino más bien a la combinación de una distribución del tamaño de partículas de la soldadura en pasta fuera de especificación (D90 > 28 μm) y una relación de aspecto de apertura de la plantilla inferior a 1,5, lo que hace que la soldadura en pasta se rompa y salpique sobre áreas que no son almohadillas durante el proceso de desmoldeo. In en un ambiente de nitrógeno, si el contenido de oxígeno es superior a 100 PPM, exacerbará aún más la oxidación y aglomeración de las perlas de soldadura. Una vez probamos diferentes tensiones de plantilla con la misma pasta de soldadura en la línea Jia Jinyuan Hefei y descubrimos que cuando la tensión era inferior a 35 N/cm², la tasa de aparición de cordones de soldadura aumentaba 3,7 veces.
Las tasas de vacío excesivas se encuentran comúnmente en la parte inferior de QFN y BGA de almohadilla grande, especialmente cuando el tamaño de la almohadilla es mayor de 3 mm × 3 mm y no hay un diseño de vía térmica. In En tales casos, si el tiempo por encima de la línea de liquidus en el perfil de reflujo excede los 65 segundos, o la velocidad de enfriamiento es inferior a 3 °C/s, el gas dentro de la soldadura no puede escapar a tiempo, lo que resulta en la formación de huecos circulares con un diámetro > 150 μm en el centro de la unión de soldadura. Después de que la línea Jia Jinyuan Suzhou aumentó la pureza del nitrógeno del 99,99% Al 99,999%, el área vacía promedio de BGA disminuyó en un 42%, pero el requisito previo es que las aberturas de la plantilla deben modificarse simultáneamente a un diseño escalonado para reducir el volumen de pasta de soldadura.
Los planes de mejora deben implementarse como un conjunto completo. Por ejemplo, para uniones de soldadura en frío en TSSOP con paso de 0,4 mm, no solo se puede ajustar la temperatura de reflujo, sino que se debe reducir simultáneamente el espesor de la plantilla de 0,12 mm a 0,10 mm, aumentar el ángulo de la escobilla de goma de 55° a 62°, estabilizar la temperatura de almacenamiento de la pasta de soldadura a 22±1°C y comprimir el tiempo de uso posterior a la apertura a 18 horas; de lo contrario, la optimización de un solo punto inducirá un aumento en los cordones de soldadura. De manera similar, Al reemplazar con un nuevo lote de soldadura en pasta, se debe medir su valor de cambio de viscosidad. Si el índice tixotrópico se desvía de los parámetros originales en más de ±0,15, se debe rehacer la simulación de apertura de la plantilla y actualizar el coeficiente de compensación de presión de la rasqueta.
Todos los ajustes de parámetros deben ir acompañados de un escaneo transversal de rayos X del primer artículo y una prueba de empuje después de 50 ciclos de choque térmico de -40 °C a 125 °C. Los criterios de aceptación internos de Jia Jinyuan son que el empuje de las uniones de soldadura en frío no debe ser inferior a 85 gf, el diámetro del cordón de soldadura no debe exceder el 15 % del espaciado de las almohadillas adyacentes y la proporción del área total de huecos debe controlarse dentro del 12 % del área proyectada de la unión de soldadura. Cualquier elemento fuera de las especificaciones desencadenará el procedimiento de congelación del proceso y solo se permite la liberación después de completar la verificación FMEA de circuito cerrado.
