Durante el turno de noche del miércoles pasado, tres lotes consecutivos de tableros de control T-BOX para vehículos producidos en masa para un cliente desarrollaron juntas de soldadura en frío BGA. La tasa de detección fallida de AOI llegó Al 12 %, y las nuevas pruebas de rayos X encontraron que el 64 % de las bolas de soldadura BGA tenían huecos que excedían la especificación. Nuestra sección transversal en el sitio confirmó que los huecos se concentraban en la parte superior de las uniones de soldadura, mientras que la temperatura máxima medida del horno de reflujo fue de 238 °C y el perfil mostró que el tiempo de la zona de impregnación fue de solo 65 segundos. Según la MSDS de soldadura en pasta, encontramos que este lote utilizaba soldadura en pasta de alta temperatura (Sn96.5/Ag3.0/Cu0.5, punto de fusión 217–220°C), pero el límite de temperatura superior nominal del paquete BGA era solo 225°C. Esto significa que durante el segmento de temperatura máxima, parte de la masa de moldeo ya se había ablandado y deformado, y la soldadura fue exprimida durante la humectación, formando huecos en la parte superior. Este fenómeno es particularmente típico cuando se utiliza soldadura en pasta de alta temperatura con paquetes BGA delgados. La causa principal no es una temperatura inexacta del horno, sino una grave discrepancia entre el tipo de soldadura en pasta y la tolerancia térmica del dispositivo.

En ese momento, la línea de producción redujo urgentemente el pico de reflujo a 232°C y extendió la zona de remojo a 90 segundos. Aunque el rendimiento de ese turno se recuperó Al 99,2%, la reunión de la mañana siguiente encontró que la tasa de eliminación del MLCC se había disparado del 0,3‰ Al 2,1‰. Debido a que la soldadura en pasta de temperatura media (Sn42/Bi58, punto de fusión 138 °C), si se mezcla en la línea de soldadura en pasta de alta temperatura original, tiene una ventana de actividad estrecha y una rápida caída de la viscosidad, la caída se produjo dentro de los 30 minutos posteriores a la impresión. El diseño de apertura de la plantilla no fue compensado por el sistema de bajo punto de fusión, lo que provocó que la pasta de soldadura formara puentes entre los pines QFP de paso fino. Durante el reflujo, el desequilibrio de la tensión superficial elevó directamente los componentes. Este riesgo de líneas mixtas es casi inevitable cuando los parámetros de calibración de la plantilla, la escobilla de goma y el SPI no se limpian a fondo durante el cambio de línea.

La solución fundamental debe partir del control de los materiales en origen. Instalamos cerraduras de escaneo RFID en el área de dispensación de pasta de soldadura, vinculando cada lata de pasta de soldadura a su modelo, punto de fusión, lista de dispositivos aplicables y número de perfil de horno correspondiente. Los operadores no pueden abrir el gabinete refrigerado de pasta de soldadura sin escanear un perfil coincidente. Al mismo tiempo, se cambió la gestión de la vida útil de la plantilla de"contar por número de usos" a"contar por tipo de soldadura en pasta" Después de utilizar la misma plantilla para la impresión continua de pasta de soldadura a alta temperatura para más de 20.000 placas, se desconecta a la fuerza para realizar una limpieza con ácido. Si la soldadura en pasta de temperatura media se cambia a la mitad, se desecha inmediatamente, porque los residuos Bi contaminarán los límites de grano de las posteriores uniones de soldadura de alta temperatura, lo que aumentará 3,7 veces la tasa de propagación de las microfisuras después del ciclo térmico. Estos datos provienen de nuestra prueba comparativa de envejecimiento acelerado de 12 proveedores el año pasado, no de un cálculo teórico.

Las acciones preventivas deben estar integradas en el ritmo de producción diario. In Además de la inspección SPI de rutina para el primer artículo todos los días, observe la morfología de las partículas de pasta de soldadura bajo un microscopio de 10x. La soldadura en pasta de alta temperatura debe tener un brillo metálico uniforme y bordes afilados; si aparece un reflejo difuso y turbio, indica que el fundente se ha hidrolizado y ha fallado. Para soldadura en pasta de temperatura media, verifique si se han precipitado los bigotes Bi; Si es así, deje de usar todo el lote inmediatamente. Todos los viernes por la tarde, realice una medición del perfil del horno fijo usando una placa de seguimiento, pero se debe usar una placa compuesta con el espesor real de PCB y de cobre; El sustrato de aluminio estándar está prohibido. Debido a que la diferencia de capacidad calorífica entre 0,8 mm de FR4 y 2 oz de espesor de cobre puede provocar una desviación de la temperatura máxima medida de ±4,3 °C, este error es suficiente para poner las uniones de soldadura de SnBi en un estado semifundido y perder resistencia mecánica. Toda soldadura en pasta debe estar marcada con el tiempo de apertura y el registro de temperatura/humedad después de la apertura. La soldadura en pasta de alta temperatura que exceda las 12 horas a 25°C y la soldadura en pasta de temperatura media que exceda las 8 horas se consideran caducadas. Incluso si no presentan una apariencia anormal, está prohibido su uso en productos de grado automotriz. Este fue un elemento NC emitido durante una auditoría realizada por un proveedor alemán de nivel 1 el año pasado; Después de la rectificación, no hemos recibido informes similares de no conformidad.

El mes pasado, la línea de producción cambió a una nueva marca de soldadura en pasta de temperatura media. El proveedor afirmó un aumento del 30 % en la actividad, pero durante dos días consecutivos, la tasa de compensación de la bola de soldadura del chip QFN superó el 5 %. Desmontamos el mezclador y descubrimos que el espacio de la escobilla de goma se había ajustado a 0,15 mm, superando con creces los 0,08-0,10 mm necesarios para esta soldadura en pasta. Una fuerza de corte excesiva rompió la fase Bi en partículas de tamaño nanométrico, que se agregaron de manera anormal en el borde de la unión de soldadura durante el reflujo, formando una capa frágil rica en Bi. El análisis del espectro de energía de rayos X confirmó que el contenido de Bi en el borde de la junta de soldadura desplazada alcanzó el 82,6 %, mientras que el valor normal debería estar por debajo del 65 %. Por lo tanto, todos los parámetros de mezcla de soldadura en pasta ahora están solidificados en el sistema MES y los operadores no pueden modificarlos manualmente. Cada cambio debe ser desbloqueado de forma remota por un ingeniero de procesos y los nuevos parámetros deben cargarse de forma sincrónica. Esta dura restricción es diez veces más efectiva que el entrenamiento.