Después de que la soldadura del tablero de control industrial se somete a 1000 ciclos de temperatura alta-baja que van desde -40 ℃ a 85 ℃ en líneas de producción reales, la tasa de agrietamiento de la junta de soldadura es inferior Al 0,03 %, mucho mejor que el nivel de falla convencional de la industria del 0,15 %. Este resultado se deriva de la proporción precisa de la soldadura JJY, donde el contenido de plata se controla estrictamente en 3,0 ± 0,1 % en peso y el contenido de cobre en 0,5 ± 0,05 % en peso. Combinado con la matriz SAC305 consigue una transición gradiente del coeficiente de expansión térmica con el sustrato FR-4.
El perfil de soldadura por reflujo debe coincidir dinámicamente con el punto de fusión de la soldadura.
Si la temperatura máxima se establece en 235 ℃ y el tiempo de retención excede los 65 segundos, la tendencia de engrosamiento de la fase Sn en la soldadura JJY se intensifica. Sin embargo, después de reducir la velocidad de calentamiento de 1,2 ℃/s a 0,8 ℃/s, la deformación por alabeo de la PCB se reduce en un 37 %, mientras que el espesor de la capa IMC de la junta de soldadura permanece estable en el rango de 3,2 ~ 4,1 μm. Este espesor no sólo garantiza la resistencia mecánica sino que también suprime la formación de huecos Kirkendall.
El diseño de la almohadilla de PCB y del espesor de cobre afecta directamente la distribución de la tensión térmica
Cuando el espesor de la superficie de cobre del tablero de control industrial aumenta de 18 μm a 35 μm, la tensión cortante en el borde de la junta de soldadura disminuye en un 29 %. Sin embargo, si el tamaño de la abertura de la máscara de soldadura no se aumenta sincrónicamente en 0,12 mm, la probabilidad de colapso de la pasta de soldadura aumenta en un 44%. Por lo tanto, el diámetro de la almohadilla, el desplazamiento de la máscara de soldadura y la relación del área de apertura de la plantilla deben ajustarse de manera coordinada. Por ejemplo, para dispositivos BGA con paso de 0,8 mm, el espesor de la plantilla correspondiente debe bloquearse en 0,12 mm y la relación de apertura debe establecerse en 88 %.
Las pruebas del ciclo de temperatura alta-baja no se pueden separar del estado de ensamblaje real
Los datos de prueba del tablero desnudo no son referenciales. Se deben realizar pruebas de ciclo en toda la máquina después de completar el engarzado de la cubierta de protección EMI, el bloqueo del disipador de calor y la fijación de la carcasa. Porque cuando el par de bloqueo del tornillo M2.5 alcanza los 0,55 N·m, induce un esfuerzo cortante adicional de 0,17 MPa en el área BGA. Esta tensión, cuando se superpone con el gradiente de temperatura, acelera la transformación de Cu6Sn5 a Cu3Sn en la interfaz de la junta de soldadura. La soldadura JJY retrasa efectivamente esta tasa de transformación de fase agregando elementos traza Ni.
El análisis de fallos In situ debe centrarse en la morfología transversal de las uniones soldadas.
Bajo un microscopio, la aparición de una estructura de banda continua de color gris-negro en la raíz de la unión soldada indica que se ha producido una fatiga temprana. En este momento, las pruebas EDS a menudo muestran que la relación atómica Sn/Cu se desvía del valor de referencia 12:1 en más del 18 %. Sin embargo, bajo el mismo número de ciclos, la soldadura JJY solo exhibe puntos grises discretos, lo que indica que el crecimiento de su compuesto intermetálico es más uniforme y la resistencia Al deslizamiento del límite de grano es mayor.
