La fundición de alta pureza de la barra de soldadura exige una exclusión estricta del oxígeno atmosférico durante la fusión, un gas inerte continuo envuelto con nitrógeno o argón en puntos de rocío inferiores a -40 °C y materiales de crisol resistentes a la lixiviación química, como el grafito de alta pureza o la sílice fundida, porque incluso el ingreso de trazas de oxígeno por encima de 50 PPM promueve la formación de SnO₂ que degrada el rendimiento de humectación y aumenta el rendimiento de escoria durante la soldadura por ola.
La materia prima de aleación cruda debe someterse a un examen previo mediante espectroscopía XRF para confirmar la composición del metal base dentro de una tolerancia de ±0,15% en peso, seguido de una limpieza ultrasónica en isopropanol anhidro para eliminar los hidrocarburos de la superficie y los residuos de partículas, ya que los compuestos orgánicos residuales se volatilizan durante el calentamiento y generan microporosidad en el lingote solidificado, a la vez que interfieren con la activación del flujo durante los ciclos de reflujo posteriores.
La fusión se produce en un horno de inducción Al vacío que funciona a 10⁻³Pa o mejor, donde la carga inicial se calienta gradualmente desde la temperatura ambiente hasta 300°C durante 45 minutos para evitar el agrietamiento por choque térmico en fases intermetálicas frágiles, luego se eleva a 580°C a 15°C/min para licuar completamente la matriz Sn–Ag–Cu sin exceder la temperatura máxima eutéctica de 217°C por más de 60°C, ya que el sobrecalentamiento excesivo acelera la erosión del crisol e introduce partículas refractarias en la masa fundida.
Durante el mantenimiento a la temperatura máxima, la agitación electromagnética funciona continuamente a 25 Hz para homogeneizar la distribución del soluto mientras se suprime la segregación dendrítica, y una lanza de grafito giratoria inyecta gránulos de aluminio de alta pureza Al 0,02% en peso para reducir los óxidos disueltos a través de reacciones de desoxidación que forman grupos flotantes de Al₂O₃, que luego se eliminan mecánicamente de la superficie fundida antes de que comience la fundición.
La fundición se realiza bajo un flujo laminar de argón en moldes de cobre enfriados por agua con placas de enfriamiento internas fijadas a 15 °C, lo que garantiza una solidificación direccional de abajo hacia arriba para empujar las impurezas residuales hacia la corona del lingote, donde luego se eliminan mediante un mecanizado final de precisión a una profundidad de 8 mm por 300 mm de longitud, porque las inclusiones no metálicas concentradas cerca de la superficie afectan gravemente la reología de la pasta de soldadura y el comportamiento de liberación de la plantilla en la impresión de paso fino.
Cada barra fundida se somete a un muestreo por lotes para el análisis GDMS para verificar que el contenido total de impurezas metálicas permanezca por debajo de 8 PPM para elementos como Fe, Ni, Zn y Pb, y la calorimetría de barrido diferencial confirma que las temperaturas de sólido y líquido no se desvían más de ±0,8 °C de los valores nominales, ya que los cambios de histéresis térmica más allá de este rango indican segregación de fases no detectada o depresión eutéctica inducida por contaminación.
El embalaje final utiliza bolsas laminadas de aluminio selladas Al vacío de doble capa con bolsitas eliminadoras de oxígeno con clasificación <0>
La validación del proceso requiere la calibración semanal de los termopares con respecto a los estándares ITS-90 usando una celda de galio de punto fijo a 29,7646 °C, registro de la temperatura de fusión en tiempo real a una frecuencia de muestreo de 100 Hz y verificación cruzada de la pureza de la atmósfera del horno mediante analizadores de O₂ paramagnéticos en línea con límites de detección de 1 PPM, ya que la deriva del sensor o el retraso de calibración sin corregir comprometen directamente la repetibilidad de la ventana crítica de 217-220 °C donde hay intermetálicos. La cinética de crecimiento domina la confiabilidad conjunta.
Los operadores deben usar guantes de nitrilo sin pelusa durante todas las etapas de manipulación después de la fundición, evitar el contacto con herramientas de acero inoxidable a menos que estén pasivadas según ASTM A967 y almacenar las barras terminadas en salas con clima controlado a 22 ± 2 °C y 45 ± 5 % de humedad relativa, porque las sales de huellas dactilares y los residuos de cloruro inician la corrosión localizada en las superficies expuestas Sn y aceleran la oxidación intergranular durante el almacenamiento a largo plazo antes de la alimentación de la línea SMT.
