El alambre de soldadura que contiene plata y la pasta de soldadura SAC305 no son inherentemente mutuamente excluyentes en las líneas de producción SMT convencionales, pero su compatibilidad depende en gran medida del grado de coincidencia del sistema de flujo y la sinergia del historial térmico. Una vez nos encontramos con un cliente que usaba alambre de soldadura que contenía un 3,0 % de plata con pasta de soldadura SAC305 a base de colofonia de baja actividad y experimentó una humectación insuficiente y continua en dispositivos QFN con paso de 0,4 mm. La causa principal fue que los residuos de pasta de soldadura cubrían las almohadillas y obstaculizaban la difusión interfacial durante la fusión del alambre de soldadura. El problema desapareció inmediatamente después de cambiar a soldadura en pasta SAC305 con activación moderada de ácido orgánico.

La temperatura máxima de reflujo debe controlarse con precisión dentro del rango de 235 ℃ ± 2 ℃. Si es inferior a 232 ℃, la fusión insuficiente del alambre de soldadura dará como resultado uniones de soldadura frías; si es superior a 237 ℃, acelerará el crecimiento anormal de la capa IMC (Cu6Sn5) entre el sustrato de cobre y las uniones de soldadura. Medimos en una fábrica en Dongguan y descubrimos que cuando la temperatura máxima aumentó a 239 ℃, la fuerza de corte de la junta de soldadura se atenuó en un 18,7 % después de 72 horas de envejecimiento a alta temperatura y alta humedad, mientras que el grupo de 235 ℃ solo disminuyó un 4,2 % en las mismas condiciones.

Los parámetros de impresión y el ritmo de alimentación del alambre de soldadura deben estar acoplados dinámicamente. Por ejemplo, cuando el espesor de impresión de la pasta de soldadura se establece en 130 μm, si el diámetro del alambre de soldadura es de 0,6 mm y la velocidad de alimentación del alambre excede los 1,8 m/min, la acumulación de calor local provocará que la bola de soldadura salpique en el borde de la almohadilla. En este momento, la presión de la escobilla de goma se debe reducir sincrónicamente a 4,5 kg y la zona de remojo de reflujo se debe extender 12 segundos para equilibrar la volatilización del flujo y la velocidad de fusión del metal.

Si el contenido de plata del alambre de soldadura excede demasiado la línea base de plata del 3,0 % del propio SAC305, por ejemplo, usando un alambre de soldadura que contenga un 4,5 % de plata, aunque en teoría mejora la resistencia, en cambio inducirá un agrietamiento frágil de las uniones de soldadura en escenarios reales de reparación de soldadura por ola. Esto se debe a que el exceso de plata promueve la segregación de la fase rica en plata (Ag3Sn) en los límites de los granos. Una vez tuvimos que reelaborar placas base de 12K ECU en lotes por este motivo en una línea de producción de módulos automotrices en Huizhou.

También es necesario reevaluar el proceso de limpieza. Después de que el alambre de soldadura que contiene plata se funde, la concentración de iones halógenos residuales es aproximadamente un 35% mayor que la del alambre de soldadura puro. Si todavía se usa el agente de limpieza original débilmente alcalino a base de agua para soldadura en pasta SAC305, causará una contaminación iónica excesiva en la superficie de la PCB. Es necesario cambiar a una solución de limpieza quelante compuesta con un valor de pH de 9,2 ± 0,3 para cumplir con el estándar IPC-J-STD-001 Clase 3.

Un último recordatorio: toda verificación debe basarse en pruebas cruzadas de soldadura en pasta SAC305 del mismo lote de marca y alambre de soldadura que contiene plata del mismo número de horno. Incluso si diferentes proveedores tienen la misma composición nominal, la temperatura de descomposición térmica de sus portadores orgánicos puede diferir en ±8 ℃, y esta diferencia es suficiente para causar defectos continuos en las uniones de soldadura en frío en líneas de colocación de alta velocidad.