Las salpicaduras de fundente del alambre de soldadura no son un fenómeno aislado, sino el resultado combinado de la temperatura de soldadura, la velocidad de alimentación del alambre, la geometría de la punta, el espesor del cobre de la PCB y la adhesión de la máscara de soldadura. Realizamos un seguimiento de 17 estaciones de soldadura manual en una fábrica automotriz en Dongguan durante tres meses consecutivos y descubrimos que el desplazamiento inducido por salpicaduras de resistencias 0402 representó el 63 %, el puente de pines QFN el 28 % y la carbonización por flujo bajo BGA el 9 %. Todas estas fallas se concentraron en estaciones que usaban alambre de soldadura soluble en agua con temperaturas de hierro superiores a 350°C, mientras que las mismas estaciones modelo que usaban alambre de soldadura a base de colofonia durante el mismo período tuvieron una tasa de defectos similar de solo el 4,2%.
El fundente para alambre de soldadura a base de colofonia se compone principalmente de colofonia natural o modificada, con un punto de reblandecimiento entre 70°C y 90°C. Después de fundirse, tiene una alta viscosidad, una dispersión lenta y una volatilización lenta, lo que dificulta que sea arrastrado y expulsado por un flujo de aire de alta velocidad en el momento en que la punta entra en contacto con la junta de soldadura. Incluso a una temperatura máxima de 380°C, puede mantener la integridad de la película líquida. Sin embargo, sus desventajas también son obvias: los residuos deben limpiarse con alcohol isopropílico combinado con limpieza ultrasónica; de lo contrario, después de 72 horas, se formarán cristales blancos a nivel de micras en la superficie del OSP, lo que inducirá aún más una mala humectación de la soldadura durante la soldadura por ola posterior.
El fundente para alambre de soldadura sin limpieza utiliza principalmente un sistema compuesto de ácidos orgánicos y aminas, con una amplia ventana de temperatura de activación (120 °C a 320 °C) y una temperatura de descomposición térmica inicial de aproximadamente 340 °C. Esto significa que bajo la configuración de soldadura manual convencional de 320°C, básicamente no sufre una vaporización violenta y la probabilidad de salpicaduras es baja. El residuo tiene una impedancia de aislamiento estable superior a 1012Ω y puede pasar directamente las pruebas de TIC. Sin embargo, tiene requisitos estrictos para la adhesión de la máscara de soldadura de PCB. Si la resistencia Al pelado de la máscara de soldadura en la placa FR4 es inferior a 6 N/mm, el fundente agrietará fácilmente el borde de la máscara de soldadura durante la etapa de enfriamiento después de penetrar la interfaz, formando microfisuras invisibles a simple vista. Dichos defectos provocan fallas por fugas dentro de las 48 horas durante las pruebas de envejecimiento a alta temperatura y alta humedad.
El fundente para alambre de soldadura soluble en agua utiliza sales de ácidos orgánicos como componente principal, con un residuo iónico de hasta 1200 μg/cm2 (equivalente a NaCl) y su punto de ebullición se concentra en el rango de 180 °C a 220 °C. Una vez que la temperatura de la punta supera los 330 °C o la acción de alimentación del alambre es ligeramente rápida, el fundente sufrirá una vaporización explosiva antes de que el alambre de soldadura se derrita, arrastrando soldadura fundida para formar partículas de salpicaduras con un diámetro de 20 μm a 80 μm. Cuando estas partículas golpean los condensadores 0201 adyacentes, no solo provocan un desplazamiento físico sino que también provocan el crecimiento de dendritas en los electrodos terminales de plata-paladio en un plazo de 7 días en un entorno de 40 °C/93 % HR debido a los residuos de iones de cloruro. Una vez observamos mediante rayos X en una fábrica de suministros de energía en Huizhou que las partículas de salpicaduras incrustadas en los espacios de los electrodos terminales del MLCC formaban caminos conductores, y la tasa de defectos de este lote aumentó repentinamente del 0,03% Al 1,8%.
In En el escenario de retrabajo de dispositivos QFN32, el alambre de soldadura a base de colofonia con una temperatura de hierro de 300 °C y una punta cónica de 0,8 mm logró una tasa de control de salpicaduras del 99,6 %. Bajo los mismos parámetros, el alambre de soldadura sin limpieza aumentó el riesgo de puentes entre pines debido a la dispersión prematura del flujo, mientras que el alambre de soldadura soluble en agua mostró salpicaduras evidentes a partir de la tercera unión de soldadura. La temperatura tuvo que reducirse a 280 °C y se tuvo que usar una punta cónica fina de 0,3 mm, pero en ese momento, el tiempo de humectación de la junta de soldadura se extendió a 4,2 segundos, superando con creces el límite de calentamiento de un solo punto de 3 segundos permitido por el empaque QFN, lo que resultó en una tensión térmica excesiva en la matriz de silicio interna del CI. Al reparar almohadillas MOSFET en el área de cobre grueso (≥3 oz) de placas de alimentación de alta corriente, el alambre de soldadura que no se limpia puede llenar rápidamente los agujeros debido a sus características de baja viscosidad, mientras que el alambre de soldadura a base de colofonia tiende a acumular escoria de fundente en el borde de la almohadilla. Aunque el alambre de soldadura soluble en agua tiene buenas propiedades de relleno, precipita partículas de sal en la raíz de la almohadilla después del enfriamiento, lo que induce el agrietamiento de la junta de soldadura después de un choque térmico de -40 °C.
Por lo tanto, la selección no puede centrarse sólo en el tipo de flujo, sino que debe estar sujeta a restricciones específicas del proceso. Para reelaborar dispositivos de nivel QFN, BGA y 0201, se debe utilizar alambre de soldadura a base de colofonia, con el límite superior de temperatura del hierro establecido en 310 °C y el ritmo de alimentación del alambre controlado dentro de 0,3 cm por segundo. Para componentes de orificio pasante convencionales y reparación de placas de doble cara, se prefiere el alambre de soldadura sin limpieza, siempre que la PCB haya completado la verificación de adhesión de la máscara de soldadura y los puntos de prueba ICT estén a 2 mm de la periferia de la almohadilla. El alambre de soldadura soluble en agua solo se limita a reparar almohadillas LED de alta potencia en sustratos de aluminio o sustratos cerámicos, y debe estar equipado con una estación de enjuague con agua pura y un proceso de secado con nitrógeno; nunca debe utilizarse en ninguna placa FR4 o CEM-3 con trazas de cobre.
