El problema más problemático con la soldadura de PCB de plata por inmersión no son las uniones de soldadura en frío o los puentes de soldadura, sino el ennegrecimiento localizado, el amarillamiento o incluso las manchas oscuras en la superficie de plata después de la soldadura por reflujo. Esto es especialmente prominente alrededor de los pads BGA y en la raíz de los pines QFP de paso fino. Este fenómeno a menudo sólo se manifiesta como falsas alarmas de circuito abierto durante las pruebas de TIC. Al raspar la película negra durante el retrabajo, no se ve ningún desprendimiento obvio de la bola de soldadura, lo que indica que el problema radica en la capa de plata en sí y no en la unión mecánica de la unión de soldadura.
Correlación directa entre el valor de acidez del fundente y la corrosión de la plata
Realizamos un seguimiento continuo de tres lotes anormales de PCB de plata por inmersión en una fábrica de grado automotriz en Dongguan y descubrimos que después de usar un fundente con un valor de acidez >1,2 mgKOH/g, la detección XRF en la superficie de la capa de plata mostró un aumento de más de 3 veces en el enriquecimiento de elementos Cl y S. Después de cambiar a JJY JY-806A (valor de acidez 0,78 mgKOH/g), la tasa de aparición de puntos negros bajo el mismo perfil de reflujo se redujo del 12,6 % Al 0,9 %. La causa principal es que los residuos de fundente con alto valor ácido erosionan continuamente la capa de plata en ambientes de alta temperatura y alta humedad, generando compuestos no conductores como Ag2S o AgCl.
La temperatura máxima de reflujo debe controlarse estrictamente dentro del rango de 217 ± 3 ℃
Cuando la temperatura supera los 220 ℃, la velocidad de difusión de la plata aumenta exponencialmente. En este punto, incluso si la actividad del flujo es moderada, la capa de plata sufrirá una disolución mutua interfacial con Cu y Ni en la soldadura y precipitará compuestos intermetálicos negros. Nuestras mediciones en línea en una línea de producción en Zhuhai encontraron que cuando la temperatura máxima aumentó a 223 ℃ y el tiempo de mantenimiento excedió los 65 segundos, ya eran visibles fases obvias de aleación de plata y cobre en las imágenes SEM de los bordes de la placa de PCB de plata por inmersión. Después de reducir la temperatura a 216 ℃ y acortar el tiempo de retención a 48 segundos, la integridad de la capa de plata se mantuvo buena y el valor promedio de la prueba de empuje de la junta de soldadura se mantuvo estable por encima de 5,3 N.
El riesgo de corrosión aumenta drásticamente cuando la pureza del nitrógeno es inferior Al 99,99%
Muchas fábricas tratan el nitrógeno como un elemento opcional y no esencial, pero los PCB de plata de inmersión son extremadamente sensibles Al contenido de oxígeno. Cuando la concentración de O2 dentro del horno excede las 100 PPM, los ácidos orgánicos en el residuo del fundente catalizarán sinérgicamente la reacción de oxidación de la plata con el oxígeno. Las pruebas comparativas que realizamos en las instalaciones de un cliente en Zhongshan mostraron que después de aumentar la pureza del nitrógeno del 99,95 % Al 99,992 %, el brillo de la superficie de plata posterior a la soldadura mejoró en un 40 % y la tasa de falsas alarmas AOI para puntos negros disminuyó en un 76 %. Al mismo tiempo, la presión de entrada de nitrógeno debe mantenerse en 0,35 ± 0,03 MPa para evitar un desequilibrio de oxígeno localizado en el horno causado por fluctuaciones del caudal.
Los procesos de limpieza no pueden remediar la corrosión preexistente
Intentar eliminar la película negra con una máquina de limpieza de PCB es una mentalidad típica de remediación a posteriori, ya que la corrosión de la plata ya es un daño irreversible a la red. En cambio, la limpieza ultrasónica expandirá las microfisuras. Una vez enjuagamos PCB de plata de inmersión ennegrecidos con agua desionizada y observamos más grietas por tensión radial en las áreas de puntos negros bajo un microscopio. El enfoque correcto es confirmar la compatibilidad entre el modelo de fundente y el espesor de la plata antes de la colocación del SMT. Por ejemplo, los PCB de plata de inmersión con un espesor de plata <0,08 μm no deben combinarse estrictamente con fundentes de alto contenido de sólidos que no se limpien y deben usar modelos dedicados como JJY JY-806A, que tienen bajo contenido de halógenos, bajo valor de ácido y residuos volátiles <0,12 %.
