Cuando una barra de soldadura se somete a ciclos repetidos de calentamiento y solidificación, su integridad metalúrgica se deteriora progresivamente debido a la segregación de fases irreversible, el engrosamiento acelerado del grano Sn y el atrapamiento persistente de residuos de fundente, especialmente cuando las velocidades de enfriamiento entre ciclos son inconsistentes o la humedad ambiental no está controlada durante la solidificación. El primer ciclo de fusión inicia la descomposición eutéctica, el segundo amplifica el espaciado de los brazos dendríticos hasta en un 18% y, en el tercer ciclo, se producen aumentos mensurables en el espesor intermetálico Cu6Sn5 incluso bajo perfiles de temperatura máxima idénticos, todo lo cual compromete el cumplimiento mecánico durante el ciclo térmico en PCB desplegados.
La historia térmica gobierna directamente la absorción de oxígeno durante cada fusión, y dado que las capas de óxido superficiales no se disuelven completamente Al recalentar, el SnO y el SnO2 residuales se acumulan con cada evento de fusión múltiple, lo que reduce el volumen efectivo de soldadura disponible para humedecer y aumenta el rendimiento de escoria en un promedio de 0,7 % por ciclo más allá de la fusión inicial. Esta acumulación de óxido también altera la dinámica de la tensión superficial, causando un comportamiento de dispersión inconsistente en las almohadillas de cobre con acabado OSP y aumentando el riesgo de defectos de cabeza dentro de la almohada durante el reflujo, particularmente con paquetes QFN de paso fino donde los márgenes de volumen de pasta de soldadura ya son ajustados.
La difusión del límite de grano se intensifica con cada solidificación, lo que promueve la segregación localizada de Bi o Ag si están presentes en variantes de aleaciones como SAC305 o Sn96.5Ag3.0Cu0.5, y esta distribución no uniforme se manifiesta como grupos de microhuecos cerca de las regiones interfaciales después de tres o más fusiones, lo que reduce la resistencia Al corte promedio en 12 a 15 MPa en comparación con el material virgen probado en condiciones idénticas. Condiciones IPC-J-STD-006B. Fundamentalmente, estos cambios no son detectables mediante una inspección visual de rutina o un análisis XRF básico, lo que requiere un corte transversal metalográfico o un mapeo EBSD para su confirmación; sin embargo, la mayoría de las líneas de producción carecen de dicha capacidad y, en cambio, dependen de la observación empírica de la deriva del proceso.
El reprocesamiento de la barra de soldadura sin ajustar las proporciones de adición de fundente conduce a una retención excesiva de haluro, especialmente cuando se utilizan activadores a base de colofonia, y los iones de cloruro acumulados de fundiciones anteriores interactúan sinérgicamente con los componentes de fundente recién introducidos, acelerando el inicio de la corrosión en los bordes de las juntas de soldadura durante el almacenamiento con alta humedad o las pruebas de polarización. Un solo lote sometido a cuatro fusiones consecutivas mostró una corriente de migración electroquímica un 40 % mayor bajo tensión de polarización de 85 °C/85 % de humedad relativa que la línea base, lo que confirma que Multi Times Melting altera fundamentalmente la estabilidad electroquímica independientemente de la composición de la aleación.
La viscosidad del material cambia considerablemente después de la segunda fusión debido a la distribución alterada del tamaño de las partículas en los lingotes refundidos, lo que aumenta la resistencia Al bombeo en los sistemas automatizados de alimentación de barras de soldadura hasta en un 22 % y provoca fallas intermitentes de extrusión a menos que los ajustes de torque del motor de engranajes se recalibren manualmente. Este efecto se agrava cuando la barra de soldadura reciclada se mezcla con material virgen, porque los desajustes de densidad causan estratificación en los depósitos fundidos, lo que resulta en una entrega de aleación inconsistente a las boquillas de soldadura por ola y tasas elevadas de puenteo en conectores de paso de 0,5 mm.
Las condiciones de almacenamiento entre fundidos modulan críticamente la velocidad de degradación y la exposición Al aire ambiente durante más de 90 minutos después de la solidificación antes del siguiente ciclo de calor aumenta el contenido de óxido en 3,2 veces en comparación con el manejo protegido con nitrógeno, mientras que el choque térmico repetido debido Al enfriamiento rápido en baños de agua introduce microfisuras subsuperficiales que se propagan durante el reflujo posterior, lo que debilita aún más la vida a fatiga. No existe un umbral estandarizado en la industria para el recuento máximo permitido de fusión en múltiples tiempos, pero el análisis de fallas internas en doce proveedores de EMS de nivel 1 muestra que la incidencia de fallas en las juntas aumenta considerablemente más allá de tres ciclos completos de fundición y refundición, especialmente en aplicaciones automotrices y aeroespaciales que exigen >10 000 ciclos térmicos.
