Al solucionar problemas de corrosión en líneas de producción SMT, nuestro primer instinto no es verificar el perfil de temperatura del horno de reflujo, sino retirar inmediatamente la PCB y usar un cromatógrafo iónico para medir los niveles de residuos de iones de cloruro y bromuro alrededor de las uniones de soldadura, ya que los tipos y contenidos de componentes activos en el fundente de pasta de soldadura determinan directamente el umbral de inicio de la corrosión posterior a la soldadura. Por ejemplo, los sistemas de ácidos orgánicos débiles que contienen ácido adípico y ácido sebácico esencialmente no tienen riesgo de corrosión en condiciones de una temperatura máxima de 235 °C y un tiempo de retención de 60 segundos. Sin embargo, si se cambia a una formulación de activación fuerte que contiene clorhidrato de hidroxilamina o cloruro de zinc, incluso si la temperatura máxima se reduce a 220 °C y el contenido de oxígeno en una atmósfera de nitrógeno se controla por debajo de 100 PPM, seguirán apareciendo productos de corrosión blancos obvios después de una prueba de alta humedad y alta temperatura de 48 horas (85 °C/85 % HR).
Durante la fase de preparación, es necesario verificar la hoja de parámetros técnicos del fundente de soldadura en pasta, centrándose en confirmar si el punto de reblandecimiento de la colofonia está dentro del rango de 135 ± 5 °C, si el contenido no volátil es de 8,5 ± 0,3 % en peso y si el contenido total de halógenos está por debajo del 0,05 % en peso (norma IEC 61189-5). Al mismo tiempo, verifique si la tasa de pérdida de peso a 200 °C en el informe del análisis termogravimétrico TGA del lote de soldadura en pasta es superior Al 12 %, ya que una tasa de pérdida de peso excesivamente alta indica más residuos de solvente con punto de ebullición bajo, que forma fácilmente canales microporosos después del reflujo y acelera la migración del electrolito. In En una producción en masa, descubrimos que cierta marca de soldadura en pasta tenía una proporción excesivamente alta de éter monobutílico de etilenglicol agregado, lo que provocaba picaduras de corrosión con punta de aguja alrededor de las uniones de soldadura. En última instancia, esto se mejoró reduciendo la proporción del área de apertura de la plantilla del 75 % Al 68 % y aumentando la presión de la escobilla de goma de 4,2 kg a 5,1 kg para mejorar la densidad de impresión, lo que redujo la cantidad de disolvente residual en un 37 %.
Durante el funcionamiento, se debe controlar en tiempo real el punto de rocío de la atmósfera dentro del horno de reflujo. Cuando la pureza del nitrógeno es ≥99,995%, el punto de rocío debe estar estable por debajo de -40°C; de lo contrario, el HCl de los productos de descomposición del fundente se combinará con la humedad residual para formar ácido clorhídrico altamente corrosivo. Especialmente en áreas como las almohadillas inferiores QFN donde la disipación de calor es rápida y la velocidad de enfriamiento excede los 3 °C/s, la acción capilar después de la solidificación de la junta de soldadura atraerá condensado rico en cloro hacia el espacio de la interfaz. En este punto, si la limpieza de la superficie de la PCB no cumple con el nivel de contaminación iónica de <0,78 μg/cm² equivalente de NaCl (método IPC TM-650 2.3.25.1), se puede observar migración electroquímica dentro de las 48 horas. Una vez reproducimos este problema en una placa MCU de automóvil. Al adelantar el proceso de limpieza dentro de los 15 minutos posteriores Al reflujo, utilizando un agente de limpieza de hidrocarburos (valor KB 68, punto de ebullición inicial 162 °C), controlando la temperatura de limpieza a 52 ± 2 °C y la presión de pulverización a 0,28 MPa, reducimos con éxito la tasa de falla por corrosión de 127 por millón de unidades a 2,3 por millón de unidades.
La resolución de problemas de anomalías no puede centrarse únicamente en la pátina de cobre verde bajo el microscopio; También es necesario medir simultáneamente la pendiente de atenuación de la resistencia de aislamiento de la capa dieléctrica de la PCB cerca de las uniones de soldadura. Cuando el valor de resistencia cae más del 40 % en 10 minutos bajo un voltaje de polarización de 100 V, básicamente se puede determinar que los ácidos orgánicos en el fundente de pasta de soldadura han sufrido una reacción de complejación con cobre para formar sales de cobre solubles. En este punto, el lote actual de pasta de soldadura debe suspenderse inmediatamente y se debe recuperar su informe de prueba GC-MS para verificar si la proporción de ácido azelaico y ácido undecilénico está desequilibrada, ya que la capacidad quelante de estos dos ácidos difiere 3,8 veces, y una proporción desequilibrada acelerará la disolución local del cobre. In Además, si la corrosión se encuentra concentrada en la parte superior de las bolas de soldadura BGA en lugar de en la raíz, lo más probable es que los productos de oxidación de la colofonia en el fundente (como el ácido deshidroabiético) cristalicen y precipiten durante la fase de enfriamiento, bloqueando el canal de alivio de tensión de la unión de soldadura, causando microfisuras y convirtiéndose en puntos de inicio de la corrosión. En este momento, la velocidad de la zona de enfriamiento por reflujo debe reducirse de 6 °C/s a 3,5 °C/s para permitir que la colofonia se reorganice y cristalice por completo.
In En términos de consejos prácticos, insistimos en que todas las soldaduras en pasta recién introducidas deben completar una verificación de tres etapas. La primera es una prueba de tasa de cambio de viscosidad después de 7 días de almacenamiento en un ambiente de 25 °C/60 % HR, que requiere Δη≤8 %; de lo contrario, indica que el sistema del agente tixotrópico es inestable y existe un alto riesgo de caída posterior a la impresión. El segundo es simular el proceso de precocido antes de la soldadura por ola (105 °C × 30 min) para observar si el fundente se volatiliza excesivamente de antemano, lo que provoca una mala humectación durante la soldadura. La última es una prueba de corrosión de espejo de cobre 72 horas después de la soldadura (IPC J-STD-004B Apéndice A), que no requiere erosión en forma de niebla o puntos en la superficie del espejo. Sólo cuando se aprueban los tres elementos se permite la producción de prueba en lotes pequeños. In En un caso, encontramos que cierta pasta de soldadura que se decía que era"sin halógenos" tenía bordes grabados en la prueba del espejo de cobre. La investigación reveló que su tensioactivo contenía trazas de impurezas de alcanos clorados, y el área del pico con un tiempo de retención de 12,73 minutos en el espectro GC-FID proporcionado por el proveedor excedió el estándar en 2,4 veces, lo que finalmente los impulsó a mejorar su proceso de purificación de materia prima.
