Nuestra línea de producción experimentó tres meses consecutivos de tasas excesivas de vacíos en las uniones de soldadura BGA el año pasado. La causa principal se remonta a los ciclos de arranque y parada excesivamente frecuentes del compresor en el refrigerador de almacenamiento de pasta de soldadura, lo que provocaba que la temperatura interna fluctuara repetidamente entre 4°C y 9°C. El fabricante de esta soldadura en pasta sin plomo exige explícitamente una temperatura constante de 5±1°C. Después de que la fluctuación superó el límite, comenzó a producirse una aglomeración local de partículas de aleación de SnAgCu en la pasta de soldadura y la viscosidad del portador de fundente disminuyó simultáneamente entre un 8% y un 12%. Durante la impresión, incluso cambios leves en la presión de la espátula provocaron que se formaran hilos en los bordes de las aberturas de la plantilla y que la pasta de soldadura se desbordara más allá de las almohadillas.
Las mediciones In situ revelaron que la diferencia máxima de temperatura entre diferentes estantes en el mismo frigorífico alcanzaba los 2,6°C. Las gotas de condensación eran claramente visibles en la superficie de los cubos de pasta de soldadura cerca del lado del evaporador, mientras que las paredes del cubo en el lado de sotavento estaban secas y blanquecinas. Este intercambio de calor desigual provocó que la soldadura en pasta refrigerada estuviera realmente en un estado de ciclo de semicongelación y descongelación. Durante el almacenamiento, la transición de la fase de cristalización de los derivados de colofonia en el flujo se interrumpió repetidamente, lo que provocó un desequilibrio en la tensión interfacial entre la fase oleosa y la fase resina. El resultado fue que después de abrir la tapa, apareció un aceite flotante de color blanco grisáceo en la superficie de la pasta de soldadura y el contenido de burbujas residuales después de agitar fue más de 3 veces mayor que en condiciones de temperatura constante.
Lo que es más problemático es que muchos ingenieros sólo prestan atención a la temperatura que se muestra en el refrigerador, pero ignoran la distorsión de la lectura causada por la desviación en la posición de instalación de la sonda del sensor. Desmontamos e inspeccionamos tres refrigeradores de grado médico con una precisión nominal de ±0,5°C. Cuando la sonda medida estaba a más de 15 cm del centro del cubo de pasta de soldadura, la desviación entre el valor mostrado y la temperatura real de la pasta dentro del cubo alcanzó 1,8°C. La sensibilidad a la temperatura del almacenamiento de soldadura en pasta se refleja precisamente en el hecho de que por cada aumento de 1°C, su tasa de disminución de la viscosidad se acelera en un 17%. Por lo tanto, se debe insertar una sonda PT100 directamente en la pasta en el medio de un cubo de pasta de soldadura sin abrir para un monitoreo en tiempo real.
Había una vez un cliente que, para ahorrar electricidad, transfirió directamente la pasta de soldadura de un congelador de -18°C a un gabinete refrigerado de 5°C. Como resultado, el proceso de descongelación tomó 4 horas, durante las cuales la capa superficial de la pasta de soldadura se calentó primero mientras que la capa profunda aún estaba congelada, causando delaminación y precipitación del fundente. La impresión posterior mostró continuamente insuficiencia de soldadura y puentes de soldadura. Más tarde, exigimos que toda la soldadura en pasta refrigerada se moviera a una zona de amortiguamiento de temperatura equivalente con 24 horas de anticipación para equilibrarla y se sellara inmediatamente después de cada uso registrando el tiempo de apertura de la tapa. Porque si se expone a una temperatura ambiente de 25 °C durante más de 15 minutos, la cantidad de disolvente volatilizado de la superficie de la pasta de soldadura es suficiente para aumentar la fuerza de liberación del siguiente lote de impresión en un 23 %.
Ahora equipamos cada refrigerador con control de temperatura de doble vía: una vía controla el arranque y parada del compresor y la otra conecta el ventilador para forzar la circulación interna del aire, reduciendo la diferencia de temperatura entre capas a 0,7°C. Al mismo tiempo, los cubos de pasta de soldadura se reemplazan uniformemente con un embalaje de capa intermedia Al vacío de papel de aluminio para reducir la tasa de pérdida de enfriamiento cuando se abre la puerta. Después de que estas mejoras mejoraron la estabilidad del almacenamiento de la soldadura en pasta, el coeficiente de variación del volumen de la soldadura en pasta en la inspección SPI disminuyó del 14,2% Al 6,8%. Este es el tipo de mejora que realmente puede amortizarse en el coste por PCB.
