No realizamos pruebas de ciclos térmicos de soldadura en pasta solo para cumplir con los requisitos del informe; Nuestro objetivo es identificar soldaduras en pasta que no muestren problemas después de cientos de horas en la línea de producción, pero que desarrollen juntas de soldadura en frío una vez instaladas en los vehículos. Las condiciones de prueba deben alinearse estrictamente con los escenarios de uso final del cliente. Por ejemplo, la electrónica automotriz comúnmente usa de -40 ℃ a 125 ℃, 1000 ciclos, con velocidades de calentamiento y enfriamiento controladas dentro de 10 ℃/min. Cualquier horno con una desviación de temperatura superior a ±2 ℃ debe apagarse para su calibración; de lo contrario, no importa qué tan buenos parezcan los datos, son Inútiles.
Durante el ciclo térmico, las fallas en las uniones de soldadura a menudo se inician en la capa interfacial IMC. In En particular, después de repetidas expansiones y contracciones térmicas, los sistemas SnAgCu tienden a experimentar una transformación acelerada de Cu6Sn5 a Cu3Sn y un engrosamiento del grano, lo que a su vez desencadena la propagación de microfisuras. Las soldaduras en pasta modificadas con níquel o bismuto exhiben tasas de crecimiento de compuestos intermetálicos más estables. Sin embargo, cuando el contenido de níquel supera el 0,05%, el riesgo de que la plantilla se obstruya durante la impresión aumenta significativamente. Por lo tanto, durante la selección, los datos del ciclo térmico deben evaluarse junto con el diseño de apertura de la plantilla, la presión del raspador y la temperatura máxima de reflujo en la verificación del DOE.
Las mediciones muestran que el rendimiento del ciclo térmico de la misma pasta de soldadura varía mucho según los diferentes acabados de superficie de PCB. El ciclo de falla de la junta de soldadura en las placas OSP es generalmente más de un 30% más corto que en las placas ENIG. Esto se debe a que el espesor desigual de la película de OSP conduce a una humectación local inconsistente durante el reflujo, lo que provoca que las grietas se inicien temprano en los puntos de concentración de tensión térmica. Aunque ENIG es más caro, la capa de níquel puede amortiguar el desajuste de CTE entre el sustrato de cobre y la junta de soldadura. Esta diferencia es particularmente pronunciada en pruebas con un amplio rango de temperatura, desde -55 ℃ a 150 ℃.
Antes de realizar la prueba, se debe confirmar que todas las muestras hayan completado la soldadura de reflujo estándar sin uniones de soldadura frías o insuficientes. La cobertura del muestreo de rayos X no debe ser inferior Al 3% por lote. Los lotes con una tasa de error de AOI superior Al 0,5 % se rechazan directamente, porque el ciclo térmico solo amplifica los defectos iniciales en lugar de enmascararlos. Una vez nos encontramos con un lote de soldadura en pasta donde todas las uniones se agrietaron después de 500 ciclos térmicos. La investigación reveló que la temperatura real en la tercera zona del horno de reflujo era 8 ℃ menor que el valor establecido, lo que provocó que la tasa de vacíos internos de las uniones de soldadura excediera el estándar. Estos problemas no pueden deberse únicamente a los datos del ciclo térmico.
El análisis de la sección transversal después del ciclo térmico no puede depender únicamente de la morfología macroscópica de la junta de soldadura; Se debe utilizar SEM+EDS para medir cuantitativamente el espesor del IMC, la uniformidad de la composición y la dirección de propagación de las grietas. In En particular, las grietas diagonales a 45° a lo largo del borde de la pastilla son a menudo el resultado de tensión térmica combinada y vibración mecánica. Estos fallos rara vez aparecen únicamente en las pruebas de almacenamiento a alta temperatura; sólo el ciclo térmico puede exponerlos. Por lo tanto, cuando los clientes requieren una certificación de grado automotriz, el ciclo térmico siempre ha sido un umbral obligatorio.
Recomendamos incorporar pruebas de ciclo térmico en la segunda etapa del proceso de introducción de soldadura en pasta, comenzando inmediatamente después de completar la verificabilidad básica de imprimibilidad y reflujo. Se deben ejecutar Al menos tres grupos de muestras paralelos simultáneamente cada vez, reteniendo un grupo como respaldo de nueva prueba para evitar interrumpir todo el programa de verificación debido a una única interrupción anormal. Después de todo, la línea de producción no puede permitirse el lujo de esperar, y una sola prueba de ciclo térmico tarda tan solo 7 días o hasta 20 días, por lo que la ventana de tiempo debe controlarse estrictamente.
