เมื่อการหมุนเวียนด้วยความร้อนครอบงำโหมดความล้มเหลว โดยเฉพาะอย่างยิ่งในระบบไฟส่องสว่างในรถยนต์ โมดูลเบสแบนด์ 5G หรือตัวแปลงพลังงาน โลหะบัดกรีประสานไม่ได้เป็นเพียงการควบคุมการทำให้เปียกหรือเป็นโมฆะเท่านั้น แต่ยังเป็นตัวกำหนดหลักว่าข้อต่อจะคงอยู่ได้กี่รอบก่อนการเริ่มต้นและการแพร่กระจายของรอยแตกขนาดเล็ก Sn96.5Ag3Cu0.5 (305) มีช่วงการหลอมเหลวแคบ โดยมีศูนย์กลางอยู่ที่ 217°C และสร้าง IMC Cu6Sn5/Cu3Sn ที่เสถียรด้วยอัตราการเติบโตปานกลาง โดยให้ 1,200–1,800 รอบจนถึงความล้มเหลวที่ −40°C ถึง +125°C ในขณะที่ Sn42Bi58 ละลายอย่างรวดเร็วที่ 138°C และสร้างเฟสที่อุดมด้วย Bi ที่เปราะซึ่ง เร่งการเกิดรอยแตกร้าวหลังจากผ่านไปเพียง 300–600 รอบภายใต้สภาวะที่เหมือนกัน
ค่าสัมประสิทธิ์ของการขยายตัวเนื่องจากความร้อนที่ไม่ตรงกันระหว่างส่วนประกอบ, PCB และเมทริกซ์บัดกรีทำให้การสะสมความเครียดรุนแรงขึ้นในแต่ละรอบ และในที่นี้ ความแข็งของโลหะผสมมีความสำคัญ: 0307 (Sn99Ag0.3Cu0.7) มีโมดูลัสยืดหยุ่นสูงกว่า 305 เนื่องจากมีปริมาณ Ag ต่ำกว่าและเฟส CuSn ที่ได้รับการปรับปรุง ส่งผลให้ความเครียดพลาสติกต่อรอบน้อยลง 15–20% ต่อรอบ แต่ยังมีความสามารถดูดซับพลังงานน้อยลง ซึ่งอธิบายว่าทำไมจึงทำแพ็คเกจ QFN บอร์ด FR-4 มีอายุการใช้งานยาวนานกว่าด้วย 305 มากกว่า 0307 แม้ว่าจะมีจุดหลอมเหลวและหน้าต่างการรีโฟลว์ที่เกือบจะเหมือนกันก็ตาม
เนื้อหาที่เป็นโมฆะมีปฏิกิริยาโต้ตอบอย่างวิกฤตกับการเลือกโลหะผสม เนื่องจากเพสต์ที่มีส่วนผสมของไบ เช่น Sn64.7Bi35Ag0.3 จะสร้างก๊าซที่กักขังมากขึ้นในระหว่างการแข็งตัวอย่างรวดเร็ว เพิ่มความเข้มข้นของความเค้นเฉพาะจุดได้มากถึง 2.3 เท่า เมื่อเปรียบเทียบกับข้อต่อแบบ 305 ที่มีพื้นที่โมฆะเท่ากัน และผลกระทบนี้ทำให้เกิดสารประกอบภายใต้ภาวะชั่วคราวทางความร้อนกำลังสูง ซึ่งจุดร้อนที่มีการแปลเฉพาะจุดจะกระตุ้นให้เกิดการเติบโตของ IMC ที่ไม่สม่ำเสมอที่ขอบของโมฆะ
สำหรับไฟหน้า LED เกรดยานยนต์ที่ใช้อุณหภูมิจุดเชื่อมต่อ 120°C อย่างต่อเนื่อง จำเป็นต้องใช้สารเพสต์ที่อุณหภูมิสูงเป็นศูนย์ฮาโลเจน เช่น 8M9P/5RR-0307 ไม่ใช่สำหรับการปฏิบัติตามข้อกำหนดของฮาโลเจนเพียงอย่างเดียว แต่เนื่องจากความผันผวนของ Bi ที่ถูกระงับไว้ ป้องกันการเปราะของการทำงานนานกว่า 10,000 ชั่วโมง ซึ่งแตกต่างจากรุ่น Sn64Bi35Ag1 ที่สูญเสียความต้านทานแรงดึง 8–12% หลังจากนั้น 5,000 ชั่วโมงที่ 105°C เนื่องจากการแยกส่วน Bi
ในทางตรงกันข้าม In หูฟังบลูทูธที่มีแม่พิมพ์ซ้อนกันและพื้นผิวบางต้องการงบประมาณด้านความร้อนต่ำเป็นพิเศษ: In52Sn48 (การหลอมละลายที่ 118°C) ช่วยลดแรงเฉือนที่เกิดจากการบิดเบี้ยวที่เกิดจากการบิดงอในระหว่างการรีโฟลว์ แต่ความแข็งแรงของผลผลิตที่เกือบเป็นศูนย์ที่สูงกว่า 80°C หมายความว่าอุณหภูมิแวดล้อมใดๆ ที่คงไว้ซึ่งสูงกว่า 70°C เสี่ยงต่อการเสียรูปของกระแสเย็น ดังนั้นจึงต้องจับคู่กับวัสดุด้านล่างที่มีความแข็งและหลีกเลี่ยงในโซนที่อยู่ติดกับแบตเตอรี่ซึ่งมีความร้อนในตัวเกิน 65°ซ.
ตัวแปรที่สามารถล้างน้ำได้ เช่น 8MWTH/5RWTH-305 จะรักษาประสิทธิภาพการล้าจากความร้อนที่เทียบได้กับสารที่เทียบเท่ากับสารขัดสนเฉพาะเมื่อมีการควบคุมพารามิเตอร์การล้างอย่างแน่นหนา เวลาพักมากเกินไปในน้ำ DI อุ่นจะทำให้ชั้นฟลักซ์ตกค้างขยายตัว สร้างช่องว่างขนาดเล็กที่ทำหน้าที่เป็นเส้นทางพิเศษสำหรับการแพร่กระจายของรอยแตกร้าวภายใต้การโหลดแบบวน ในขณะที่สารเพสต์ที่ได้รับการจัดอันดับ ORL0 เช่น 8MTZBF/2RTZBF-4258 จะรักษาอายุความล้าที่สม่ำเสมอตลอดระดับความชื้น เนื่องจาก กรดอินทรีย์ที่ปราศจากฮาโลเจนจะไม่ไฮโดรไลซ์เป็นไอออนที่มีฤทธิ์กัดกร่อนในระหว่างการซัก
การใช้งานบัดกรีด้วยเลเซอร์โดยใช้ 5RLJB-4258 ได้รับประโยชน์จากการให้ความร้อนเฉพาะที่อย่างรวดเร็วซึ่งจะระงับความหนาของ IMC จำนวนมาก ซึ่งช่วยยืดอายุวงจรความร้อนได้ 40% เมื่อเทียบกับการรีโฟลว์แบบทั่วไปของโลหะผสมชนิดเดียวกัน แต่เมื่อการคงอยู่ของเลเซอร์อยู่ต่ำกว่า 0.8 วินาทีเท่านั้น การเปิดรับแสงนานขึ้นจะกระตุ้นให้เกิดการแยกเฟสยูเทคติก Sn-Bi ลดความเหนียวของข้อต่อและลดรอบค่ามัธยฐานให้ล้มเหลวลงครึ่งหนึ่ง
สำหรับการติดเหล็กสแตนเลสหรืออะลูมิเนียมโดยตรง 8MW5S/5RW5S-305 ให้อายุการใช้งานความล้าที่เพียงพอ ไม่ใช่ผ่านโลหะผสมที่เหนือกว่า แต่ผ่านเคมีการรบกวนออกไซด์ที่ได้รับการปรับปรุงให้เหมาะสม ซึ่งรับประกันการติดประสานระหว่างพื้นผิวที่สม่ำเสมอ ในขณะที่สารมาตรฐาน 305 ล้มเหลวอย่างหายนะบน Al เนื่องจากชั้น Al₂O₃ ที่ไม่ขาดตอน ทำให้เกิดโซนที่ไม่เปียกซึ่งกลายเป็นต้นกำเนิดของรอยแตกภายใน 200 รอบ
หากผลิตภัณฑ์ของคุณเห็นรอบการระบายความร้อน >500 รอบและทำงานสูงกว่า 85°C ให้เลือก 305 หรือ 0307 ในรูปแบบ ROL0 เช่น 8M9P/5RR; หากอุณหภูมิสูงสุดของบอร์ดต้องอยู่ต่ำกว่า 180°C และการบิดเบี้ยวเป็นปัญหาหลัก Sn42Bi58 ที่มีผง T5 จะใช้งานได้เฉพาะกับการควบคุมความชื้นที่เข้มงวดเท่านั้น และไม่มีการระบายความร้อนภายหลังการบัดกรีที่สูงกว่า 60°C; หากคุณกำลังประมวลผลโมดูล SiP ระดับละเอียดด้วยเลเซอร์ ให้จัดลำดับความสำคัญของ 5RLJ-305 มากกว่า 8MNTTP/5RNTT-305 ที่ใช้ขัดสน เนื่องจากรีโอโลจีที่ได้รับการปรับแต่งมาโดยเฉพาะทำให้สามารถควบคุมการจ่ายที่เข้มงวดมากขึ้น โดยไม่กระทบต่อความเป็นเนื้อเดียวกันของ IMC
