Kiểm soát tốc độ làm mát sau khi nung chảy lại không phải là yếu tố cần cân nhắc thứ yếu mà là yếu tố quyết định hình thành cấu trúc vi mô Cuối cùng, tính toàn vẹn bề mặt và độ tin cậy lâu dài của mọi mối nối Thanh hàn, bởi vì động học hóa rắn chi phối sự phân tách pha, sàng lọc hạt và sự phát triển của hợp chất liên kim loại (IMC) tại giao diện hàn đồng và độ lệch nhỏ tới 1°C/s có thể chuyển các chế độ hư hỏng từ đứt gãy dẻo sang phân tách bề mặt giòn trong chu kỳ nhiệt.
Tốc độ làm nguội cao, thường trên 3°C/s đối với Sn63Pb37 hoặc 2,5°C/s đối với SAC305, ngăn chặn sự khuếch tán nguyên tử trong quá trình hóa rắn, tạo ra mạng lưới đuôi gai giàu Sn mịn hơn, giảm kích thước hạt β-Sn sơ cấp và độ dày lớp liên kim Cu6Sn5 hẹp hơn, thường giữ dưới 1,8 µm sau khi làm mát bằng không khí so với trên 3,2 µm sau khi làm nguội lò, tuy nhiên lợi ích này đi kèm với ứng suất kéo dư tăng do sự co rút khác Biệt giữa chất hàn và chất nền PCB, làm tăng khả năng bắt đầu vết nứt vi mô gần các cạnh của miếng đệm hoặc bên trong chất hàn số lượng lớn, đặc Biệt khi kết hợp với dấu chân linh kiện lớn hoặc vật liệu không khớp CTE cao như FR-4.
Ngược lại, làm lạnh chậm dưới 0,5°C/s cho phép kéo dài thời gian trên nhiệt độ eutectic, thúc đẩy sự phát triển quá mức của Cu6Sn5 và thậm chí cả sự hình thành Cu3Sn ở bề mặt đồng, trong đó độ dày IMC có thể vượt quá 4,5 µm trong vòng vài phút, tạo ra độ giòn và giảm độ bền cắt tới 22% so với các mẫu được làm lạnh tối ưu, đồng thời cho phép tạo mầm trống Kirkendall ở ranh giới Cu/Cu6Sn5 do không cân bằng Cu và Thông lượng Sn, đặc Biệt là trong các ứng dụng dòng điện cao, nơi quá trình di chuyển điện làm tăng tốc độ tích lũy chỗ trống.
Thành phần hợp kim thanh hàn quyết định cửa sổ tối ưu: Hợp kim chứa Pb chịu được tốc độ chậm hơn do nhiệt độ chất rắn thấp hơn và phạm vi nhão rộng hơn, trong khi các Biến thể SAC không chì yêu cầu kiểm soát chặt chẽ hơn vì độ dốc chất lỏng-chất rắn dốc hơn của chúng khuếch đại độ nhạy đối với sự phân tách do làm mát gây ra, ví dụ, phân cụm Ag3Sn cục bộ xảy ra dễ dàng hơn khi làm mát không đồng đều, tạo ra sự phân bố độ cứng không đồng nhất và các đường nứt mỏi sớm trong quá trình thử nghiệm thả rơi ở cấp độ bo mạch.
Hình dạng khớp tiếp tục điều chỉnh khối lượng nhiệt và hiệu suất trích nhiệt, do đó, điện trở 0805 được hàn với cùng một thanh thể hiện hành vi làm mát hiệu quả khác Biệt rõ rệt so với tụ điện 1206 hoặc gói QFN có via nhiệt, nghĩa là cấu hình giảm tốc độ lò phải được hiệu chỉnh cho mỗi dòng sản phẩm thay vì áp dụng trên toàn cầu và việc sử dụng vòi phun khí cưỡng bức trên hệ thống chỉnh lại dòng chọn lọc yêu cầu xác nhận cặp nhiệt điện theo thời gian thực tại các vị trí khớp nối thực tế, không chỉ trên bề mặt bo mạch, để tránh các chỉ số trung bình gây hiểu lầm che giấu tình trạng quá nóng hoặc quá lạnh cục bộ.
Tính nhất quán trong sản xuất bị ảnh hưởng khi quá trình làm mát không được giám sát, bởi vì sự thay đổi theo từng đợt về nhiệt độ môi trường, tốc độ băng tải hoặc lưu lượng thanh lọc nitơ làm thay đổi tốc độ hiệu quả mà không gây ra cảnh báo, dẫn đến sự suy giảm tinh tế nhưng tích lũy trong vòng đời chu trình nhiệt, trong đó các mối nối từ cùng một đường dây cho thấy chu kỳ hỏng hóc trung bình nằm trong khoảng từ 1.200 đến 2.900 chỉ tùy thuộc vào liệu vùng sau phản xạ nhiệt có trung bình là 1,7°C/s hay 0,9°C/s trong ba lần liên tiếp hay không. thay đổi.
Các công cụ định hình nhiệt phải thu được ít nhất hai cặp nhiệt điện trên mỗi khớp quan trọng, một cặp nhiệt điện ở điểm Cuối thành phần, một cặp trên miếng đệm liền kề, để giải quyết độ dốc không gian, vì sự khác Biệt vượt quá 4°C trên một quả bóng BGA có bước 0,4 mm cho thấy quá trình hóa rắn không đồng nhất thúc đẩy sự tăng trưởng IMC không đối xứng và phân bố ứng suất bị lệch, đồng thời dữ liệu đó sẽ được cung cấp trực tiếp vào các điều chỉnh lò vòng kín thay vì chỉ được lưu trữ để xem xét ngoại tuyến sau khi xảy ra sụt giảm năng suất.
Phân tích hoàn trả hiện trường luôn theo dõi thời gian mở sớm và thời gian ngắn không liên tục dẫn đến các khuyết tật liên quan đến làm mát, bao gồm các khoảng trống siêu nhỏ bên dưới các tấm đệm lớn, IMC dạng cột bị nứt sau khi làm lại và các tiền chất ria mép Sn được hình thành trong quá trình bảo quản làm nguội chậm, tất cả đều có thể phòng ngừa được thông qua các quy trình đánh giá theo tỷ lệ cụ thể bao gồm cắt ngang, thử nghiệm cắt và chu kỳ nhiệt tăng tốc ở −40°C đến +125°C với thời gian dừng 15 phút.
