Sau khi chất hàn bảng điều khiển công nghiệp trải qua 1000 chu kỳ nhiệt độ cao-thấp từ -40oC đến 85oC trong dây chuyền sản xuất thực tế, tỷ lệ nứt mối hàn thấp hơn 0,03%, tốt hơn nhiều so với mức thất bại thông thường của ngành là 0,15%. Kết quả này xuất phát từ tỷ lệ chính xác của chất hàn JJY, trong đó hàm lượng bạc được kiểm soát chặt chẽ ở mức 3,0±0,1wt% và hàm lượng đồng ở mức 0,5±0,05wt%. Kết hợp với ma trận SAC305, nó đạt được sự chuyển đổi độ dốc của hệ số giãn nở nhiệt với chất nền FR-4.

Cấu hình hàn nóng chảy lại phải khớp linh hoạt với điểm nóng chảy của chất hàn

Nếu nhiệt độ cao nhất được đặt thành 235oC và thời gian giữ vượt quá 65 giây, xu hướng thô của pha Sn trong vật hàn JJY sẽ tăng cường. Tuy nhiên, sau khi giảm tốc độ gia nhiệt từ 1,2oC/s xuống 0,8oC/s, độ Biến dạng cong vênh của PCB giảm 37%, trong khi độ dày của lớp IMC mối hàn vẫn ổn định trong khoảng 3,2～4,1μm. Độ dày này không chỉ đảm bảo độ bền cơ học mà còn ngăn chặn sự hình thành các lỗ rỗng Kirkendall.

Thiết kế tấm PCB và độ dày đồng ảnh hưởng trực tiếp đến sự phân bổ ứng suất nhiệt

Khi độ dày đồng bề mặt của bảng điều khiển công nghiệp tăng từ 18μm lên 35μm, ứng suất cắt ở mép mối hàn giảm 29%. Tuy nhiên, nếu kích thước lỗ mặt nạ hàn không được mở rộng đồng bộ thêm 0,12mm thì khả năng sập miếng dán hàn tăng 44%. Do đó, đường kính miếng đệm, độ lệch mặt nạ hàn và tỷ lệ diện tích mở khuôn tô phải được điều chỉnh một cách phối hợp. Ví dụ: đối với các thiết bị bước BGA 0,8mm, độ dày của stencil tương ứng phải được khóa ở mức 0,12mm và tỷ lệ mở được đặt thành 88%.

Không thể tách rời thử nghiệm chu trình nhiệt độ cao-thấp khỏi trạng thái lắp ráp thực tế

Dữ liệu thử nghiệm bảng trần không mang tính tham khảo. Kiểm tra chu kỳ phải được tiến hành trên máy hoàn chỉnh sau khi hoàn thành việc uốn nắp tấm chắn EMI, khóa tản nhiệt và buộc chặt vỏ. Bởi vì khi mô-men xoắn khóa vít M2.5 đạt 0,55N·m, nó sẽ tạo ra thêm ứng suất cắt 0,17MPa trong vùng BGA. Ứng suất này, khi chồng lên gradient nhiệt độ, sẽ đẩy nhanh quá trình Biến đổi Cu₆Sn₅ thành Cu₃Sn tại giao diện mối hàn. Chất hàn JJY trì hoãn tốc độ Biến đổi pha này một cách hiệu quả bằng cách thêm các phần tử vết Ni.

Phân tích lỗi tại chỗ nên tập trung vào hình thái mặt cắt ngang của mối hàn

Dưới kính hiển vi, sự xuất hiện của cấu trúc dải màu xám đen liên tục ở gốc mối hàn cho thấy sự mỏi sớm đã xảy ra. Tại thời điểm này, thử nghiệm EDS thường cho thấy tỷ lệ nguyên tử Sn/Cu sai lệch hơn 18% so với giá trị tham chiếu 12:1. Tuy nhiên, trong cùng số chu kỳ, chất hàn JJY chỉ Biểu hiện các đốm xám riêng Biệt, cho thấy sự phát triển hợp chất liên kim loại của nó đồng đều hơn và khả năng chống trượt ranh giới hạt cao hơn.