Saat mengatasi masalah korosi pada jalur produksi SMT, naluri pertama kami bukanlah memeriksa profil suhu oven reflow, namun segera melepas PCB dan menggunakan kromatografi ion untuk mengukur kadar residu ion klorida dan bromida di sekitar sambungan solder, karena jenis dan kandungan komponen aktif dalam fluks pasta solder secara langsung menentukan ambang batas inisiasi korosi pasca penyolderan. Misalnya, sistem asam organik lemah yang mengandung asam adipat dan asam sebakat pada dasarnya tidak memiliki risiko korosi pada kondisi suhu puncak 235°C dan waktu penahanan 60 detik. Namun, jika dialihkan ke formulasi aktivasi kuat yang mengandung hidroksilamina hidroklorida atau seng klorida, bahkan jika suhu puncak diturunkan hingga 220°C dan kandungan oksigen dalam atmosfer nitrogen dikontrol di bawah 100 PPM, produk korosi putih yang terlihat jelas akan tetap muncul setelah uji kelembapan tinggi dan suhu tinggi selama 48 jam (85°C/85%RH).
Selama tahap persiapan, perlu untuk memverifikasi lembar parameter teknis fluks pasta solder, dengan fokus pada memastikan apakah titik pelunakan rosin berada dalam kisaran 135±5°C, apakah kandungan non-volatilnya 8,5±0,3wt%, dan apakah kandungan total halogen di bawah 0,05wt% (standar IEC 61189-5). Pada saat yang sama, periksa apakah laju penurunan berat badan 200°C dalam laporan analisis termogravimetri TGA dari kumpulan pasta solder lebih besar dari 12%, karena laju penurunan berat badan yang terlalu tinggi menunjukkan lebih banyak residu pelarut dengan titik didih rendah, yang dengan mudah membentuk saluran mikropori setelah reflow dan mempercepat migrasi elektrolit. In dalam produksi massal, kami menemukan bahwa merek pasta solder tertentu memiliki proporsi tambahan etilen glikol monobutil eter yang sangat tinggi, yang menyebabkan lubang korosi seperti titik jarum di sekitar sambungan solder. Hal ini pada akhirnya ditingkatkan dengan mengurangi rasio area bukaan stensil dari 75% menjadi 68% dan meningkatkan tekanan alat pembersih karet dari 4,2kg menjadi 5,1kg untuk meningkatkan kepadatan pencetakan, yang mengurangi jumlah sisa pelarut sebesar 37%.
Selama pengoperasian, titik embun atmosfer di dalam oven reflow harus dipantau secara real time. Ketika kemurnian nitrogen ≥99,995%, titik embun harus stabil di bawah -40°C; jika tidak, HCl dalam produk dekomposisi fluks akan bergabung dengan sisa uap air membentuk asam klorida yang sangat korosif. Terutama di area seperti bantalan bawah QFN di mana pembuangan panasnya cepat dan laju pendinginan melebihi 3°C/s, aksi kapiler setelah pemadatan sambungan solder akan menarik kondensat kaya klorin ke dalam celah antarmuka. Pada titik ini, jika kebersihan permukaan PCB tidak memenuhi tingkat kontaminasi ionik <0,78μg/cm² setara NaCl (metode IPC TM-650 2.3.25.1), migrasi elektrokimia dapat diamati dalam waktu 48 jam. Kami pernah mereproduksi masalah ini di papan MCU otomotif. Dengan memajukan proses pembersihan menjadi 15 menit setelah reflow, menggunakan bahan pembersih hidrokarbon (nilai KB 68, titik didih awal 162°C), mengendalikan suhu pembersihan menjadi 52±2°C dan tekanan semprotan menjadi 0,28MPa, kami berhasil mengurangi tingkat kegagalan korosi dari 127 per juta unit menjadi 2,3 per juta unit.
Pemecahan masalah kelainan tidak bisa hanya fokus pada patina tembaga hijau di bawah mikroskop; juga perlu untuk secara bersamaan mengukur kemiringan atenuasi resistansi isolasi lapisan dielektrik PCB di dekat sambungan solder. Ketika nilai resistansi turun lebih dari 40% dalam waktu 10 menit di bawah tegangan bias 100V, pada dasarnya dapat ditentukan bahwa asam organik dalam fluks pasta solder telah mengalami reaksi kompleksasi dengan tembaga untuk membentuk garam tembaga yang larut. Pada titik ini, batch pasta solder saat ini harus segera dihentikan, dan laporan pengujian GC-MS harus diambil untuk memeriksa apakah rasio asam azelaic terhadap asam undecylenic tidak seimbang, karena kemampuan pengkelat kedua asam ini berbeda sebesar 3,8 kali lipat, dan rasio yang tidak seimbang akan mempercepat pembubaran tembaga lokal. Selain In, jika korosi ditemukan terkonsentrasi di bagian atas bola solder BGA daripada di akarnya, kemungkinan besar produk oksidasi rosin dalam fluks (seperti asam dehydroabietic) mengkristal dan mengendap selama fase pendinginan, menghalangi saluran pelepas tegangan sambungan solder, menyebabkan retakan mikro dan menjadi titik inisiasi korosi. Pada saat ini, laju zona pendinginan reflow harus diperlambat dari 6°C/s menjadi 3,5°C/s agar rosin dapat tersusun ulang dan mengkristal sepenuhnya.
In dalam hal tip praktis, kami bersikeras bahwa semua pasta solder yang baru diperkenalkan harus menyelesaikan verifikasi tiga tahap. Yang pertama adalah uji laju perubahan viskositas setelah 7 hari penyimpanan di lingkungan 25°C/60%RH, membutuhkan Δη≤8%; jika tidak, hal ini menunjukkan bahwa sistem agen tiksotropik tidak stabil dan terdapat risiko tinggi kemerosotan pasca pencetakan. Yang kedua adalah mensimulasikan proses pra-pemanggangan sebelum penyolderan gelombang (105°C×30 menit) untuk mengamati apakah fluks menguap secara berlebihan terlebih dahulu, sehingga menyebabkan pembasahan yang buruk selama penyolderan. Yang terakhir adalah uji korosi cermin tembaga 72 jam setelah penyolderan (IPC J-STD-004B Lampiran A), tidak memerlukan erosi seperti kabut atau bintik pada permukaan cermin. Hanya ketika ketiga item tersebut dilewati barulah produksi uji coba dalam jumlah kecil diperbolehkan. In satu contoh, kami menemukan bahwa pasta solder tertentu yang diklaim sebagai"halogen nol" memiliki tepi tergores dalam pengujian cermin tembaga. Investigasi mengungkapkan bahwa surfaktannya mengandung jejak pengotor alkana terklorinasi, dan area puncak pada waktu retensi 12,73 menit dalam spektrum GC-FID yang disediakan oleh pemasok melebihi standar sebesar 2,4 kali lipat, yang pada akhirnya mendorong mereka untuk meningkatkan proses pemurnian bahan bakunya.
