Lini produksi baru-baru ini sering menerima keluhan pelanggan tentang sambungan solder yang tumpul dan pantulan yang tidak rata. Saat membongkar papan, kami mengamati perbedaan kilap yang signifikan antara sambungan solder yang berdekatan pada PCB yang sama—ada yang terang seperti cermin, ada yang putih keabu-abuan dan matte. Masalahnya bukan berasal dari suhu pemanasan awal atau kecepatan konveyor, melainkan dari ketidakcocokan kimia antara fluks penyolderan gelombang dan batang solder. Fenomena ini sangat menonjol pada papan driver LED dan papan kontrol kluster instrumen otomotif, karena kedua jenis produk ini memiliki persyaratan inspeksi visual AQL=0,65 untuk konsistensi tampilan sambungan solder.
Kami mengambil catatan pergantian saluran selama tiga bulan terakhir dan mengidentifikasi tiga fluks utama: RMA-218 berbasis rosin, NC-920 tanpa pembersihan, dan WS-703 yang larut dalam air. Ini digabungkan silang dengan batang solder eutektik 63/37, batang solder hampir eutektik 60/40, dan batang solder bebas timah SAC305 untuk pengujian. Pada mesin solder gelombang Heller 970 yang sama, dengan suhu pemanasan awal tetap 125℃, tinggi gelombang 5,2 mm, dan kecepatan konveyor 1,3m/mnt, 200 papan dijalankan secara terus menerus. Untuk setiap kelompok, diambil sampel 30 sambungan solder dan diukur nilai L* (nilai kecerahan) menggunakan colorimeter Konica Minolta CS-200. Kami menemukan bahwa fluks berbasis rosin yang dipasangkan dengan batang solder 63/37 memiliki nilai L* rata-rata 82,6, yaitu 9,3 unit lebih tinggi daripada fluks tanpa pembersihan yang dipasangkan dengan batang solder yang sama. In sebaliknya, fluks yang larut dalam air yang dipasangkan dengan SAC305 memiliki nilai L* hanya 70,1, dengan residu kristal putih di permukaan. Hal ini menunjukkan bahwa komponen resin alami dalam sistem rosin dapat secara efektif mengurangi tegangan permukaan solder cair. Dikombinasikan dengan karakteristik pemadatan cepat yang dibawa oleh komposisi eutektik, hal ini memungkinkan sambungan solder membentuk struktur butiran yang lebih padat saat meninggalkan gelombang, sehingga meningkatkan kemampuan pantulan cermin.
Hasil pengukuran sudut pembasahan semakin menguatkan kesimpulan tersebut. Sudut pembasahan rata-rata kombinasi berbasis rosin + 63/37 pada PAD tembaga adalah 28,4°, sedangkan kombinasi no-clean + 60/40 mencapai 39,7°, dan kombinasi larut air + S AC305 mencapai 46,1°. Sudut yang lebih besar menunjukkan penyebaran solder yang lebih lambat, dan kelebihan solder cenderung menumpuk di tepi sambungan solder, membentuk tonjolan seperti duri. Morfologi mikroskopis ini secara langsung melemahkan kinerja kilap makroskopis. Khususnya pada penyolderan pin QFP dengan nada halus 0,3 mm, aktivator fluks yang tidak bersih menguap terlalu cepat, sehingga lapisan oksida batang solder tidak cukup terkelupas. Solder tidak dapat sepenuhnya membasahi permukaan samping pin, sehingga menimbulkan bintik abu-abu lokal.
Perbandingan untuk menjembatani tingkat kerusakan bahkan lebih intuitif. Tingkat penghubung fluks berbasis rosin yang dipasangkan dengan batang solder 63/37 adalah 0,17%, meningkat menjadi 0,83% untuk fluks tanpa pembersihan yang dipasangkan dengan 60/40, dan mencapai 1,42% untuk fluks larut dalam air yang dipasangkan dengan SAC305. Hal ini karena lapisan pelindung cair yang dibentuk oleh rosin pada suhu tinggi memperlambat laju oksidasi batang solder, sehingga solder dapat mempertahankan fluiditasnya untuk jangka waktu yang lebih lama. Sebaliknya In, garam asam organik dalam fluks tanpa bersih terurai dengan cepat di atas 180℃, kehilangan kemampuan reduksi terus menerus. SAC305 sendiri memiliki titik leleh yang tinggi (217℃) dan viskositas yang tinggi; kombinasi kedua faktor ini memperburuk kecenderungan solder untuk tetap terjebak di antara celah pin, yang pada akhirnya ditarik secara paksa selama pendinginan untuk membentuk jembatan hubung singkat matte.
In dalam hal kesulitan pembersihan, residu fluks berbahan dasar damar memerlukan perendaman pelarut hidrokarbon selama 15 menit agar dapat dihilangkan seluruhnya. Fluks tanpa pembersihan tidak meninggalkan residu yang terlihat setelah 30 detik dibilas dengan air murni pada suhu kamar. Meskipun fluks yang larut dalam air secara nominal dapat dicuci dengan air, produk sampingan seng klorida yang dihasilkan oleh kombinasi WS-703 dan SAC305 dengan mudah membentuk kristal higroskopis di celah PCB. Ini harus digosok dengan larutan asam sitrat 5%; jika tidak, arus bocor akan melebihi standar setelah 72 jam pengujian panas lembab. Artinya, jika lini produksi tidak dilengkapi dengan stasiun pembersih asam khusus, penggunaan kombinasi ini secara paksa justru akan meningkatkan biaya pengerjaan ulang.
Kami menyediakan jalur pemilihan yang jelas untuk berbagai jenis produk. Motherboard konsumen yang memprioritaskan tampilan tampilan dan memiliki jendela pengerjaan ulang yang banyak sebaiknya langsung memilih fluks berbasis rosin dengan batang solder 63/37; stabilitas nilai L* mereka berfluktuasi tidak lebih dari ±1,2 setelah 8 jam produksi terus menerus. Modul ECU tingkat otomotif yang harus lulus pengujian getaran AEC-Q200 harus beralih ke fluks tanpa pembersihan yang dipasangkan dengan batang solder 60/40; meskipun kilapnya berkurang sekitar 12%, ketebalan lapisan IMC sambungan solder lebih seragam, dan dispersi gaya geser dikontrol dalam 8,3%. PCB perangkat medis yang berisi bantalan BGA nada halus yang diberi perlakuan OSP dalam jumlah besar harus menggunakan fluks yang larut dalam air yang dipasangkan dengan SAC305. In dalam hal ini, suhu penyolderan gelombang harus dikurangi secara bersamaan dari 255℃ menjadi 248℃, dan laju aliran nitrogen ditingkatkan dari 15L/mnt menjadi 22L/mnt; jika tidak, lubang padat akan muncul pada permukaan sambungan solder. Lubang-lubang ini, terlihat di bawah mikroskop metalografi 100× sebagai banyak mikropori, merupakan karakteristik khas oksidasi solder sekunder yang disebabkan oleh cakupan nitrogen yang tidak mencukupi.
