Masalah oksidasi bantalan PCB pada jalur produksi biasanya bermanifestasi sebagai sambungan solder dingin, jembatan solder, batu nisan, dan sambungan solder tumpul. Akar penyebabnya terletak pada pembentukan lapisan oksida Cu?O atau CuO pada permukaan tembaga telanjang; setelah ketebalan melebihi 5 nm, hal ini secara signifikan menghambat penyebaran dan pembasahan paduan timah-timah atau SAC305. Karena aktivator asam organik dalam pasta solder konvensional tidak dapat secara efektif menembus lapisan padat ini pada suhu kamar, pra-perawatan yang ditargetkan pada bantalan teroksidasi harus dilakukan sebelum pencetakan. Jika tidak, tidak peduli seberapa tinggi tingkat aktivitas pasta solder (misalnya, J-STD-004B Kelas L3) atau seberapa tepat suhu puncak reflow (235℃±3℃), akan sulit untuk menyelamatkan kekuatan sambungan solder.
Selama tahap persiapan, perlu dipastikan apakah waktu penyimpanan PCB melebihi batas pemaparan. Untuk substrat FR-4 dengan kelembapan RH 40% dan suhu 25℃, masa solder pada bantalan tembaga telanjang biasanya 72 jam. Jika inventaris melebihi periode ini, penyimpanan terlindung nitrogen atau pengembalian pabrik untuk pengerjaan ulang OSP diperlukan. Untuk perawatan darurat di tempat, siapkan larutan asam klorida encer (rasio volume) dengan konsentrasi 8%±0,5%, sikat nilon 150 mesh, kain bebas serabut, peniup udara pengion, dan oven bersuhu konstan (setel ke 120℃±2℃). Semua perkakas harus dibersihkan dengan IPA dan dikeringkan dengan udara terlebih dahulu untuk menghindari masuknya minyak silikon atau residu halogen, yang dapat menyebabkan korosi dan kebocoran setelah proses reflow.
In dalam hal kontrol parameter inti, waktu pengawetan dibatasi secara ketat hingga 8 hingga 12 detik. Durasi yang terlalu singkat tidak akan menghilangkan lapisan CuO, sedangkan waktu yang terlalu lama menyebabkan pengetsaan berlebihan pada permukaan tembaga dan menyebabkan cacat lubang mikro. Tekanan penyikatan dikontrol dalam kisaran 1,8N hingga 2,2N, sesuai dengan deformasi kompresi kepala sikat sekitar 0,35 mm. Selama pengoperasian, sikat dalam satu arah dengan kecepatan konstan dengan sudut kemiringan 30°; gesekan bolak-balik dilarang keras untuk menghindari goresan pada tepi topeng solder. Setelah pengawetan, segera bilas 3 kali dengan air deionisasi dengan konduktivitas di bawah 2μS/cm, kemudian keringkan selama 15 menit di bawah sirkulasi udara panas 60℃, dan pindahkan ke oven 120℃ selama 30 menit pengawetan panas untuk menghilangkan kelembapan mikroskopis. Mengabaikan langkah ini akan menyebabkan lubang tipe ledakan uap di dalam sambungan solder selama proses reflow.
Selama langkah pencetakan prosedur operasi, sesuaikan ketegangan stensil secara serempak ke 45N/cm2±3N/cm2, dan atur sudut alat pembersih karet ke 58°±2° untuk meningkatkan kekuatan pengelupasan. Saat menggunakan pasta solder seri REL-600, kunci suhu dan kelembapan sekitar pada 22℃±1℃ dan kelembapan relatif 55%±5%, karena turunan asam sebacic dalam pasta solder ini akan terhidrolisis dan rusak sebelum waktunya ketika kelembapan melebihi standar. Setelah dicetak, penempatan komponen harus diselesaikan dalam waktu 30 menit; jika tidak, penguapan fluks akan menyebabkan bantalan teroksidasi menjadi pasif kembali. Tekanan penempatan diatur ke 0,12MPa±0,01MPa untuk memastikan kontak mekanis awal antara kabel komponen dan bantalan, sehingga menyediakan jalur transmisi tegangan yang efektif untuk aliran ulang selanjutnya.
Selama pemecahan masalah anomali, jika sambungan solder menunjukkan penyusutan solder annular dengan tembaga terbuka di tengahnya, hal ini menunjukkan pengawetan yang tidak lengkap. Periksa apakah konsentrasi asam klorida di bawah 7,5% atau waktu menyikat kurang dari 10 detik. Jika bola solder menumpuk di keempat sudut bantalan dan tinggi sambungan solder rendah, hal ini disebabkan oleh suhu pengeringan yang tidak mencapai 120℃ atau waktu penahanan kurang dari 25 menit. Pada titik ini, sisa gugus hidroksil pada permukaan bantalan menghalangi aliran solder. Jika terjadi lonjakan sambungan solder batch dan uji dorong di bawah 50gf, verifikasi apakah kemiringan pemanasan di zona ketiga oven reflow melebihi 2,8℃/s. Parameter yang terlalu tinggi akan menyebabkan fluks terhempas dari antarmuka sebelum lapisan oksida terurai seluruhnya.
Untuk tips praktis, disarankan untuk menggunakan XRF untuk mendeteksi kandungan oksigen pada permukaan tembaga setelah pengawetan bagian pertama dari setiap batch. Pembacaan di atas 0,8wt% dinilai sebagai kegagalan pembersihan. Untuk pengujian harian, susun 10 PCB dengan model yang sama, jepit dalam perlengkapan baja tahan karat, simulasikan penuaan dalam oven 120℃ selama 24 jam, lalu lakukan pemeriksaan pengambilan sampel untuk memperkirakan mundur masa pakai PCB inventaris yang dapat disolder. Selain itu, saat mendesain lubang stensil, tambahkan talang berbentuk terompet 10μm ke area yang mudah teroksidasi (seperti bantalan periferal BGA) untuk meningkatkan laju pelepasan pasta solder dan mengkompensasi hilangnya pembasahan sebagian. Terakhir, pastikan untuk memverifikasi aktivitas larutan pengawet dengan benda uji cermin tembaga sebelum setiap shift. Jika permukaan cermin memperlihatkan lapisan pelangi yang seragam dan bukan kabut putih berbintik-bintik, hal ini menunjukkan bahwa konsentrasi asam klorida masih dalam kisaran efektif.
