Barisan pengeluaran baru-baru ini menerima aduan pelanggan yang kerap mengenai sambungan pateri yang kusam dan pantulan yang tidak sekata. Selepas membuka papan, kami melihat perbezaan kilauan yang ketara antara sambungan pateri bersebelahan pada PCB yang sama—beberapa cerah seperti cermin, yang lain putih kelabu dan matte. Isu ini tidak berpunca daripada suhu prapemanasan atau kelajuan penghantar, sebaliknya daripada ketidakpadanan kimia antara fluks pematerian gelombang dan bar pateri. Fenomena ini amat ketara pada papan pemacu LED dan papan kawalan kelompok instrumen automotif, kerana kedua-dua jenis produk ini mempunyai keperluan pemeriksaan visual AQL=0.65 untuk konsistensi penampilan sambungan pateri.
Kami menarik rekod pertukaran talian dari tiga bulan yang lalu dan mengenal pasti tiga fluks arus perdana: berasaskan rosin RMA-218, NC-920 tanpa bersih dan WS-703 larut air. Ini digabungkan silang dengan bar pateri eutektik 63/37, bar pateri hampir eutektik 60/40 dan bar pateri tanpa plumbum SAC305 untuk ujian. Pada mesin pematerian gelombang Heller 970 yang sama, dengan suhu prapemanasan tetap 125℃, ketinggian gelombang 5.2mm, dan kelajuan penghantar 1.3m/min, 200 papan dijalankan secara berterusan. Bagi setiap kumpulan, 30 sambungan pateri telah diambil sampel dan diukur untuk nilai L* (nilai kecerahan) menggunakan colorimeter Konica Minolta CS-200. Kami mendapati bahawa fluks berasaskan rosin yang dipasangkan dengan bar pateri 63/37 mempunyai nilai purata L* sebanyak 82.6, iaitu 9.3 unit lebih tinggi daripada fluks tidak bersih yang dipasangkan dengan bar pateri yang sama. Sebaliknya In, fluks larut air yang dipasangkan dengan SAC305 mempunyai nilai L* hanya 70.1, dengan sisa kristal putih di permukaan. Ini menunjukkan bahawa komponen resin semula jadi dalam sistem rosin boleh mengurangkan ketegangan permukaan pateri cair dengan berkesan. Digabungkan dengan ciri pemejalan pantas yang dibawa oleh komposisi eutektik, ia membolehkan sambungan pateri membentuk struktur butiran yang lebih padat sebaik sahaja ia meninggalkan gelombang, sekali gus meningkatkan keupayaan pantulan cermin.
Keputusan pengukuran sudut basah mengesahkan lagi kesimpulan ini. Purata sudut pembasahan gabungan berasaskan rosin + 63/37 pada PAD kuprum ialah 28.4°, manakala gabungan tidak bersih + 60/40 mencapai 39.7°, dan gabungan larut air + S AC305 setinggi 46.1°. Sudut yang lebih besar menunjukkan penyebaran pateri yang lebih perlahan, dan pateri yang berlebihan cenderung terkumpul di tepi sambungan pateri, membentuk tonjolan seperti burr. Morfologi mikroskopik ini secara langsung melemahkan prestasi gloss makroskopik. Terutamanya dalam pematerian pin QFP nada halus 0.3mm, pengaktif fluks tidak bersih meruap terlalu cepat, menyebabkan filem oksida bar pateri tidak dilucutkan secukupnya. Pateri tidak dapat membasahi permukaan sisi pin sepenuhnya, mengakibatkan bintik kelabu setempat.
Perbandingan kadar kecacatan merapatkan adalah lebih intuitif. Kadar penyambungan fluks berasaskan rosin yang dipasangkan dengan bar pateri 63/37 ialah 0.17%, meningkat kepada 0.83% untuk fluks tidak bersih yang dipasangkan dengan 60/40, dan mencapai 1.42% untuk fluks larut air yang dipasangkan dengan SAC305. Ini kerana filem pelindung cecair yang dibentuk oleh rosin pada suhu tinggi memperlahankan kadar pengoksidaan bar pateri, membolehkan pateri mengekalkan kecairan untuk tempoh yang lebih lama. Sebaliknya In, garam asid organik dalam fluks tidak bersih terurai dengan cepat melebihi 180 ℃, kehilangan keupayaan pengurangan berterusannya. SAC305 sendiri mempunyai takat lebur yang tinggi (217 ℃) dan kelikatan yang tinggi; gabungan kedua-dua faktor ini memburukkan lagi kecenderungan pateri untuk kekal terperangkap di antara celah pin, akhirnya ditarik secara paksa semasa penyejukan untuk membentuk jambatan litar pintas matte.
In dari segi kesukaran pembersihan, sisa fluks berasaskan rosin memerlukan 15 minit perendaman pelarut hidrokarbon untuk dikeluarkan sepenuhnya. Fluks tidak bersih tidak meninggalkan sisa yang kelihatan selepas 30 saat membilas dengan air tulen pada suhu bilik. Walaupun fluks larut air secara nominal boleh dibasuh air, hasil sampingan zink klorida yang dihasilkan oleh gabungan WS-703 dan SAC305 dengan mudah membentuk kristal higroskopik dalam celah PCB. Ini mesti digosok dengan larutan akueus asid sitrik 5%; jika tidak, arus bocor akan melebihi piawaian selepas 72 jam ujian haba lembap. Ini bermakna jika barisan pengeluaran tidak dilengkapi dengan stesen pembersihan asid khusus, penggunaan paksa gabungan ini sebaliknya akan meningkatkan kos kerja semula.
Kami menyediakan laluan pemilihan yang jelas untuk jenis produk yang berbeza. Papan induk pengguna yang mengutamakan penghantaran penampilan dan mempunyai tingkap kerja semula yang murah hati harus memilih terus fluks berasaskan rosin dengan bar pateri 63/37; kestabilan nilai L* mereka turun naik tidak lebih daripada ±1.2 selepas 8 jam pengeluaran berterusan. Modul ECU gred automotif yang mesti lulus ujian getaran AEC-Q200 harus bertukar kepada fluks tidak bersih yang dipasangkan dengan bar pateri 60/40; walaupun glossiness berkurangan kira-kira 12%, ketebalan lapisan IMC sambungan pateri lebih seragam, dan penyebaran daya ricih dikawal dalam 8.3%. PCB peranti perubatan yang mengandungi sejumlah besar pad BGA halus yang dirawat OSP mesti menggunakan fluks larut air yang dipasangkan dengan SAC305. In kes ini, suhu pematerian gelombang mesti dikurangkan serentak daripada 255℃ kepada 248℃, dan kadar aliran nitrogen meningkat daripada 15L/min kepada 22L/min; jika tidak, pitting padat akan muncul pada permukaan sambungan pateri. Lubang-lubang ini, boleh dilihat di bawah mikroskop metalografi 100× sebagai banyak liang mikro, adalah ciri tipikal pengoksidaan pateri sekunder yang disebabkan oleh liputan nitrogen yang tidak mencukupi.
