การเลือกลวดบัดกรีหรือริบบิ้นบัดกรีสำหรับการเชื่อมด้วยตนเองนั้นเป็นปัญหาการจับคู่กระบวนการเป็นหลัก ลวดบัดกรีเหมาะสำหรับการเชื่อมข้อต่อบัดกรีขนาดใหญ่และส่วนประกอบที่มีความร้อนสูง ในขณะที่ริบบิ้นบัดกรีที่มีแกนฟลักซ์ที่บางกว่าและเอาต์พุตบัดกรีที่ควบคุมได้มากขึ้น ได้รับการดัดแปลงสำหรับส่วนประกอบที่ยึดบนพื้นผิวขนาดเล็ก เช่น 0402 และ 0603 การเลือกเส้นผ่านศูนย์กลางของลวดจะต้องถูกกำหนดอย่างครอบคลุมโดยพิจารณาถึงกำลังของหัวแร้ง ขนาดของแผ่นบัดกรี และระดับความเชี่ยวชาญของผู้ปฏิบัติงาน

การแยกชั้นของโลหะบัดกรีเป็นปรากฏการณ์การแยกเฟสระหว่างผงโลหะบัดกรีและฟลักซ์ที่เกิดจากความแตกต่างของความหนาแน่นหรือการเก็บรักษาที่ไม่เหมาะสม โดยปรากฏเป็นสารมันใสที่ชั้นบนและการสะสมของอนุภาคที่ชั้นล่าง In สถานะนี้ ความแม่นยำในการพิมพ์ของสารบัดกรีจะลดลง และความเสี่ยงที่จะเกิดการตกตะกอนเพิ่มขึ้น ดังนั้นจึงต้องหยุดการผลิตและคนอีกครั้งหรือทิ้งเป็นชิ้นๆ

การที่ข้อต่อบัดกรีลวดบัดกรีดำคล้ำไม่ใช่ปัญหาคุณภาพของลวดบัดกรีธรรมดาๆ หรือเกิดจากการเคลื่อนตัวของอุณหภูมิเพียงอย่างเดียว แต่เป็นผลจากปัจจัยหลายอย่างที่เชื่อมโยงกัน เช่น ออกซิเดชันของฟลักซ์ตกค้าง การจับคู่อุณหภูมิและเวลาที่บัดกรีไม่เหมาะสม การลดทอนของส่วนประกอบที่ใช้งานอยู่ในลวดบัดกรี และการเสื่อมสภาพของความสามารถในการบัดกรีของแผ่น PCB โดยเฉพาะอย่างยิ่งภายใต้สภาวะที่มีโหลดสูง เช่น การบัดกรีด้วยคลื่นหรือการบัดกรีด้วยตนเอง การทำให้ข้อต่อบัดกรีมืดลงมักจะเผยให้เห็นปัญหาการเชื่อมต่อกระบวนการที่มีปริมาณฮาโลเจนสูงเกินไปในลวดบัดกรีและปฏิกิริยาออกซิเดชันของโซ่

ข้อต่อบัดกรีเย็นที่เกิดจากลวดบัดกรีเป็นสาเหตุของความล้มเหลวในสายการผลิต SMT ที่มีความถี่สูง ไม่ใช่ข้อบกพร่องของวัสดุธรรมดาหรือความล้มเหลวในการควบคุมกระบวนการเพียงตัวเดียว แต่เป็นผลจากความไม่ตรงกันควบคู่กันระหว่างตัวแปรหลายตัว รวมถึงกิจกรรมของลวดบัดกรี ความทนทานต่อเส้นผ่านศูนย์กลางของเส้นลวด ความคลาดเคลื่อนของฟลักซ์ตกค้าง อุณหภูมิของหัวแร้ง จังหวะการป้อนลวด และเวลาในการทำให้รอยบัดกรีเปียก อาการทั่วไป ได้แก่ พื้นผิวรอยต่อโลหะบัดกรีหมองคล้ำไม่มีความมันวาวของโลหะ ผลการทดสอบแรงกดต่ำกว่า 50gf และอัตราโมฆะภายในเกิน 15% ที่มองเห็นได้ภายใต้การตรวจด้วยรังสีเอกซ์

การเลือกแท่งบัดกรีแบบคลื่นจะต้องสอดคล้องกับประสิทธิภาพของสายการผลิตจริงอย่างใกล้ชิด แท่งบัดกรี Sn99.3Cu0.7 มีต้นทุนต่ำพร้อมความต้านทานการเกิดออกซิเดชันที่ยอมรับได้ แต่มีแรงทำให้เปียกต่ำ โลหะผสมที่ประกอบด้วยเงินช่วยเพิ่มความลื่นไหลและความแข็งแรงของรอยประสาน แต่เพิ่มต้นทุนอย่างมาก ความแตกต่างระหว่างทั้งสองมีความโดดเด่นเป็นพิเศษในการทำงานต่อเนื่องที่อุณหภูมิสูง การบัดกรีทะลุรูระดับละเอียด และความเข้ากันได้แบบไร้สารตะกั่ว วิศวกรจะต้องกำหนดขอบเขตที่เกี่ยวข้องของการบัดกรี SnCu โดยพิจารณาจากความหนาของบอร์ด ความหนาแน่นของส่วนประกอบ และอัตราการทำงานซ้ำ

ความสามารถในการเปียกได้ไม่ดีของสารบัดกรีไร้สารตะกั่วจำเป็นต้องมีการตรวจสอบทั้งเส้นทางของวัสดุและกระบวนการไปพร้อมๆ กัน กิจกรรมของฟลักซ์ ปริมาณโลหะ และการกระจายตัวของอนุภาคในสารบัดกรีส่งผลโดยตรงต่อความสามารถในการเปียกและการแพร่กระจาย ในขณะที่ตัวแปรกระบวนการ เช่น พารามิเตอร์การพิมพ์ โปรไฟล์การเรียงกลับ และสภาพพื้นผิว PCB ไม่สามารถละเลยได้ สายการผลิตจริง In ประมาณ 68% ของข้อบกพร่องในการทำให้เปียกมีสาเหตุร่วมกันจากการออกแบบช่องรับแสงลายฉลุที่ไม่เหมาะสมและอุณหภูมิสูงสุดของการรีโฟลว์ต่ำ

ความทรงกลมที่ไม่ดีของผงโลหะบัดกรีในเนื้อโลหะบัดกรีจะลดอัตราการขึ้นรูปการพิมพ์ลงอย่างมาก นำไปสู่ข้อบกพร่องความถี่สูง เช่น การพิมพ์ขาดหายไป การเชื่อมประสาน และการวางแนวที่ไม่ตรง ซึ่งเห็นได้ชัดเจนเป็นพิเศษใน 0201 และอุปกรณ์บรรจุภัณฑ์ขนาดเล็ก ผงบัดกรีที่ไม่ใช่ทรงกลมมีความลื่นไหลต่ำ มีความต้านทานต่อการหมุนสูง และเพิ่มแรงเสียดทานกับผนังรูรับแสงลายฉลุ ส่งผลโดยตรงต่ออัตราการปล่อยสารบัดกรีและความสม่ำเสมอในการถอดแบบถอดออก

ปริมาณของสารบัดกรีไม่มากเท่าไรก็ยิ่งดีเท่านั้น การใช้งานมากเกินไปจะนำไปสู่เม็ดบีดบัดกรี การเชื่อมต่อ และการปนเปื้อนที่ตกค้าง สายการผลิตจริง In การบัดกรีเปียกที่ไม่ดีมักเกิดจากการพิมพ์ที่มีความหนาในการพิมพ์แบบบัดกรีมากเกินไป หรือการออกแบบช่องลายฉลุที่ไม่ตรงกัน แทนที่จะเพียงเพิ่มจำนวน การควบคุมอัตราส่วนปริมาตรของสารบัดกรีและการจับคู่กิจกรรมที่แม่นยำเป็นหัวใจหลักในการรับประกันความน่าเชื่อถือของการเปียกของสารบัดกรี

ค่ากรดของสารบัดกรีส่งผลโดยตรงต่อความสามารถในการเปียกของโลหะบัดกรีและความเสี่ยงต่อการกัดกร่อนที่ตกค้าง สารบัดกรีที่เป็นกรดเหมาะสำหรับโลหะที่บัดกรียาก แต่ต้องมีการควบคุมกระบวนการทำความสะอาดอย่างเข้มงวด ในขณะที่สารบัดกรีที่เป็นกลางส่วนใหญ่จะใช้สำหรับ PCB ที่มีความน่าเชื่อถือสูงและสถานการณ์ที่ไม่ต้องทำความสะอาด การเลือกจะต้องพิจารณาอย่างครอบคลุมโดยพิจารณาจากระดับออกซิเดชันของซับสเตรต วัสดุของหมุดส่วนประกอบ หน้าต่างอุณหภูมิการไหลย้อนกลับ และความสามารถในการทำความสะอาดของสายการผลิต

การทำงานที่อุณหภูมิสูงเป็นเวลานานของแท่งโลหะบัดกรีในเตาบัดกรีแบบคลื่นสามารถทำให้เกิดการแยกชิ้นส่วนโลหะผสมในระดับไมโครได้ โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อแท่งบัดกรีที่มีตะกั่วดีบุกหรือไร้สารตะกั่วสัมผัสกับอุณหภูมิสูงกว่า 260°C อย่างต่อเนื่องโดยมีการกวนที่พื้นผิวอ่างไม่เพียงพอ องค์ประกอบต่างๆ เช่น ตะกั่ว เงิน และทองแดงอาจเพิ่มขึ้นในพื้นที่เนื่องจากความแตกต่างในความหนาแน่นและอัตราออกซิเดชัน อย่างไรก็ตาม ภายในวงจรการเปลี่ยนสารบัดกรีมาตรฐาน 8 ชั่วโมง ความแปรผันขององค์ประกอบยังคงต่ำกว่าเกณฑ์ความคลาดเคลื่อนที่อนุญาตโดย IPC-J-STD-006 มาก สิ่งที่ส่งผลกระทบอย่างแท้จริงต่อความเสถียรของการบัดกรีมักเป็นการสะสมของขี้โลหะและฟลักซ์คาร์บอนไนซ์

เมื่อเปลี่ยนยี่ห้อสารบัดกรีในระหว่างการผลิต SMT ต้องใช้กระบวนการตรวจสอบ SMT ที่เข้มงวด ครอบคลุมการทดสอบหลายมิติ เช่น ความสามารถในการพิมพ์ ความสามารถในการติดตั้ง ประสิทธิภาพการเรียงกลับ และความน่าเชื่อถือของรอยประสาน จุดมุ่งเน้นอยู่ที่การตรวจสอบการเปลี่ยนแปลงในความหนืดของสารบัดกรี การลดอายุของลายฉลุ และอุบัติการณ์ของลูกประสานและการเชื่อม เพื่อหลีกเลี่ยงข้อต่อบัดกรีเย็นแบบแบทช์หรือข้อบกพร่องของการหลุมศพที่เกิดจากการสลับแบทช์

สารบัดกรี SMT ต้องเก็บไว้ในตู้เย็นเพื่อยับยั้งการเกิดออกซิเดชันของผงโลหะและปฏิกิริยาทางเคมีของฟลักซ์ ป้องกันความหนืดที่เพิ่มขึ้น การตกต่ำที่รุนแรงขึ้น และลดความแม่นยำในการพิมพ์ ขั้นตอนการอุ่นเครื่องต้องปฏิบัติตามกระบวนการยืนที่อุณหภูมิห้องเป็นเวลา 4 ชั่วโมงตามด้วยการกวนเป็นเวลา 2 ชั่วโมงอย่างเคร่งครัด เพื่อหลีกเลี่ยงการกระเด็นและข้อต่อบัดกรีเย็นที่เกิดจากการปนเปื้อนของน้ำที่ควบแน่น นี่เป็นขั้นตอนสำคัญที่วิศวกรสายการผลิตต้องไม่ข้ามก่อนเริ่มทำงานในแต่ละวัน

การตกต่ำของสารบัดกรีเป็นข้อบกพร่องทั่วไปหลังจากการพิมพ์ SMT โดยที่ขอบของสารบัดกรีแผ่ออกไปด้านนอกและความสูงลดลง ส่งผลให้เกิดการเชื่อมประสานของการเชื่อมประสานหรือการเชื่อมประสานแบบเย็น สาเหตุครอบคลุมปัจจัยหลายประการ เช่น คุณสมบัติรีโอโลยีของสารบัดกรี การออกแบบลายฉลุ อุณหภูมิและความชื้นโดยรอบ และพารามิเตอร์ของไม้กวาดหุ้มยาง เพื่อป้องกันไม่ให้สารบัดกรีตกตะกอน จำเป็นต้องเริ่มต้นด้วยการเลือกสารบัดกรี กระชับหน้าต่างกระบวนการพิมพ์ เพิ่มประสิทธิภาพช่องลายฉลุ และการควบคุมอุณหภูมิและความชื้นในเวิร์คช็อปแบบเรียลไทม์

ความแตกต่างด้านต้นทุนระหว่างสารบัดกรีไร้ฮาโลเจนกับสารบัดกรีทั่วไปนั้นมีความเข้มข้นในสามด้าน: วัตถุดิบ การรับรอง และการปรับกระบวนการ สารบัดกรีไร้ฮาโลเจนจะกำจัดธาตุฮาโลเจน เช่น โบรมีนและคลอรีน ซึ่งนำไปสู่การสร้างระบบขัดสนขึ้นใหม่ และเพิ่มความซับซ้อนของสูตรฟลักซ์มากกว่า 30% เมื่อรวมกับต้นทุนการรับรอง เช่น REACH และ IEC 61249-2-21 ราคาซื้อต่อกิโลกรัมโดยทั่วไปจะสูงกว่าราคาบัดกรีทั่วไปถึง 28% ถึง 45% อย่างไรก็ตาม ความถี่ในการทำความสะอาดที่ลดลง การใช้ไนโตรเจนที่ลดลง และอัตราการทำงานซ้ำที่ลดลงระหว่างการเปลี่ยนสายการผลิต สามารถชดเชยค่าพรีเมียมนี้ได้บางส่วน

การออกแบบช่องเปิดรูรับแสงของลายฉลุประสานส่งผลโดยตรงต่อประสิทธิภาพการปล่อยของการพิมพ์ลายฉลุและคุณภาพการขึ้นรูปของสารประสาน ช่องรับแสงที่เล็กเกินไปทำให้เกิดปริมาณการบัดกรีที่ไม่เพียงพอและการฉีกขาดของขอบ ในขณะที่ช่องรับแสงที่ใหญ่เกินไปทำให้เกิดการเชื่อมและการตกต่ำได้ง่าย นอกจากนี้ รูปร่างรูรับแสง ความหยาบของผนัง และการออกแบบเรียวจะเปลี่ยนพื้นที่สัมผัสและความเค้นในการแยกระหว่างสารบัดกรีและสเตนซิล ปัจจัยเหล่านี้มักถูกมองข้ามในสายการผลิตจริง แต่ปัจจัยเหล่านี้จะกำหนดผลผลิตที่ผ่านครั้งแรกและผลผลิต SPI โดยตรง

ความต้านทานต่อการเกิดออกซิเดชันของแท่งโลหะบัดกรีและปริมาณขี้ดีบุกที่เกิดขึ้นนั้นขึ้นอยู่กับองค์ประกอบของโลหะผสมเป็นอย่างมาก แท่งบัดกรียูเทคติก Sn99.0Ag0.3Cu0.7 ที่ประกอบด้วยเงิน 0.3% และทองแดง 0.7% มีการปรับปรุงความหนาแน่นของฟิล์มออกไซด์ขึ้น 40% ในระหว่างการบัดกรีด้วยคลื่นที่ 250°C โดยมีอัตราขี้โลหะดีบุกที่วัดได้ต่ำกว่าดีบุกบริสุทธิ์ 65% แม้ว่าการเติมนิกเกิลหรือเจอร์เมเนียมในปริมาณเล็กน้อยจะทำให้โครงสร้างของเกรนละเอียดขึ้น แต่ก็มีแนวโน้มที่จะทำให้เกิดการกระเด็น การตรวจสอบยืนยันสายการผลิตแสดงให้เห็นว่าความเสถียรโดยรวมนั้นด้อยกว่าสูตรผสมแบบไตรภาคแบบคลาสสิก

สารบัดกรีสามารถลดการเกิดออกซิเดชันได้อย่างมาก ปรับปรุงความสามารถในการเปียก และลดอัตราโมฆะในสภาพแวดล้อมการบัดกรีแบบรีโฟลว์ไนโตรเจน โดยมีการปรับปรุงที่โดดเด่นเป็นพิเศษในผลผลิตการบัดกรีสำหรับแผ่นทองแดง OSP, QFN ระดับละเอียด และส่วนประกอบ 0201 ความบริสุทธิ์ของไนโตรเจนต้องได้รับการควบคุมอย่างเสถียรให้สูงกว่า 99.99% เพื่อให้เกิดประโยชน์ในทางปฏิบัติ

การกระเด็นอย่างรุนแรงระหว่างการเชื่อมลวดบัดกรีส่วนใหญ่เกิดจากการระเหยของฟลักซ์อย่างรุนแรง อุณหภูมิของหัวแร้งที่สูงเกินไป หรือการดูดซับความชื้นของลวดบัดกรี เมื่อรวมกับการตรวจวัดในสายการผลิตจริง พบว่าเมื่อความชื้นโดยรอบเกิน 65%RH และลวดบัดกรีถูกเก็บไว้เปิดผนึกนานกว่า 72 ชั่วโมง ความน่าจะเป็นของการกระเด็นของการเชื่อมจะเพิ่มขึ้น 3 เท่า การลดอุณหภูมิหัวแร้งลงจาก 380°C เหลือ 320°C และใช้ร่วมกับแผ่นอุ่นสามารถลดการกระเด็นของลวดบัดกรีได้เกือบ 80%

เมื่อซ่อมแซมแผงวงจรด้วยตนเอง การเลือกเส้นผ่านศูนย์กลางของลวดบัดกรีจะส่งผลโดยตรงต่อการก่อตัวของรอยต่อประสานและผลตอบแทนจากการทำงานซ้ำ ลวดบัดกรี 0.3 มม. เหมาะสำหรับการบัดกรีแบบสัมผัสชั้นละเอียดและการเดินสายจัมเปอร์ของส่วนประกอบ SMD ขนาดเล็ก เช่น 0402 และ 0603 ในขณะที่ลวดบัดกรี 0.5 มม. เหมาะสำหรับการบัดกรีพิน QFP แผ่นกราวด์ไฟฟ้า และฟอยล์ทองแดงในพื้นที่ขนาดใหญ่อย่างรวดเร็ว การทดสอบสายการผลิตเป็นเวลา 20 ปีโดย JJY แสดงให้เห็นว่ามีความแตกต่างอย่างมีนัยสำคัญในด้านความสม่ำเสมอของการหลอมเหลวและความสามารถในการแพร่กระจายแบบเปียกระหว่างทั้งสองภายใต้เงื่อนไขอุณหภูมิหัวแร้งที่ 320°C และเวลาคงตัวที่ 2 วินาที

ฟลักซ์ขัดสนภายในลวดบัดกรีมีบทบาทสำคัญในระหว่างกระบวนการบัดกรี เช่น การขจัดฟิล์มออกไซด์ ลดแรงตึงผิว และการปรับปรุงความสามารถในการเปียกน้ำ ปริมาณและการกระจายของมันส่งผลโดยตรงต่อความเรียบของข้อต่อบัดกรี ความเร็วเปียกของดีบุก และอัตราข้อต่อบัดกรีเย็น ทำให้เป็นตัวบ่งชี้หลักของประสิทธิภาพการบัดกรีที่แท้จริงของสายบัดกรี