การเลือกโลหะผสมของแท่งบัดกรีสำหรับการบัดกรีแบบคลื่นจะต้องมุ่งเน้นไปที่ตัวบ่งชี้ความแข็งหลักสองตัว: ความบริสุทธิ์และความต้านทานต่อการเกิดออกซิเดชันของแถบบัดกรี ความบริสุทธิ์สูง (≥99.95%) สามารถลดการเกิดขี้เถ้าได้มากกว่า 40% ในขณะที่สูตรต้านทานการเกิดออกซิเดชันที่มีธาตุหายากสามารถลดความหนาของฟิล์มออกไซด์บนพื้นผิวของอ่างบัดกรีเหลวได้ 60% ซึ่งช่วยยืดอายุการใช้งานของแท่งบัดกรีได้อย่างมาก และปรับปรุงความสามารถในการเปียกของข้อต่อบัดกรีทะลุรู

การตกต่ำของการวางประสานเป็นปรากฏการณ์การเปลี่ยนรูปหลังการพิมพ์ในการบัดกรี SMT ที่เกิดจากรีโอโลจีของการวางประสานที่ไม่สามารถควบคุมได้ ซึ่งส่งผลโดยตรงต่อความเสี่ยงของการเชื่อมข้อต่อประสานและการบัดกรีเย็น การกำหนด SMT จำเป็นต้องมีการประเมินที่ครอบคลุมโดยการรวมอัตราส่วนรูรับแสงของสเตนซิล อัตราการลดทอนความสูงก่อนการรีโฟลว์ และมุมตกต่ำของขอบใต้กล้องจุลทรรศน์ เกณฑ์การพิจารณาการตกตะกอนโดยทั่วไปคือความสูงที่ลดลงมากกว่า 15% ภายใน 30 นาทีหลังการพิมพ์ การเชื่อมการวางอย่างต่อเนื่องระหว่างแผ่นอิเล็กโทรดที่อยู่ติดกัน และมุมการตกต่ำน้อยกว่า 45 องศา

ปริมาณฮาโลเจนที่มากเกินไปในสารบัดกรีอาจทำให้เกิดการกัดกร่อนของ PCB การปนเปื้อนของไอออนิก และความล้มเหลวของ CAF สายการผลิต SMT ปลอดสารฮาโลเจนจำเป็นต้องมีการควบคุมอย่างเข้มงวดตลอดห่วงโซ่กระบวนการทั้งหมด ตั้งแต่การเลือกสารบัดกรี การตรวจสอบวัสดุที่เข้ามา พารามิเตอร์การพิมพ์ และโปรไฟล์การรีโฟลว์ ไปจนถึงกระบวนการทำความสะอาด โดยให้ความสนใจเป็นพิเศษต่อความสม่ำเสมอของวิธีการทดสอบฮาโลเจน การตรวจสอบสารตกค้างของฟลักซ์ และการตรวจสอบร่วมกับซัพพลายเออร์

ความน่าเชื่อถือของข้อต่อบัดกรี SMT ขึ้นอยู่กับการออกแบบองค์ประกอบของโลหะผสมประสานเป็นอย่างมาก ความเข้าใจผิดที่พบบ่อย เช่น การเลือกวัสดุทดแทนที่มีสารตะกั่วสูงแบบสุ่มสี่สุ่มห้า หรือการละเลยอัตราส่วนของธาตุเงินและทองแดง อาจนำไปสู่การบัดกรีด้วยความเย็น การเติบโตของวิสเกอร์ และการแตกร้าวเมื่อยล้าจากความร้อน บทความนี้กล่าวถึงข้อผิดพลาดในการปฏิบัติงานจริงห้าประการในสายการผลิตโดยตรง ตั้งแต่การแยกองค์ประกอบโลหะผสมและหน้าต่างการจัดเรียงที่ไม่ตรงกัน ไปจนถึงความเสี่ยงของการผสมเป็นชุด โดยจะแจกแจงสาเหตุที่แท้จริงของอันตรายทีละรายการ และให้มาตรการแก้ไขกระบวนการที่ดำเนินการได้ทันที

In การบัดกรีแบบแมนนวล เส้นผ่านศูนย์กลางของลวดบัดกรีส่งผลโดยตรงต่อคุณภาพของรอยประสานและต้นทุนวัสดุ เส้นผ่านศูนย์กลางใหญ่เกินไปทำให้เกิดการบริดจ์ ข้อต่อบัดกรีเย็น และฟลักซ์เสียได้ง่าย ในขณะที่เส้นผ่านศูนย์กลางเล็กเกินไปทำให้เกิดการชุบดีบุกไม่เพียงพอและมีอัตราการทำงานซ้ำที่สูงขึ้น เมื่อพิจารณาถึงขนาดแผ่นส่วนประกอบ ระยะพิทช์ของพิน และความเชี่ยวชาญของผู้ปฏิบัติงาน แนะนำให้ใช้ 0.3 มม. สำหรับตัวต้านทานและตัวเก็บประจุชิป 0402/0603, 0.5 มม. ครอบคลุมแพ็คเกจความหนาแน่นปานกลางและต่ำ เช่น SOP-8/SSOP-16 และ 0.8 มม. เหมาะสำหรับอุปกรณ์ไฟฟ้าและส่วนประกอบที่มีรูทะลุ กลยุทธ์การคัดเลือกนี้ได้รับการตรวจสอบในการทดสอบสายการผลิตเพื่อลดต้นทุนของวัสดุสิ้นเปลืองบัดกรีต่อข้อต่อลง 17% และลดชั่วโมงการทำงานซ้ำลง 23%

ขนาดอนุภาคของผงดีบุกส่งผลโดยตรงต่อประสิทธิภาพการปลดปล่อยของการพิมพ์แบบวางประสาน ความแน่นของรอยประสาน และความเสี่ยงในการเชื่อม ผงละเอียดมากเกินไปมีแนวโน้มที่จะเกิดออกซิเดชันและการอุดตันของหน้าจอ ในขณะที่ผงหยาบมากเกินไปจะทำให้การพิมพ์ข้ามและการบัดกรีแบบเย็น สายการผลิตจริง In กระบวนการพิมพ์แบบวางประสานจำเป็นต้องได้รับการปรับปรุงร่วมกันโดยการรวมขนาดรูรับแสงลายฉลุ พารามิเตอร์ไม้กวาดหุ้มยาง และโปรไฟล์การจัดเรียงใหม่

การบัดกรี SMT ของแผงควบคุมอุตสาหกรรมมีความไวสูงต่อข้อกำหนดทางเทคนิคของสารบัดกรี เนื่องจากโดยทั่วไปแล้วแผงควบคุมอุตสาหกรรมจะมีฟอยล์ทองแดงในพื้นที่ขนาดใหญ่ บอร์ดที่มีความหนาหลายชั้น พื้นผิวที่มี TG สูงและส่วนประกอบที่มีระยะพิทช์ละเอียด เช่น BGA/CSP ข้อบกพร่องต่างๆ เช่น การตกต่ำของการพิมพ์ ช่องว่างการรีโฟลว์ และการเปียกที่ไม่ดีจึงเกิดขึ้นบ่อยครั้ง ความหนืด ปริมาณโลหะ การกระจายขนาดอนุภาค กิจกรรมของฟลักซ์ และฉนวนสารตกค้างในข้อกำหนดทางเทคนิคของสารบัดกรีจะเป็นตัวกำหนดผลผลิตที่ผ่านครั้งแรกและความน่าเชื่อถือในระยะยาวโดยตรง

การต้านอนุมูลอิสระของแท่งบัดกรีคือหลักประกันหลักสำหรับการทำงานที่มั่นคงของการบัดกรีแบบคลื่น การทำให้ฟิล์มออกไซด์หนาขึ้นจะเร่งความไม่สมดุลของแรงตึงผิวของโลหะบัดกรีหลอมเหลว ซึ่งนำไปสู่การเพิ่มขึ้นของขี้โลหะบัดกรีแบบคลื่นโดยตรง ด้วยการควบคุมอุณหภูมิของโลหะบัดกรีหลอมเหลว เพิ่มสารต้านอนุมูลอิสระ เพิ่มประสิทธิภาพการครอบคลุมของไนโตรเจนของหม้อบัดกรี และปรับความถี่ในการกำจัดขี้โลหะเป็นประจำ ขี้โลหะจากการบัดกรีแบบคลื่นสามารถลดลงได้มากกว่า 40%

การเลือกสารบัดกรีแบบไม่ต้องทำความสะอาดและสารบัดกรีแบบล้างน้ำได้ในสายการผลิต SMT จะกำหนดผลผลิต ต้นทุน และจังหวะการส่งมอบโดยตรง สารบัดกรีแบบไม่ต้องทำความสะอาด มีข้อดี เช่น ปริมาณไอออนตกค้าง<0.5μg/cm2 ซึ่งช่วยขจัดกระบวนการทำความสะอาดเพื่อประหยัดกำลังการผลิต 2.3 ชั่วโมงต่อกะ และไม่จำเป็นต้องลงทุนอุปกรณ์ทำความสะอาดแบบน้ำหลังจากการรีโฟลว์ เหมาะสำหรับสายการผลิตที่มีความหนาแน่นสูงที่ตอบสนองอย่างรวดเร็ว ในขณะที่น้ำยาบัดกรีแบบล้างน้ำได้จำเป็นต้องรองรับเครื่องทำความสะอาดแบบสเปรย์และระบบน้ำ DI กิจกรรมที่ใช้ขัดสนนั้นแข็งแกร่งกว่า โดยปรับปรุงแรงเปียกบนบอร์ด OSP และแผ่นออกซิไดซ์มากกว่า 40% ทำให้เหมาะสำหรับสถานการณ์ที่มีความน่าเชื่อถือสูง เช่น อุตสาหกรรมการทหารและอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ในยานยนต์

ปัญหาช่องว่างของ BGA ได้สร้างปัญหาให้กับผลผลิตของบรรจุภัณฑ์ที่มีความน่าเชื่อถือสูงมาเป็นเวลานาน เริ่มต้นจากคุณสมบัติที่แท้จริงของวัสดุวางประสาน บทความนี้แสดงให้เห็นว่าพารามิเตอร์สำคัญ เช่น เส้นทางการระเหยของฟลักซ์ ความหนาของฟิล์มออกไซด์บนผงโลหะ และความหนืดหลอมเหลวของโลหะผสมทำให้เกิดช่องว่างได้อย่างไร โดยมุ่งเน้นไปที่การวิเคราะห์ค่าที่วัดได้ของสารบัดกรีที่มีสารตกค้างต่ำและเปียกสูง โดยมีการกระจายขนาดอนุภาคที่แคบ เพื่อลดอัตราการเป็นโมฆะได้มากกว่า 35%

สารบัดกรีที่อุณหภูมิสูงและสารบัดกรีที่อุณหภูมิปานกลางมีการตอบสนองต่อความเครียดจากความร้อน ความเข้ากันได้ของส่วนประกอบ และความยากในการทำงานซ้ำในสายการผลิต SMT ที่แตกต่างกันอย่างชัดเจน เนื่องจากความแตกต่างของจุดหลอมเหลว สารบัดกรีอุณหภูมิสูงเหมาะสำหรับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ยานยนต์และโมดูลกำลังสูงที่มีความน่าเชื่อถือสูง ในขณะที่สารบัดกรีอุณหภูมิปานกลางส่วนใหญ่จะใช้ในเมนบอร์ดของผู้บริโภคที่มีส่วนประกอบที่ไวต่อความร้อน เช่น BGA และ MLCC การเลือกที่ไม่ถูกต้องจะทำให้เกิดความล้มเหลวของแบทช์โดยตรง เช่น รอยต่อประสาน การทำให้เป็นหลุมศพ หรือการแยกชั้นของ PCB

ปริมาณฟลักซ์ของลวดบัดกรีส่งผลโดยตรงต่อประสิทธิภาพการเปียกของข้อต่อบัดกรี: ปริมาณฟลักซ์ที่สูงเกินไปทำให้เกิดคราบดำและการกัดกร่อนของ PCB ได้ง่าย ในขณะที่ปริมาณฟลักซ์ต่ำมากเกินไปทำให้เปียกได้ไม่ดีและข้อต่อบัดกรีเย็นบ่อยครั้ง จากกรณีความล้มเหลวจริงจากสายการผลิต SMT บทความนี้จะวิเคราะห์กลไกความล้มเหลวในการเปียกที่เกิดจากปริมาณฟลักซ์ที่ผิดปกติ และให้ทั้งมาตรการแก้ไขฉุกเฉินและวิธีแก้ปัญหาที่ต้นตอในระยะยาว

มีความแตกต่างอย่างมีนัยสำคัญระหว่างการบัดกรีด้วยไนโตรเจน SMT และการบัดกรีด้วยอากาศ ในแง่ของความสามารถในการเปียกของสารบัดกรี อัตราโมฆะ ผิวสำเร็จของรอยบัดกรี และประสิทธิภาพการตกค้างของฟลักซ์ในสายการผลิตจริง การบัดกรีด้วยไนโตรเจนสามารถลดอัตราการเป็นโมฆะของข้อต่อบัดกรี BGA จาก 15%~25% ในการบัดกรีด้วยอากาศเป็น 3%~8% โดยมีข้อได้เปรียบที่โดดเด่นเป็นพิเศษบนพื้นผิวทองแดง OSP, QFN ระดับละเอียด และบอร์ดทางการทหารที่มีความน่าเชื่อถือสูง แต่ต้องชั่งน้ำหนักต้นทุนการใช้ไนโตรเจนและความเข้ากันได้ของอุปกรณ์

สารบัดกรี Sn63Pb37 ยังคงความเสถียรของกระบวนการที่ไม่สามารถถูกแทนที่ได้ในสายการผลิต SMT แบบทะลุรู คุณสมบัติยูเทคติกทำให้มีจุดหลอมเหลวต่ำ หน้าต่างการไหลซ้ำที่แคบ และความสามารถในการเปียกน้ำได้ดีเยี่ยม อย่างไรก็ตาม ถูกจำกัดด้วยแรงกดดันในการปฏิบัติตามข้อกำหนด RoHS และความเสี่ยงในสายผสมที่ไร้สารตะกั่ว การใช้งานจริงจะต้องจัดการกับความล้มเหลวในความถี่สูงโดยตรง เช่น การแตกร้าวของข้อต่อบัดกรี ข้อต่อบัดกรีเย็น เปียกไม่เพียงพอ และการอุดตันของสเตนซิล ซึ่งจะเห็นได้ชัดเจนโดยเฉพาะในการบัดกรีส่วนประกอบ 0201 และสถานการณ์การทำงานซ้ำบอร์ดสองด้าน

แผงวงจรพลังงานใหม่มีข้อกำหนดที่สูงมากสำหรับความน่าเชื่อถือในการบัดกรี แม้แต่การเบี่ยงเบนเล็กน้อยในการเลือกสารบัดกรีและลวดบัดกรีก็อาจทำให้เกิดข้อบกพร่องแบบแบตช์ได้ เช่น ข้อต่อบัดกรีเย็น การเชื่อมต่อ และอัตราการเป็นโมฆะมากเกินไป เมื่อรวมกับกรณีความล้มเหลวของสายการผลิตจริง บทความนี้จะจัดการปัญหาหลักโดยตรง เช่น การจับคู่กิจกรรมการบัดกรีที่ไม่เพียงพอ ปริมาณเงินในลวดบัดกรีที่ไม่ตรงกัน และการขาดการทำงานร่วมกันระหว่างโปรไฟล์การรีโฟลว์และจุดหลอมเหลวของบัดกรี และให้กระบวนการตรวจสอบวัสดุที่ดำเนินการได้ทันทีและวิธีการล็อคพารามิเตอร์

อายุการเก็บรักษาของสารประสานและการควบคุมวัสดุ SMT กำลังเผชิญกับแนวโน้มสำคัญสามประการ: การได้รับความนิยมในการจัดเก็บที่อุณหภูมิต่ำ การตรวจสอบย้อนกลับของแบทช์ที่แข็งแกร่งขึ้น และไทม์ไลน์การใช้งานคอนเทนเนอร์แบบเปิดที่ถูกบีบอัด ปัจจัยผลักดัน ได้แก่ กระบวนการไร้สารตะกั่วที่ลึกซึ้งยิ่งขึ้น การเติบโตของคำสั่งซื้อเกรดยานยนต์ และการตรวจสอบลูกค้าที่เข้มงวดยิ่งขึ้น ผลกระทบทางอุตสาหกรรมสะท้อนให้เห็นจากความผันผวนที่เพิ่มขึ้นของอัตราเศษซาก ความถี่ในการเปลี่ยนสายการผลิตที่สูงขึ้น และรายการตรวจสอบ IQC ที่เพิ่มขึ้น ผู้ปฏิบัติงานจำเป็นต้องรวมสารบัดกรีจากคลังสินค้าไปจนถึงการนำอุณหภูมิกลับคืนมาในโหนดควบคุม MES ตลอดกระบวนการทั้งหมด และทำงานย้อนกลับจากขั้นตอนการผลิตจริงเพื่อกำหนดกรอบเวลาการใช้งานคอนเทนเนอร์แบบเปิด

สาเหตุของการก่อตัวของขี้โลหะบัดกรีแบบคลื่นเกี่ยวข้องกับความบริสุทธิ์ของแท่งโลหะบัดกรี การควบคุมฟิล์มออกไซด์ และความไม่สมดุลของการทำงานร่วมกันของพารามิเตอร์กระบวนการ ด้วยการเปรียบเทียบปริมาณการสร้างขี้เถ้าของแท่งบัดกรีที่มีความบริสุทธิ์สูงและแท่งบัดกรีทั่วไปภายใต้ความเร็วของโซ่ ความสูงของคลื่น และการป้องกันไนโตรเจนที่แตกต่างกัน รวมกับต้นทุนการเปลี่ยนสายการผลิตจริงและความถี่ในการบำรุงรักษาของสายการผลิต ทำให้เส้นทางการปรับให้เหมาะสมแบบสองทางของกระบวนการแท่งบัดกรีได้รับการชี้แจง ให้พื้นฐานการเลือกที่เป็นไปได้สำหรับการผลิตจำนวนมากของ PCB ที่มีความน่าเชื่อถือสูง

มาตรฐานอัตราโมฆะของ QFN กำลังเข้มงวดขึ้นจากขีดจำกัด 25% ใน IPC-A-610 Revision G เป็นข้อกำหนดระดับยานยนต์ 5% ความสามารถในการลดช่องว่างของสารบัดกรีได้กลายเป็นเส้นแบ่งสำหรับผลผลิตจำนวนมาก สารตะกั่วบัดกรีที่มีสารตกค้างต่ำ มีไทโซโทรปีสูง และการระเหยแบบไล่ระดับกำลังเข้ามาแทนที่สูตรดั้งเดิมอย่างรวดเร็ว เมื่อผสมผสานกับบรรยากาศไนโตรเจนและโปรไฟล์การรีโฟลว์ที่ได้รับการปรับปรุงแล้ว จึงสามารถลดอัตราการเป็นโมฆะอย่างเป็นระบบได้

โลหะบัดกรีที่มีสารตกค้างต่ำเป็นวัสดุสำคัญสำหรับกระบวนการ SMT ที่ไม่ทำความสะอาด สามารถควบคุมไอออนิกที่ตกค้างต่ำกว่า 10.06μg/cm2 เทียบเท่ากับ NaCl หลังจากการบัดกรีแบบรีโฟลว์ หลีกเลี่ยงการรั่วไหล การกัดกร่อน และความล้มเหลวของ CAF ที่เกิดจากขัดสนหรือกรดอินทรีย์ที่ตกค้าง เหมาะอย่างยิ่งสำหรับการประกอบยานยนต์เกรดละเอียดระดับยานยนต์และอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ทางการแพทย์ที่มีความหนาแน่นสูงโดยไม่ต้องเติมน้อยเกินไป

In สถานการณ์การบัดกรีการทำงานซ้ำด้วยตนเองของ SMT ทางเลือกระหว่างลวดบัดกรีขัดสน-คอร์และลวดบัดกรีโซลิดคอร์จะต้องเชื่อมโยงอย่างใกล้ชิดกับคุณภาพของข้อต่อบัดกรี ประสิทธิภาพการปฏิบัติงาน และความเสี่ยงในการทำงานซ้ำ ลวดบัดกรีขัดสนคอร์เหมาะสำหรับการบัดกรีชิ้นงานขนาดเล็ก ความหนาแน่นสูง และความจุความร้อนต่ำ ในขณะที่ลวดบัดกรีโซลิดคอร์เหมาะสำหรับแผ่นอิเล็กโทรดขนาดใหญ่ ส่วนประกอบที่มีความจุความร้อนสูง และ PCBA ทางการทหารหรือทางการแพทย์ที่ไวต่อสารตกค้าง ทั้งสองมีความแตกต่างที่สำคัญในแง่ของกิจกรรมของฟลักซ์ การตอบสนองต่อความร้อน ความสามารถในการทำความสะอาด และต้นทุน