Kem hàn không chứa halogen đã trở thành lựa chọn chủ đạo trong các thiết bị điện tử tiêu dùng cao cấp, điện tử ô tô và thiết bị y tế. Nó được định vị để thay thế dòng chứa halogen truyền thống nhằm đáp ứng các yêu cầu bắt buộc của IEC 61249-2-21 và IPC-J-STD-004B đối với hàm lượng halogen <900ppm. Tuy nhiên, các vấn đề như dư lượng sau hàn quá mức, chuyển hóa nhựa thông không hoàn toàn và muối axit hữu cơ không tan trong nước trực tiếp làm giảm hiệu quả làm sạch. Một khách hàng đã từng chứng kiến tỷ lệ dương tính giả mạch hở CNTT tăng vọt lên 3,7% do dư lượng trong quá trình sản xuất hàng loạt gói QFN bước 0,3mm, với chi phí làm lại tăng 11,2 nhân dân tệ mỗi bảng.
Chất làm sạch gốc nước mà chúng tôi khuyên dùng sử dụng công nghệ đóng gói định hướng phân tử lưỡng tính. Ưu điểm cốt lõi của nó nằm ở chỗ nó có thể tăng tốc độ hòa tan dư lượng dẫn xuất axit adipic và axit sebacic điển hình trong kem hàn không chứa halogen lên 2,3 lần ở nhiệt độ làm sạch 55oC. Kết hợp với áp suất phun 0,8MPa và thời gian ngâm 120 giây, nó có thể kiểm soát ổn định dư lượng ion halogen trên bề mặt PCBA trong phạm vi tương đương 0,28μg/cm2 NaCl, tốt hơn nhiều so với giới hạn trên 1,56μg/cm2 mà IPC-A-610G Loại 3 cho phép. Dữ liệu này đến từ báo cáo thử nghiệm của bên thứ ba của SGS trên cùng một mẫu PCBA sau ba đợt làm sạch liên tiếp.
Một ưu điểm quan trọng khác là tỷ lệ tuân thủ tính liên tục của màng nước sau khi làm sạch cao tới 99,4%, nghĩa là không có cầu nối giọt nước hoặc điểm khô cục bộ nào hình thành giữa các mối hàn BGA bước nhỏ 0,15mm, tránh nguy cơ oxy hóa thứ cấp hoặc đoản mạch vi mô. Điều này được hưởng lợi từ tỷ lệ hiệp lực của chất hoạt động bề mặt không ion và chất ức chế ăn mòn trong chất tẩy rửa, có nồng độ mixen tới hạn được kiểm soát chính xác trong khoảng 0,17wt%～0,21wt%, đảm bảo cả khả năng khử nhiễm và ngăn bọt tràn vào bể làm sạch do nhũ hóa quá mức. Sau khi một nhà máy EMS giới thiệu giải pháp này, thời gian trung bình giữa các lần hỏng hóc của thiết bị làm sạch đã được kéo dài từ 42 giờ lên 79 giờ.
Các tình huống áp dụng bao gồm các dạng lắp ráp mật độ cao điển hình như các bộ phận 01005, QFP bước 0,3mm và PCBA gắn hỗn hợp hai mặt, đặc Biệt thích hợp cho các quy trình hàn nóng chảy lại bằng chất hàn SAC305 với chất hàn không chứa halogen có hàm lượng chất rắn thấp (≤4,2%). Đối với bo mạch PCB được xử lý bề mặt OSP, mật độ dòng ăn mòn của bề mặt đồng sau khi làm sạch thấp hơn 0,12μA/cm2, đáp ứng yêu cầu giới hạn ăn mòn nghiêm ngặt của IPC-CH-65B đối với chất tẩy rửa. Đối với bảng mạ ENIG, sự thay đổi độ dày lớp niken sau khi làm sạch là <0,8nm, không quan sát thấy sự đổi màu bất thường hoặc lỗ kim trên lớp vàng. Nó vẫn vượt qua bài kiểm tra điện trở cách điện 100V DC sau 1000 giờ lão hóa ở 85oC/85%RH.
Khi lựa chọn, cần kiểm tra báo cáo tương thích giữa chất tẩy rửa và chất hàn không chứa halogen được sử dụng, tập trung vào việc xác nhận xem nó có chứa các thành phần trung hòa amin hay không. Bởi vì một số loại kem hàn có chứa hệ thống urethane dễ bị liên kết ngang và đóng rắn trong môi trường kiềm, điều này càng làm trầm trọng thêm tính cứng đầu của cặn. Chúng tôi đã kiểm tra rằng sau khi một nhãn hiệu chất tẩy rửa nhất định có giá trị pH là 10,3 được kết hợp với một loại kem hàn không chứa halogen nhất định của Nhật Bản, độ bền bong tróc do ứng suất nhiệt của cặn sau hàn đã tăng 41%. Do đó, cần phải lấy dữ liệu xác minh việc làm sạch bảng hàn thực tế do nhà cung cấp cung cấp thay vì chỉ nhìn vào MSDS. Đồng thời, cần chú ý đến độ chính xác kiểm soát nhiệt độ của thiết bị làm sạch. Nếu dao động ±3oC vượt quá giá trị đã đặt, khoảng thời gian làm sạch tối ưu ở 55oC sẽ bị thu hẹp đáng kể, dẫn đến khả năng kết tủa muối axit hữu cơ tăng lên. Một khách hàng từng gặp phải hiện tượng sương trắng xuất hiện trở lại sau khi vệ sinh do vấn đề này và khi kiểm tra lại thì thấy rằng nhiệt độ thực tế của bể dao động trong khoảng 51oC đến 58oC.
Cài đặt chu trình làm sạch không thể chỉ dựa vào 60 giây danh định của nhà sản xuất mà phải được hiệu chỉnh linh hoạt kết hợp với tốc độ dây chuyền thực tế và cách bố trí vòi phun của dây chuyền sản xuất. Ví dụ, trong điều kiện tốc độ đường truyền 1,2m/phút và khoảng cách vòi phun là 180mm, thời gian phun hiệu quả chỉ là 38 giây. Tại thời điểm này, nhiệt độ làm sạch cần được tăng lên 58oC hoặc thời gian ngâm trước kéo dài lên 150 giây để đảm bảo hòa tan đủ cặn bẩn. Nếu không, muối axit hữu cơ trong cặn sẽ kết tinh lại dưới nhiệt độ trong phần sấy khô, tạo thành một lớp màng bán trong suốt khó loại bỏ. Hiện tượng này cho thấy các đặc điểm chênh lệch nhiệt độ rõ ràng dưới thiết bị chụp ảnh nhiệt hồng ngoại và không thể được xác định bằng AOI thông thường và chỉ có thể được phát hiện bằng cách kiểm tra lấy mẫu sắc ký ion.
