Khi nhân viên làm lại dây chuyền sản xuất gặp phải vấn đề về mối hàn nguội trên chip QFN16, họ thường rơi vào quan Niệm sai lầm rằng"sử dụng mỏ hàn có công suất cao hơn sẽ giải quyết được vấn đề", đồng thời bỏ qua mối quan hệ ghép động giữa đường kính dây hàn và công suất nhiệt của đầu mỏ hàn. Khi sử dụng cùng mỏ hàn 50W với dây hàn 0,3mm, nhiệt độ mối hàn đo được chỉ đạt 265°C, trong khi chuyển sang dây hàn 0,5mm khiến nhiệt độ mối hàn tăng vọt lên 312°C. Sự tăng nhiệt độ phi tuyến này không xuất phát từ công suất tăng mà là do dây hàn dày hơn liên tục hấp thụ nhiều nhiệt hơn trong quá trình nóng chảy, kéo dài thời gian cân bằng nhiệt của đầu mỏ hàn.

Chúng tôi đã thử nghiệm đồng thời cửa sổ quy trình của hai dây hàn thường dùng là 0,3 mm và 0,5 mm trong ba tình huống làm lại điển hình. Đối với chip QFN16 có bước chốt 0,4mm, yêu cầu mối hàn không có cầu nối và góc làm ướt dưới 30°, dây hàn 0,3mm kết hợp với bộ mỏ hàn 35W ở nhiệt độ 280°C có thể đạt được thời gian hàn một điểm là 2,1 giây, với đủ độ ướt và không bị kéo chất hàn. Độ tương phản In, ngay cả khi nhiệt độ của dây hàn 0,5mm tăng lên 310°C, tốc độ cấp dây quá mức vẫn dẫn đến dư lượng từ thông tăng lên giữa các chân liền kề, nâng xác suất bắc cầu lên 37%. Điều này cho thấy hiệu quả thực tế của nhiệt độ dây hàn không chỉ phụ thuộc vào giá trị cài đặt mà còn phụ thuộc nhiều hơn vào cường độ tác động nhiệt và độ chính xác bao phủ của kim loại nóng chảy trên miếng đệm trong một đơn vị thời gian.

Đối với các linh kiện thụ động cỡ nhỏ như điện trở gói 0402, có diện tích miếng đệm nhỏ hơn 0,15 mm2 và khả năng sinh nhiệt cực thấp, chúng tôi nhận thấy rằng dây hàn 0,3 mm có thể đạt được khả năng làm ướt đáng tin cậy ở nhiệt độ 260°C. Tuy nhiên, ngay cả khi công suất mỏ hàn cho dây hàn 0,5mm giảm xuống 25W, đoạn nóng chảy của nó vẫn sẽ gây ra quá nhiệt cục bộ cho miếng đệm và nâng lá đồng do quán tính nhiệt, điều này đặc Biệt dễ nhận thấy trên PCB có độ dày lớp nền FR-4 là 0,8mm. Điều này là do nhiệt lượng cần thiết để làm nóng chảy dây hàn 0,5mm gấp 2,78 lần so với dây hàn 0,3mm và các miếng đệm nhỏ không thể tản nhiệt dư thừa kịp thời, Cuối cùng dẫn đến các mối hàn bị đen và lớp IMC dày lên bất thường.

In các cấu trúc có khả năng chịu nhiệt cao như làm lại nối đất ba điểm cho vỏ che chắn, tình hình hoàn toàn đảo ngược. Diện tích lá đồng của các mối hàn vỏ che chắn thường vượt quá 3mm2 và được kết nối trực tiếp với mặt đất đồng có diện tích lớn. Ngay cả khi nhiệt độ mỏ hàn cho dây hàn 0,3mm được đặt ở 330°C và công suất tăng lên 45W, vẫn có vấn đề về độ ẩm không hoàn toàn và độ co hình cầu của mối hàn, với nhiệt độ trung tâm mối hàn đo được luôn ở mức dưới 220°C. Sau khi chuyển sang dây hàn 0,5mm, nhiệt độ trung tâm mối hàn nhanh chóng tăng lên 258°C trong cùng thông số thiết bị và diện tích lan truyền ướt mở rộng gấp 2,3 lần. Điều này chứng tỏ rằng các mối hàn có công suất nhiệt cao đòi hỏi mật độ tải nhiệt cao hơn để khắc phục tác dụng che chắn dẫn nhiệt của đồng và giá trị thực sự của nhiệt độ dây hàn nằm ở chỗ liệu nó có thể bơm đủ kim loại nóng chảy và nhiệt vào miếng đệm trong thời gian tiếp xúc hạn chế hay không.

Tóm tắt In, để gia công lại các thiết bị có bước cao như QFN, nên ưu tiên dây hàn 0,3mm kết hợp với mỏ hàn 35W đặt ở 280°C. Sự kết hợp này đạt được sự cân bằng tối ưu giữa tốc độ phản ứng nhiệt, kiểm soát độ ẩm và nguy cơ hư hỏng do nhiệt. Đối với các kết cấu pad lớn như vỏ che chắn, vỏ đầu nối cần chuyển sang dây hàn 0,5 mm, đồng thời tăng công suất mỏ hàn lên 50W với nhiệt độ cài đặt là 320°C; nếu không thì không thể khắc phục được hiệu ứng tản nhiệt. Đối với các linh kiện siêu nhỏ như 0402/0201, việc sử dụng dây hàn 0,5mm bị nghiêm cấm, vì ngay cả việc giảm công suất cũng không thể tránh được vấn đề tác động nhiệt quá mức, do bản thân đường kính dây hàn đã vượt quá ngưỡng công suất nhiệt của miếng đệm.

Chúng tôi đã từng liên tục theo dõi tỷ lệ sản lượng làm lại của 120 lô trên cùng một trạm làm lại và nhận thấy rằng khi dây hàn 0,3mm được sử dụng thống nhất, tỷ lệ lỗi của QFN vẫn ổn định dưới 0,8%. Tuy nhiên, nếu trộn dây hàn 0,5mm vào thì tỷ lệ lỗi tăng lên 4,6%, trong đó 72% là cầu nối và bia mộ. In trong quá trình làm lại vỏ che chắn, nhóm thường xuyên sử dụng dây hàn 0,5mm đã đạt được tỷ lệ hiệu suất vượt qua lần đầu là 99,2%, tỷ lệ này giảm mạnh xuống 83,5% sau khi chuyển sang 0,3mm. Nguyên nhân chính là lực đẩy của mối hàn không đủ dẫn đến thất bại sớm trong các thử nghiệm rung. Những kết quả này không phải đến từ điều kiện phòng thí nghiệm lý tưởng mà tất cả đều đến từ hồ sơ dây chuyền sản xuất thực tế với ca ngày đêm luân phiên và người vận hành luân phiên.