Dây chuyền sản xuất của chúng tôi đã trải qua ba tháng liên tiếp có tỷ lệ khoảng trống mối hàn BGA quá mức vào năm ngoái. Nguyên nhân cốt lõi bắt nguồn từ chu kỳ khởi động-dừng quá thường xuyên của máy nén trong tủ lạnh bảo quản kem hàn, khiến nhiệt độ bên trong dao động liên tục trong khoảng từ 4°C đến 9°C. Nhà sản xuất loại kem hàn không chì này yêu cầu nhiệt độ không đổi ở mức 5±1°C. Sau khi dao động vượt quá giới hạn, sự kết tụ cục bộ của các hạt hợp kim SnAgCu trong kem hàn bắt đầu xảy ra và độ nhớt của chất mang thông lượng đồng thời giảm từ 8% đến 12%. Trong quá trình In, ngay cả những thay đổi nhỏ về áp suất chổi cao su cũng gây ra hiện tượng dây ở các mép khẩu độ của giấy nến và chất hàn tràn ra ngoài miếng đệm.
Các phép đo tại chỗ cho thấy chênh lệch nhiệt độ tối đa giữa các kệ khác nhau trong cùng một tủ lạnh đạt tới 2,6°C. Các giọt ngưng tụ có thể nhìn thấy rõ ràng trên bề mặt của thùng dán hàn gần phía thiết bị bay hơi, trong khi thành thùng ở phía dưới gió khô và có màu trắng. Sự trao đổi nhiệt không đồng đều này khiến cho kem hàn được làm lạnh thực sự ở trạng thái chu trình nửa đóng băng-tan băng. Trong quá trình bảo quản, quá trình chuyển pha kết tinh của các dẫn xuất nhựa thông trong dòng liên tục bị gián đoạn, dẫn đến sự mất cân bằng về sức căng bề mặt giữa pha dầu và pha nhựa. Kết quả là sau khi mở nắp, trên bề mặt miếng dán hàn xuất hiện một lớp dầu nổi màu trắng xám, hàm lượng bọt còn sót lại sau khi khuấy đều cao hơn 3 lần so với trong điều kiện nhiệt độ không đổi.
Điều rắc rối hơn là nhiều kỹ sư chỉ chú ý đến nhiệt độ hiển thị trên tủ lạnh mà bỏ qua hiện tượng Biến dạng số đọc do sai lệch vị trí lắp đặt đầu dò cảm Biến. Chúng tôi đã tháo rời và kiểm tra ba tủ lạnh cấp y tế với độ chính xác danh nghĩa là ±0,5°C. Khi đầu dò đo cách xa tâm thùng dán hàn hơn 15 cm, độ lệch giữa giá trị hiển thị và nhiệt độ thực tế của thùng dán bên trong thùng đạt tới 1,8°C. Độ nhạy nhiệt độ của việc bảo quản kem hàn được phản ánh chính xác ở chỗ cứ tăng 1°C thì tốc độ giảm độ nhớt của nó tăng lên 17%. Do đó, đầu dò PT100 phải được cắm trực tiếp vào miếng dán ở giữa thùng dán hàn chưa mở để theo dõi thời gian thực.
Có một khách hàng, để tiết kiệm điện, đã trực tiếp chuyển kem hàn từ tủ đông -18°C sang tủ lạnh 5°C. Kết quả là, quá trình rã đông mất 4 giờ, trong đó lớp bề mặt của chất hàn nóng lên trước trong khi lớp sâu vẫn bị đóng băng, gây ra sự phân tách và kết tủa của chất hàn. Các lần In tiếp theo liên tục cho thấy tình trạng thiếu chất hàn và hiện tượng bắc cầu hàn. Sau đó, chúng tôi yêu cầu tất cả kem hàn được làm lạnh phải được chuyển đến vùng đệm có nhiệt độ tương đương trước 24 giờ để cân bằng và phải được Niêm phong ngay sau mỗi lần sử dụng và ghi lại thời gian mở nắp. Bởi vì nếu tiếp xúc với nhiệt độ phòng 25°C trong hơn 15 phút, lượng dung môi bay hơi từ bề mặt miếng dán hàn đủ để tăng lực nhả của mẻ In tiếp theo lên 23%.
Giờ đây, chúng tôi trang bị cho mỗi tủ lạnh khả năng kiểm soát nhiệt độ hai đường dẫn: một đường điều khiển khởi động-dừng máy nén và đường còn lại liên kết với quạt để buộc lưu thông không khí bên trong, giảm chênh lệch nhiệt độ giữa các lớp xuống trong khoảng 0,7°C. Đồng thời, thùng dán hàn được thay thế đồng bộ bằng bao bì xen kẽ chân không bằng lá nhôm để giảm tỷ lệ thất thoát làm mát khi cửa mở. Sau những cải tiến này đã nâng cao độ ổn định khi lưu trữ kem hàn, hệ số Biến đổi khối lượng kem hàn trong kiểm tra SPI đã giảm từ 14,2% xuống 6,8%. Đây là loại cải tiến thực sự có thể được khấu hao vào chi phí cho mỗi PCB.
