In dây chuyền sản xuất bảng điều khiển công nghiệp SMT, người ta thường gặp phải tỷ lệ trống của các mối hàn BGA vượt quá tiêu chuẩn nhưng không tìm thấy bất thường của lô dán hàn, hoặc cùng một miếng dán hàn có hiệu suất 99,8% trên bảng FR-4, nhưng sau khi chuyển sang bảng điều khiển công nghiệp TG cao dày 2,0mm, tỷ lệ bắc cầu hàn tăng mạnh 12%. Những vấn đề như vậy về cơ bản không liên quan đến thông số thiết bị mà là sự không phù hợp ngầm giữa các chỉ tiêu kỹ thuật của chất hàn và đặc tính vật lý của bảng điều khiển công nghiệp. Ví dụ, khả năng sinh nhiệt lớn của các tấm ván dày dẫn đến độ trễ của nhiệt độ nóng chảy lại cao nhất. Nếu tỷ lệ dung môi có nhiệt độ sôi thấp trong kem hàn quá cao thì dễ bị bay hơi sớm trong giai đoạn gia nhiệt, khiến màng từ thông bị vỡ, từ đó dẫn đến hiện tượng ướt không đều. Nếu hàm lượng kim loại thấp hơn 88,5%, lượng chất hàn bị xẹp trong khu vực lá đồng lớn sau khi In sẽ cao hơn 37% so với PCB tiêu dùng thông thường. Đây là hiện tượng vật lý có thể tái tạo dưới kính hiển vi chứ không phải Biến động thống kê.
Độ nhớt và chỉ số thixotropic phải được xem cùng nhau, bởi vì chất hàn dán có độ nhớt danh nghĩa là 650 Pa·s có thể có độ nhớt Biểu kiến thực tế chỉ là 210 Pa·s với tốc độ cắt là 100/s. Tốc độ vắt phổ Biến cho bảng điều khiển công nghiệp SMT là 45 mm/s và áp suất là 0,45 MPa. Tại thời điểm này, miếng dán hàn có chỉ số thixotropic thấp hơn 0,55 sẽ có bản vẽ cạnh trên các tấm QFN có chiều rộng mở stencil dưới 0,25 mm. Tuy nhiên, nếu chỉ số thixotropic vượt quá 0,72, điều này sẽ dẫn đến cạnh thẳng đứng quá cao của miếng dán hàn sau khi tháo khuôn và hiện tượng tự sụp đổ sẽ xảy ra trong giai đoạn đầu của quá trình hàn lại. Chúng tôi thực sự đã thử nghiệm ba loại kem hàn phổ Biến trong quá trình sản xuất hàng loạt bảng điều khiển chính năng lượng gió. Trong số đó, loại A có chỉ số thixotropic là 0,61 và độ lệch chuẩn về độ đồng nhất chiều cao sau khi In là 6,2 μm; loại B có chỉ số thixotropic là 0,53 và độ lệch chuẩn đạt 11,8 μm; Loại C có chỉ số thixotropic là 0,75, tuy sạch sau khi tháo khuôn nhưng tỷ lệ xuất hiện Bi hàn sau khi hàn lại cao hơn 2,3 lần.
Có mối quan hệ kết hợp chặt chẽ giữa hàm lượng kim loại và phân bố kích thước hạt. Đối với chất hàn dán có hàm lượng kim loại danh nghĩa là 89,2%, nếu kích thước hạt D50 lớn hơn 28 μm, khi In trên BGA lõi ARM có bước 0,3mm, ma sát trên thành lỗ stencil tăng lên, khiến tốc độ truyền hiệu quả giảm xuống 73%. Đối với miếng dán hàn có cùng hàm lượng 89,2% nhưng D50 là 22 μm, tốc độ truyền tải có thể đạt tới 89%. Tuy nhiên, màng oxit sau này mỏng hơn trong giai đoạn phản xạ lại và yêu cầu về độ tinh khiết nitơ tăng lên hơn 99,995%. Nếu không, tỷ lệ vô hiệu sẽ tăng vọt từ 8,7% lên 24,1%. Điều này giải thích tại sao cùng một nhà máy sử dụng cùng một lò phản xạ và năng suất giảm đột ngột sau khi chuyển nguồn cung cấp nitơ. Vấn đề không nằm ở đường cong nhiệt độ lò mà ở sự phụ thuộc chặt chẽ của các chỉ số kỹ thuật của chất hàn vào điều kiện khí quyển.
Không thể đánh giá mức độ hoạt động của chất trợ dung nếu không tách rời quá trình làm sạch. Mặc dù miếng dán hàn mức ROL0 có điện trở cách điện dư >1×1010Ω, nhưng chất mang gốc nhựa thông của nó có xu hướng cacbon hóa rõ ràng sau khi được giữ ở 125°C trong 180 giây. Bảng tín hiệu vận chuyển đường sắt có dòng rò quá mức trong thử nghiệm lão hóa ở nhiệt độ cao và độ ẩm cao. Nguyên nhân sâu xa là do chất hàn ROL0 đã được chọn nhưng việc kiểm tra lại mức độ nhiễm ion (IC) trên bề mặt bảng không được thực hiện. Mặc dù kem hàn cấp ROL1 yêu cầu rửa bằng nước, nhưng trong điều kiện áp suất phun 0,25 MPa và nhiệt độ nước 62°C, giá trị IC được kiểm soát ổn định ở mức tương đương 0,78 μg/cm2 NaCl, tốt hơn nhiều so với nguy cơ di chuyển điện hóa của loại không sạch sau thời gian sử dụng lâu dài.
Cần có hướng lựa chọn rõ ràng cho các kịch bản kiểm soát công nghiệp khác nhau. Bảng điều khiển công nghiệp quân sự phải sử dụng miếng dán hàn có D50≤22 μm, hàm lượng kim loại ≥89,0% và chỉ số thixotropic 0,58 ~ 0,65 và bắt buộc phải trang bị bảo vệ nitơ và giám sát trực tuyến IC. Các bảng điều khiển công nghiệp ngoài trời như năng lượng gió và vận chuyển đường sắt nên ưu tiên dán hàn hoạt tính ROL1 có chứa chất ức chế halogen, vì tốc độ ăn mòn cặn của nó trong môi trường nước ngưng tụ thấp hơn 40% so với ROL0. Đối với dây chuyền sản xuất các mô-đun cơ bản PLC cực kỳ nhạy cảm về mặt chi phí, có thể chấp nhận miếng dán hàn cân bằng có D50=25～27 μm, hàm lượng kim loại 88,5% và chỉ số thixotropic 0,60±0,03, với điều kiện là tất cả các lỗ của khuôn tô được làm dày thêm 5 μm và thiết kế khuôn tô theo bậc bị hủy bỏ. Tất cả các lựa chọn phải lấy tỷ lệ khoảng trống đo được của lò phản xạ của chính nhà máy <15%, tỷ lệ mạch hở CNTT <30ppm và chức năng nguyên vẹn sau HALT làm ngưỡng cứng. Nếu chúng không được đáp ứng, hãy chuyển đổi ngay lập tức mà không có ngoại lệ.
