Dây chuyền sản xuất gần đây thường xuyên nhận được khiếu nại của khách hàng về các mối hàn xỉn màu và phản xạ không đều. Khi tháo rời các bo mạch, chúng tôi quan sát thấy sự khác Biệt đáng kể về độ bóng giữa các mối hàn liền kề trên cùng một PCB—một số sáng như gương, một số khác có màu trắng xám và mờ. Vấn đề không xuất phát từ nhiệt độ làm nóng trước hoặc tốc độ băng tải mà là do sự không phù hợp về mặt hóa học giữa dòng hàn sóng và thanh hàn. Hiện tượng này đặc Biệt nổi bật trên bảng điều khiển LED và bảng điều khiển cụm công cụ ô tô, vì hai loại sản phẩm này có yêu cầu kiểm tra trực quan AQL=0,65 để đảm bảo tính nhất quán về bề ngoài của mối hàn.
Chúng tôi đã lấy hồ sơ chuyển đổi dây chuyền trong ba tháng qua và xác định ba dòng chính: RMA-218 gốc nhựa thông, NC-920 không sạch và WS-703 tan trong nước. Chúng được kết hợp chéo với thanh hàn eutectic 63/37, thanh hàn gần eutectic 60/40 và thanh hàn không chì SAC305 để thử nghiệm. Trên cùng một máy hàn sóng Heller 970, với nhiệt độ gia nhiệt trước cố định là 125oC, chiều cao sóng 5,2mm và tốc độ băng tải 1,3m/phút, 200 tấm ván được chạy liên tục. Đối với mỗi nhóm, 30 mối hàn được lấy mẫu và đo giá trị L* (giá trị độ sáng) bằng máy đo màu Konica Minolta CS-200. Chúng tôi nhận thấy rằng từ thông dựa trên nhựa thông được ghép nối với các thanh hàn 63/37 có giá trị L* trung bình là 82,6, cao hơn 9,3 đơn vị so với từ thông không sạch được ghép với cùng một thanh hàn. Ngược lại In, chất trợ dung hòa tan trong nước kết hợp với SAC305 có giá trị L* chỉ 70,1, có cặn tinh thể màu trắng trên bề mặt. Điều này chỉ ra rằng các thành phần nhựa tự nhiên trong hệ thống nhựa thông có thể làm giảm sức căng bề mặt của vật hàn nóng chảy một cách hiệu quả. Kết hợp với đặc tính hóa rắn nhanh do thành phần eutectic mang lại, nó cho phép các mối hàn tạo thành cấu trúc hạt dày đặc hơn ngay khi chúng rời khỏi sóng, từ đó nâng cao khả năng phản chiếu gương.
Kết quả đo góc ướt tiếp tục khẳng định kết luận này. Góc làm ướt trung bình của tổ hợp gốc nhựa thông + 63/37 trên PAD đồng là 28,4°, trong khi tổ hợp không sạch + 60/40 đạt 39,7° và tổ hợp hòa tan trong nước + S AC305 cao tới 46,1°. Góc lớn hơn cho thấy chất hàn lan ra chậm hơn và chất hàn dư thừa có xu hướng tích tụ ở rìa của mối hàn, tạo thành các phần nhô ra giống như gờ. Hình thái vi mô này trực tiếp làm suy yếu hiệu suất độ bóng vĩ mô. Đặc Biệt là trong quá trình hàn chân QFP có bước cao 0,3mm, chất kích hoạt của chất kích hoạt không sạch sẽ bay hơi quá nhanh, khiến màng oxit của thanh hàn không được loại bỏ đủ. Chất hàn không thể làm ướt hoàn toàn các bề mặt bên của chốt, dẫn đến các vết xám cục bộ.
Việc so sánh tỷ lệ lỗi cầu nối thậm chí còn trực quan hơn. Tỷ lệ bắc cầu của từ thông gốc nhựa thông kết hợp với thanh hàn 63/37 là 0,17%, tăng lên 0,83% đối với từ thông không sạch kết hợp với 60/40 và đạt 1,42% đối với từ thông hòa tan trong nước kết hợp với SAC305. Điều này là do màng bảo vệ chất lỏng được hình thành bởi nhựa thông ở nhiệt độ cao làm chậm tốc độ oxy hóa của thanh hàn, cho phép chất hàn duy trì tính lưu động trong thời gian dài hơn. Ngược lại In, muối axit hữu cơ trong dòng không sạch sẽ phân hủy nhanh chóng ở nhiệt độ trên 180oC, mất khả năng khử liên tục. Bản thân SAC305 có điểm nóng chảy cao (217oC) và độ nhớt cao; sự kết hợp của hai yếu tố này làm trầm trọng thêm xu hướng chất hàn vẫn bị mắc kẹt giữa các khe hở chốt, Cuối cùng bị buộc phải tách ra trong quá trình làm mát để tạo thành các cầu nối ngắn mạch mờ.
In về độ khó làm sạch, dư lượng chất trợ dung gốc nhựa thông cần ngâm dung môi hydrocarbon trong 15 phút để loại bỏ hoàn toàn. Chất trợ dung không sạch không để lại cặn sau 30 giây rửa bằng nước tinh khiết ở nhiệt độ phòng. Mặc dù chất trợ dung hòa tan trong nước trên danh nghĩa có thể rửa được bằng nước, nhưng các sản phẩm phụ kẽm clorua được tạo ra bởi sự kết hợp WS-703 và SAC305 dễ dàng hình thành các tinh thể hút ẩm trong các khoảng trống PCB. Những thứ này phải được chà sạch bằng dung dịch nước axit xitric 5%; nếu không, dòng điện rò rỉ sẽ vượt quá tiêu chuẩn sau 72 giờ thử nghiệm ở nhiệt độ ẩm. Điều này có nghĩa là nếu dây chuyền sản xuất không được trang bị trạm làm sạch axit chuyên dụng thì việc buộc phải áp dụng sự kết hợp này sẽ làm tăng chi phí làm lại.
Chúng tôi cung cấp đường dẫn lựa chọn rõ ràng cho các loại sản phẩm khác nhau. Các bo mạch chủ dành cho người tiêu dùng ưu tiên mang lại vẻ ngoài và có khoảng thời gian làm lại rộng rãi nên trực tiếp chọn từ thông dựa trên nhựa thông với các thanh hàn 63/37; Độ ổn định giá trị L* của chúng dao động không quá ±1,2 sau 8 giờ sản xuất liên tục. Các mô-đun ECU cấp ô tô phải vượt qua bài kiểm tra độ rung AEC-Q200 nên chuyển sang từ thông không sạch được ghép nối với các thanh hàn 60/40; mặc dù độ bóng giảm khoảng 12% nhưng độ dày lớp IMC của mối hàn đồng đều hơn và độ phân tán lực cắt được kiểm soát trong khoảng 8,3%. PCB của thiết bị y tế chứa một số lượng lớn miếng đệm BGA bước mịn được xử lý OSP phải sử dụng chất trợ dung hòa tan trong nước kết hợp với SAC305. In trong trường hợp này, nhiệt độ hàn sóng phải đồng thời giảm từ 255oC xuống 248oC và tốc độ dòng nitơ tăng từ 15L/phút lên 22L/phút; nếu không, vết rỗ dày đặc sẽ xuất hiện trên bề mặt mối hàn. Những vết rỗ này, có thể nhìn thấy dưới kính hiển vi kim loại 100× dưới dạng vô số lỗ nhỏ, là đặc điểm điển hình của quá trình oxy hóa chất hàn thứ cấp do độ che phủ nitơ không đủ.
