Trong quá trình xác minh độ tin cậy, chúng tôi nhận thấy rằng sau khi cặn kem hàn chưa được làm sạch được bảo quản trong 168 giờ trong môi trường có nhiệt độ 40°C và độ ẩm tương đối là 93%, điện trở bề mặt đã giảm tới 3 bậc độ lớn. Trong số đó, kem hàn loại RMA dễ bị hút ẩm hơn loại không sạch, vì ma trận nhựa thông của nó chứa các cấu trúc hydroxyl có tính ưa nước mạnh. Mặc dù loại không sạch được dán nhãn là “không cần làm sạch” nhưng các chất kích hoạt axit hữu cơ của nó vẫn sẽ thủy phân từ từ dưới nhiệt độ và độ ẩm cao để tạo ra các ion dẫn điện, đe dọa trực tiếp đến độ tin cậy cách điện.
Một loại hư hỏng phổ Biến trong xưởng là đã vượt qua thử nghiệm chức năng nhưng lại hỏng sau quá trình lão hóa và nguyên nhân cốt lõi thường nằm ở cặn kem hàn. Ví dụ: một loạt mô-đun WiFi có dòng điện chờ quá mức sau khi lão hóa trong 96 giờ ở 70°C/85%RH. Phân tích cắt ngang xác nhận rằng cặn kem hàn ở đáy BGA hấp thụ độ ẩm và hình thành các đường dẫn vi mô, trong khi các khu vực được làm sạch trên cùng một bảng không cho thấy bất thường nào. Điều này chỉ ra rằng thành phần hóa học và độ dày cặn của chất hàn cùng xác định ngưỡng rò rỉ do độ ẩm gây ra, điều này không thể tránh được một cách đơn giản bằng cách tiếp cận một kích cỡ phù hợp với tất cả"có nên làm sạch" hay không.
Chúng tôi đã theo dõi hiệu suất của ba loại kem hàn phổ Biến trong cùng điều kiện nhiệt độ và độ ẩm và nhận thấy rằng cặn bột nhão có hàm lượng chất rắn >85% đậm đặc hơn, với khả năng hấp thụ độ ẩm ban đầu chậm nhưng độ phân hủy tăng nhanh khi vượt quá độ ẩm tới hạn. Bột nhão có hàm lượng chất rắn <70%, do mức độ liên kết ngang của nhựa thấp, có tốc độ hấp thụ độ ẩm nhanh và không thể đảo ngược, dẫn đến sự khác Biệt rõ ràng về đường cong suy giảm độ tin cậy cách nhiệt. Vì vậy, khi lựa chọn chất hàn không thể chỉ dựa vào hàm lượng Tg hoặc halogen do nhà cung cấp cung cấp mà phải phù hợp với động học hấp thụ độ ẩm của cặn kết hợp với chu trình bảo quản và môi trường của dây chuyền sản xuất riêng.
Các phép đo trên dây chuyền sản xuất cho thấy rằng đối với cặn kem hàn chưa được làm sạch trong vòng 24 giờ sau khi hàn nóng chảy lại, nếu xếp chồng lên nhau trong nhà kho có độ ẩm >60% trong hơn 7 ngày, có thể đo dòng điện rò ở mức MΩ giữa các chân QFP với khoảng cách liền kề <0,3mm. Nếu tỷ lệ hấp thụ nước của chất nền PCB >0,15% được chồng thêm lên thì nguy cơ rò rỉ sẽ tăng gấp đôi. Do đó, nên thực thi các quy trình làm sạch đối với các sản phẩm có mật độ cao, độ tin cậy cao và liên kết lô kem hàn với các thông số làm sạch vào hệ thống MES để tránh Biến động về độ tin cậy cách điện do trộn các lô khác nhau.
Một đồng nghiệp đã từng thử sử dụng phương pháp lau IPA thay vì làm sạch bằng sóng siêu âm, nhưng dưới kính hiển vi, chất hàn vẫn nhìn thấy được thâm nhập vào các khoảng trống mao mạch của mặt nạ hàn. Sau khi các chất cặn này được bảo quản tự nhiên trong ba tháng, nhiều đường di chuyển ion hơn được kết tủa trong quá trình nung ở nhiệt độ 85°C, dẫn đến độ tin cậy cách nhiệt kém hơn so với trước khi xử lý. Điều này cho thấy việc làm sạch không chỉ là thực hiện hành động mà còn phải phù hợp với cực tính của chất hàn, điểm làm mềm nhựa và năng lượng bề mặt PCB; mặt khác, mặc dù trông có vẻ sạch sẽ nhưng thực tế nó tiềm ẩn nguy cơ rò rỉ lớn hơn.
