Việc chọn dây hàn hay ruy băng hàn để hàn thủ công về cơ bản là vấn đề phù hợp với quy trình. Dây hàn phù hợp để hàn các mối hàn lớn và các bộ phận có nhiệt độ cao, trong khi dải hàn, với lõi từ thông mỏng hơn và đầu ra vật hàn dễ kiểm soát hơn, được điều chỉnh cho các bộ phận gắn trên bề mặt nhỏ như 0402 và 0603. Việc lựa chọn đường kính dây phải được xác định một cách toàn diện bằng cách xem xét công suất mỏ hàn, kích thước miếng đệm và trình độ thành thạo của người vận hành.

Sự phân tách chất hàn là hiện tượng tách pha giữa bột hàn và chất trợ dung do chênh lệch mật độ hoặc bảo quản không đúng cách, Biểu hiện dưới dạng chất nhờn trong suốt ở lớp trên và lắng đọng hạt ở lớp dưới. In ở trạng thái này, độ chính xác In của kem hàn giảm và nguy cơ sụt giảm tăng lên, do đó phải ngừng sử dụng và khuấy lại hoặc loại bỏ.

Màu đen của các mối hàn dây hàn không phải là vấn đề chất lượng dây hàn đơn giản hay chỉ do sự tăng nhiệt độ mà là kết quả của nhiều yếu tố đan xen như quá trình oxy hóa dư lượng từ thông, kết hợp không đúng nhiệt độ và thời gian hàn, sự suy giảm của các thành phần hoạt động trong dây hàn và suy giảm khả năng hàn của miếng đệm PCB. Đặc Biệt trong điều kiện tải trọng cao như hàn sóng hoặc hàn thủ công, hiện tượng đen hóa mối hàn thường bộc lộ vấn đề ghép nối quá trình do hàm lượng halogen quá cao trong dây hàn và phản ứng oxy hóa chuỗi.

Các mối hàn lạnh do dây hàn gây ra là nguyên nhân gốc rễ có tần suất cao gây ra sự cố trên dây chuyền sản xuất SMT. Chúng không phải là lỗi vật liệu đơn giản hay lỗi điều khiển quy trình đơn lẻ mà là kết quả của sự không khớp giữa nhiều Biến số, bao gồm hoạt động của dây hàn, dung sai đường kính dây, dư lượng từ thông, nhiệt độ sắt hàn, nhịp cấp dây và thời gian làm ướt mối hàn. Các Biểu hiện điển hình bao gồm bề mặt mối hàn xỉn màu không có ánh kim loại, kết quả kiểm tra lực đẩy dưới 50gf và tỷ lệ khoảng trống bên trong vượt quá 15% có thể nhìn thấy được khi kiểm tra bằng tia X.

Việc lựa chọn thanh hàn sóng phải phù hợp chặt chẽ với hiệu suất thực tế của dây chuyền sản xuất. Thanh hàn Sn99.3Cu0.7 có giá thành rẻ, khả năng chống oxy hóa ở mức chấp nhận được nhưng lực làm ướt yếu. Hợp kim chứa bạc cải thiện tính lưu động và độ bền của mối hàn, nhưng làm tăng đáng kể chi phí. Sự khác Biệt giữa hai loại này đặc Biệt nổi bật ở hoạt động liên tục ở nhiệt độ cao, hàn xuyên lỗ bước nhỏ và khả năng tương thích không có chì. Các kỹ sư phải xác định một cách toàn diện các ranh giới áp dụng của chất hàn SnCu dựa trên độ dày tấm, mật độ thành phần và tốc độ làm lại.

Khả năng thấm ướt kém của kem hàn không chì đòi hỏi phải kiểm tra đồng thời cả đường dẫn vật liệu và quy trình. Hoạt động của từ thông, hàm lượng kim loại và sự phân bố hạt trong kem hàn ảnh hưởng trực tiếp đến khả năng làm ướt và lan rộng của nó, trong khi không thể bỏ qua các Biến số của quy trình như thông số In, cấu hình phản xạ và tình trạng bề mặt PCB. In trên các dây chuyền sản xuất thực tế, khoảng 68% lỗi làm ướt đều do thiết kế khẩu độ stencil không phù hợp và nhiệt độ đỉnh nóng chảy lại thấp.

Độ cầu kém của bột hàn trong kem hàn làm giảm đáng kể tốc độ tạo hình In, dẫn đến các lỗi tần số cao như thiếu In, bắc cầu hàn và lệch trục, đặc Biệt nổi bật trên 0201 và các thiết bị đóng gói nhỏ hơn. Bột hàn không hình cầu có tính lưu động kém, khả năng chống lăn cao và tăng ma sát với các thành lỗ của khuôn tô, ảnh hưởng trực tiếp đến tốc độ giải phóng bột hàn và độ đặc của khuôn.

Lượng kem hàn không càng nhiều càng tốt; việc sử dụng quá mức sẽ dẫn đến các hạt hàn, cầu nối và ô nhiễm còn sót lại. In trên dây chuyền sản xuất thực tế, chất hàn bị ướt kém thường xuất phát từ độ dày In dán quá mức hoặc thiết kế khẩu độ stencil không khớp, thay vì chỉ đơn giản là tăng số lượng. Kiểm soát chính xác tỷ lệ khối lượng dán hàn và kết hợp hoạt động là cốt lõi để đảm bảo độ tin cậy của việc làm ướt chất hàn.

Giá trị axit của kem hàn ảnh hưởng trực tiếp đến độ ẩm của chất hàn và nguy cơ ăn mòn còn sót lại. Kem hàn có tính axit thích hợp cho các kim loại khó hàn nhưng yêu cầu kiểm soát chặt chẽ quá trình làm sạch, trong khi kem hàn trung tính chủ yếu được sử dụng cho các PCB có độ tin cậy cao và các tình huống không sạch. Việc lựa chọn phải được xác định một cách toàn diện dựa trên mức độ oxy hóa của chất nền, vật liệu của các chân linh kiện, cửa sổ nhiệt độ nóng chảy lại và khả năng làm sạch của dây chuyền sản xuất.

Hoạt động ở nhiệt độ cao kéo dài của các thanh hàn trong lò hàn sóng thực sự có thể gây ra sự phân tách vi mô của các thành phần hợp kim. Đặc Biệt khi các thanh hàn thiếc hoặc không chứa chì tiếp xúc liên tục với nhiệt độ trên 260°C mà bề mặt bể không được khuấy trộn đủ, các nguyên tố như chì, bạc và đồng có thể bị giàu cục bộ do sự khác Biệt về mật độ và tốc độ oxy hóa. Tuy nhiên, trong chu kỳ thay thế vật hàn tiêu chuẩn kéo dài 8 giờ, các Biến thể về thành phần vẫn thấp hơn nhiều so với dung sai được IPC-J-STD-006 cho phép. Điều thực sự ảnh hưởng đến độ ổn định của mối hàn thường là sự tích tụ cặn xỉ và chất trợ dung cacbon hóa.

Khi thay đổi nhãn hiệu kem hàn trong quá trình sản xuất SMT, phải thực hiện quy trình xác minh nghiêm ngặt của SMT, bao gồm các thử nghiệm đa chiều như khả năng In, khả năng lắp đặt, hiệu suất hàn lại và độ tin cậy của mối hàn. Trọng tâm là theo dõi những thay đổi về độ nhớt của kem hàn, độ suy giảm tuổi thọ của giấy nến cũng như tỷ lệ Bi hàn và cầu nối, để tránh các mối hàn nguội hàng loạt hoặc các khuyết tật về bia mộ do chuyển đổi hàng loạt.

Kem hàn SMT phải được bảo quản trong tủ lạnh để ức chế quá trình oxy hóa bột kim loại và các phản ứng hóa học của chất trợ dung, ngăn ngừa tăng độ nhớt, độ sụt trầm trọng hơn và giảm độ chính xác khi In. Quy trình khởi động phải tuân thủ nghiêm ngặt quy trình để yên 4 giờ ở nhiệt độ phòng, sau đó khuấy 2 giờ để tránh bắn tung tóe và nguội các mối hàn do nhiễm nước ngưng tụ. Đây là bước quan trọng mà các kỹ sư dây chuyền sản xuất không được bỏ qua trước khi bắt đầu công việc mỗi ngày.

Độ sụt của miếng dán hàn là một khiếm khuyết điển hình sau khi In SMT, trong đó các cạnh của miếng dán hàn lan ra ngoài và chiều cao của nó giảm xuống, dẫn đến hiện tượng bắc cầu mối hàn hoặc mối hàn nguội. Nguyên nhân của nó bao gồm nhiều yếu tố như đặc tính lưu Biến của chất hàn, thiết kế giấy nến, nhiệt độ và độ ẩm xung quanh cũng như các thông số của chổi cao su. Để ngăn chặn sự sụt giảm của chất hàn, cần bắt đầu với việc lựa chọn chất hàn, thắt chặt cửa sổ quy trình In, tối ưu hóa khẩu độ của khuôn tô và kiểm soát nhiệt độ và độ ẩm của xưởng theo thời gian thực.

Sự khác Biệt về chi phí giữa kem hàn không chứa halogen và kem hàn thông thường tập trung ở ba khía cạnh: nguyên liệu thô, chứng nhận và điều chỉnh quy trình. Chất hàn không chứa halogen loại bỏ các nguyên tố halogen như brom và clo, dẫn đến việc tái tạo hệ thống nhựa thông và làm tăng hơn 30% độ phức tạp của công thức từ thông. Cùng với chi phí chứng nhận như REACH và IEC 61249-2-21, giá mua mỗi kg thường cao hơn từ 28% đến 45% so với giá mua của kem hàn thông thường. Tuy nhiên, tần suất làm sạch giảm, mức tiêu thụ nitơ thấp hơn và tốc độ làm lại giảm trong quá trình chuyển đổi dây chuyền sản xuất có thể bù đắp một phần khoản chênh lệch này.

Thiết kế của các lỗ mở của khuôn dán hàn ảnh hưởng trực tiếp đến hiệu suất giải phóng của quá trình In khuôn tô và chất lượng hình thành của miếng dán hàn. Khẩu độ quá nhỏ dẫn đến khối lượng keo hàn không đủ và bị rách cạnh, trong khi khẩu độ quá lớn dễ gây ra hiện tượng bắc cầu và sụt giảm. Hơn nữa, hình dạng khe hở, độ nhám của thành và thiết kế côn làm thay đổi diện tích tiếp xúc và ứng suất phân tách giữa kem hàn và khuôn tô. Những yếu tố này thường bị bỏ qua trong các dây chuyền sản xuất thực tế, tuy nhiên chúng lại trực tiếp xác định năng suất vượt qua lần đầu và năng suất SPI.

Khả năng chống oxy hóa của thanh hàn và lượng xỉ thiếc tạo ra phụ thuộc nhiều vào thành phần hợp kim. Thanh hàn eutectic Sn99.0Ag0.3Cu0.7 chứa 0,3% bạc và 0,7% đồng cho thấy độ nén của màng oxit được cải thiện 40% trong quá trình hàn sóng ở 250°C, với tỷ lệ cặn thiếc đo được thấp hơn 65% so với thiếc nguyên chất. Mặc dù việc thêm một lượng nhỏ niken hoặc germani có thể cải thiện cấu trúc hạt nhưng nó có xu hướng gây ra hiện tượng bắn tung tóe. Xác minh dây chuyền sản xuất cho thấy độ ổn định tổng thể của nó kém hơn so với công thức ternary cổ điển.

Kem hàn có thể làm giảm đáng kể quá trình oxy hóa, cải thiện khả năng thấm ướt và giảm độ rỗng trong môi trường hàn nóng chảy lại bằng nitơ, với những cải tiến đặc Biệt đáng chú ý về năng suất hàn đối với các miếng đồng OSP, QFN bước mịn và các thành phần 0201. Độ tinh khiết của nitơ phải được kiểm soát ổn định trên 99,99% mới mang lại lợi ích thiết thực.

Sự bắn tung tóe nghiêm trọng trong quá trình hàn dây hàn chủ yếu là do sự bay hơi từ thông mạnh, nhiệt độ sắt hàn quá cao hoặc sự hấp thụ độ ẩm của dây hàn. Kết hợp với các phép đo thực tế trên dây chuyền sản xuất, người ta nhận thấy khi độ ẩm môi trường vượt quá 65%RH và dây hàn được bảo quản không kín trong hơn 72 giờ thì xác suất vết hàn bắn tung tóe tăng gấp 3 lần. Việc giảm nhiệt độ mỏ hàn từ 380oC xuống 320oC và sử dụng kết hợp với tấm gia nhiệt trước có thể làm giảm gần 80% hiện tượng bắn tóe khi hàn dây hàn.

Khi sửa chữa bảng mạch thủ công, việc lựa chọn đường kính dây hàn ảnh hưởng trực tiếp đến sự hình thành mối hàn và năng suất làm lại. Dây hàn 0,3mm phù hợp để hàn chạm tốt và nối dây nối của các linh kiện SMD cỡ nhỏ như 0402 và 0603, trong khi dây hàn 0,5mm phù hợp hơn để hàn nhanh các chân QFP, miếng đệm điện và lá đồng diện tích lớn. Thử nghiệm dây chuyền sản xuất kéo dài 20 năm của JJY cho thấy có sự khác Biệt đáng kể về tính nhất quán nóng chảy và khả năng lan truyền ướt giữa hai loại trong điều kiện nhiệt độ mỏ hàn là 320oC và thời gian dừng là 2 giây.

Dòng nhựa thông bên trong dây hàn đóng vai trò quan trọng trong quá trình hàn, chẳng hạn như loại bỏ màng oxit, giảm sức căng bề mặt và cải thiện khả năng thấm ướt. Hàm lượng và sự phân bố của nó ảnh hưởng trực tiếp đến độ mịn của mối hàn, tốc độ làm ướt thiếc và tốc độ mối hàn nguội, khiến nó trở thành chỉ số cốt lõi về hiệu suất hàn thực tế của dây hàn.