Giới thiệu
Trong lĩnh vực sản xuất PCBA, quá trình chuyển đổi từ hàn chì sang hàn không chì-không chỉ thể hiện sự thay thế vật liệu mà còn là sự nâng cấp quy trình toàn diện bao gồm nhiệt động lực học, luyện kim và độ chính xác của thiết bị. Mặc dù chỉ thị RoHS đã có hiệu lực trong nhiều năm nhưng những thách thức đặt ra do hàn-không có chì-bao gồm điểm nóng chảy cao, khả năng thấm ướt kém và các vấn đề về ứng suất vật liệu-vẫn là các biến quan trọng kiểm tra khả năng kiểm soát chất lượng của nhà máy trên sàn sản xuất.
Những thách thức về nhiệt đối với PCB và linh kiện từ điểm nóng chảy cao
Chất hàn làm bằng chì-nóng chảy ở nhiệt độ chỉ 183 độ , trong khi chất hàn không chứa chì-chính thống đạt đến 217 độ . Mức tăng 34 độ này trực tiếp đẩy nhiệt độ nóng chảy lại cao nhất trong quy trình PCBA lên ngưỡng 240 độ –250 độ.
Ở nhiệt độ cao như vậy, nhựa trong chất nền PCB rất dễ bị phân hủy vật lý, dẫn đến sự phân tách hoặc biến màu. Đồng thời, giới hạn độ bền nhiệt của các thành phần nhạy cảm với nhiệt-như tụ điện và đầu nối phải đối mặt với những thách thức nghiêm trọng. Kiểm soát chất lượng phải bắt đầu từ giai đoạn tiếp nhận nguyên liệu, kiểm tra nghiêm ngặt Td (nhiệt độ phân hủy nhiệt) của PCB và mức nhiệt của các bộ phận. Trong thực tế, kỹ thuật viên phải sử dụng nhiệt kế đa{4}}điểm để tinh chỉnh cấu hình nhiệt độ của lò, giảm thiểu chênh lệch nhiệt độ giữa các thành phần có công suất-nhiệt-lớn, cao và các thành phần có công suất{{7}nhiệt-nhỏ{8}}nhiệt-nhỏ, thấp để tránh hiện tượng quá nhiệt cục bộ.
Những thay đổi về tiêu chí bề ngoài của mối hàn do sự chênh lệch về độ ẩm
Chất hàn không chứa chì có sức căng bề mặt cao hơn đáng kể so với chất hàn có chì, dẫn đến đặc tính làm ướt tương đối kém hơn. Trong quá trình kiểm tra trực quan quá trình xử lý PCBA, các mối hàn không chứa chì-không còn thể hiện đặc tính bóng-như gương của các mối hàn có chì. Thay vào đó, chúng có lớp hoàn thiện mờ tinh tế, với chiều cao mối hàn và góc trải thường ít rõ ràng hơn so với quy trình hàn chì.
Sự thay đổi thuộc tính vật lý này đòi hỏi phải cập nhật các tiêu chí đánh giá cho các nhóm QA. Việc theo đuổi một cách mù quáng các tiêu chuẩn “sáng sủa, tròn trịa và tròn trịa” từ thời kỳ chì có thể dễ dàng dẫn đến việc phải làm lại quá nhiều, có khả năng làm hỏng lớp IMC trên miếng đệm. Trọng tâm nên chuyển sang định lượng góc thấm ướt và độ che phủ lấp đầy. Việc sử dụng thuật toán AOI có độ phân giải cao-để mô phỏng lại hình thái độc đáo của các mối hàn không chứa chì-sẽ giúp ngăn chặn những đánh giá sai lầm gây tổn thất trong sản xuất.
Tốc độ tăng trưởng lớp IMC và quản lý độ giòn của mối hàn
Môi trường-nhiệt độ cao của các quy trình không có chì-sẽ đẩy nhanh tốc độ phát triển của lớp IMC. Mặc dù IMC vừa phải là cần thiết để hàn ổn định, nhưng các hợp kim không chứa chì-như SAC305 có xu hướng hình thành các hợp chất liên kim Cu6Sn5 hoặc Ag3Sn quá dày trong quá trình hàn, làm tăng đáng kể độ giòn của mối nối.
Khi các thành phần PCBA gặp phải va đập khi rơi, rung hoặc ứng suất giãn nở/co lại do nhiệt, các bề mặt khớp quá giòn sẽ dễ bị gãy. Quản lý chất lượng phải thiết lập các hạn chế nghiêm ngặt về phản xạ lại thứ cấp và thực hiện giám sát nhiệt độ động của các đầu mỏ hàn tại các trạm quan trọng để ngăn chặn nhiệt độ cao tức thời trong quá trình hàn thủ công tạo ra các lớp kim loại dễ vỡ. Đối với các sản phẩm điều khiển ô tô hoặc công nghiệp, cần bổ sung thêm thử nghiệm sốc nhiệt để xác thực độ tin cậy cơ học trong các chu kỳ ứng suất dài hạn.
Hoạt động thông lượng và làm sạch ion dư
Do tốc độ oxy hóa cực kỳ nhanh của chất hàn không chì-ở nhiệt độ cao, chất trợ dung không chứa chì-tương ứng thường chứa tỷ lệ chất kích hoạt và nhựa thông cao hơn. Chất cặn do các thành phần này tạo ra sau phản ứng ở nhiệt độ-cao thường khó loại bỏ hơn và gây ra rủi ro di chuyển điện cao hơn.
Trong quá trình sản xuất PCBA, việc tự kiểm tra nên ưu tiên-làm sạch bề mặt bảng mạch sau khi hàn. Nếu quá trình làm sạch ion chưa hoàn tất trước lớp phủ phù hợp, thì các chất kích hoạt còn sót lại có thể kích thích sự phát triển dendrite trong môi trường ẩm ướt, gây ra hiện tượng đoản mạch vi mô. Các nhà máy phải thường xuyên kiểm tra nồng độ ion của dung dịch làm sạch và tối ưu hóa các thông số áp suất làm sạch bằng sóng siêu âm hoặc phun cho các quy trình không chứa chì.
Phần kết luận
Việc áp dụng các quy trình không có chì- vốn đã thu hẹp giới hạn dung sai trong khoảng thời gian quy trình. Nếu bạn gặp phải các trở ngại kỹ thuật như mối hàn màu xám, hư hỏng do nhiệt đối với các bộ phận hoặc độ tin cậy lâu dài-bị suy giảm trong quá trình chuyển đổi từ sản xuất có chì sang sản xuất không có chì, thì điều này cho thấy rằng logic kiểm soát chất lượng của bạn cần phải nâng cấp vật lý và hóa học sâu hơn.
Thông tin nhanhvề NeoDen
1) Được thành lập vào năm 2010, 200 + nhân viên, 27000+ Sq.m. nhà máy.
2) Sản phẩm NeoDen: Các máy PnP dòng khác nhau, NeoDen YY1, NeoDen4, NeoDen5, NeoDen K1830, NeoDen9, NeoDen N10P. Reflow Oven IN Series, cũng như Dây chuyền SMT hoàn chỉnh bao gồm tất cả các thiết bị SMT cần thiết.
3) 10000+ khách hàng thành công trên toàn cầu.
4) 40+ Đại lý toàn cầu hoạt động ở Châu Á, Châu Âu, Châu Mỹ, Châu Đại Dương và Châu Phi.
5) Trung tâm R&D: 3 phòng R&D với 25+ kỹ sư R&D chuyên nghiệp.
6) Được chứng nhận CE và nhận được 70+ bằng sáng chế.
7) 30+ kỹ sư hỗ trợ kỹ thuật và kiểm soát chất lượng, 15+ bộ phận bán hàng quốc tế cấp cao, để phản hồi khách hàng kịp thời trong vòng 8 giờ và cung cấp các giải pháp chuyên nghiệp trong vòng 24 giờ.