Những sai lầm thường gặp khi sử dụng chất trợ hàn và cách phòng tránh

Trong quy trình sản xuất điện tử theo công nghệ SMT, chất trợ hàn đóng vai trò thiết yếu giúp tạo mối hàn bền chắc, dẫn điện tốt và đảm bảo độ tin cậy lâu dài của sản phẩm. Tuy nhiên, những sai lầm khi sử dụng chất trợ hàn vẫn diễn ra phổ biến tại nhiều nhà máy, gây ảnh hưởng nghiêm trọng đến hiệu suất sản xuất, tăng tỷ lệ lỗi và kéo theo chi phí khắc phục cao. Từ việc chọn sai loại chất, định lượng không phù hợp đến bỏ qua các bước kiểm tra dư lượng – tất cả đều có thể khiến sản phẩm không đạt tiêu chuẩn kỹ thuật. Bài viết dưới đây sẽ giúp bạn nhận diện các lỗi thường gặp và đưa ra giải pháp phòng tránh hiệu quả trong thực tế.

Tầm quan trọng của chất trợ hàn trong sản xuất SMT

Vai trò kỹ thuật trong tạo mối hàn

Chất trợ hàn (flux) là yếu tố không thể thiếu trong quá trình tạo mối hàn đạt chất lượng cao. Nhiệm vụ chính của chất trợ hàn là làm sạch lớp oxit trên bề mặt pad và chân linh kiện, giúp thiếc hàn dễ dàng bám dính và lan đều. Ngoài ra, flux còn giúp ngăn chặn quá trình oxy hóa khi gia nhiệt, tạo điều kiện để mối hàn đạt độ ướt lý tưởng và kết dính chắc chắn.

Nếu không có chất trợ hàn hoặc dùng không đúng cách, các mối hàn dễ gặp lỗi như: hàn lạnh, không ăn thiếc, hoặc tạo khuyết tật bên trong không thể phát hiện bằng mắt thường.

Ảnh hưởng đến độ tin cậy và chất lượng mạch

Một mối hàn không chỉ cần chắc chắn về mặt cơ học mà còn phải ổn định về điện học trong suốt vòng đời sản phẩm. Dư lượng chất trợ hàn còn sót lại sau quá trình hàn có thể dẫn đến ăn mòn, chập mạch, hoặc rò rỉ điện nếu không được kiểm soát đúng cách. Đặc biệt với các sản phẩm điện tử dân dụng, thiết bị y tế hoặc quốc phòng, việc đảm bảo độ sạch và độ bền của mạch sau hàn là yếu tố bắt buộc.

Do đó, sử dụng đúng loại chất trợ hàn – đúng lượng – và đúng cách là yêu cầu kỹ thuật then chốt giúp đảm bảo chất lượng sản phẩm cuối cùng.

Khi nào một loại chất trợ hàn bị dùng sai?

Việc dùng sai chất trợ hàn không chỉ là sai loại, mà còn có thể bao gồm:

• Sử dụng không đúng liều lượng (quá nhiều hoặc quá ít)

• Dùng sai phương pháp phân phối (bôi tay thay vì máy, hoặc ngược lại)

• Không đánh giá độ tương thích với PCB hoặc công nghệ hàn

Điều này thường xảy ra khi nhà máy không có quy trình SOP rõ ràng, hoặc khi nhân sự thiếu đào tạo bài bản về vật tư hàn. Kết quả là năng suất giảm, tỷ lệ lỗi tăng, và thậm chí ảnh hưởng đến uy tín thương hiệu khi sản phẩm bị lỗi sau khi đưa ra thị trường.

Các sai lầm phổ biến khi sử dụng chất trợ hàn trong SMT

Dùng sai loại chất trợ hàn cho công nghệ hàn

Một trong những lỗi cơ bản nhưng thường xuyên xảy ra là sử dụng không đúng loại chất trợ hàn với công nghệ hàn đang dùng. Ví dụ:

• Dùng chất trợ hàn dạng sóng (wave soldering) cho quy trình hàn hồi nhiệt (reflow) có thể gây bốc khói mạnh, để lại nhiều dư lượng hoặc thậm chí gây lỗi mối hàn.

• Dùng No-Clean nhưng vẫn đem đi rửa có thể làm tăng nguy cơ hấp thụ ẩm của mạch hoặc tạo cặn trắng — ảnh hưởng đến độ tin cậy.

• Dùng flux Water-Soluble nhưng không rửa sạch sau hàn sẽ để lại dư lượng ăn mòn, dẫn đến chập mạch sau một thời gian sử dụng.

Việc chọn sai loại flux bắt nguồn từ thiếu tiêu chuẩn hóa, thiếu trao đổi giữa bộ phận kỹ thuật và vật tư, hoặc đơn giản là thói quen “dùng đại”.

Bôi quá nhiều hoặc quá ít chất trợ hàn

Flux cần được sử dụng với lượng vừa đủ. Nếu quá nhiều, chất trợ hàn có thể:

• Gây chảy lan trên PCB

• Tạo ra bọt khí hoặc vết cặn sau khi hàn

• Làm mối hàn có hình dạng không đạt tiêu chuẩn

Ngược lại, nếu quá ít:

• Không đủ khả năng làm sạch oxit

• Thiếc không bám tốt, gây mối hàn lạnh hoặc không ăn thiếc

Đặc biệt trong dây chuyền tự động, việc thiếu kiểm soát lượng flux phân phối có thể dẫn đến lỗi đồng loạt trên cả loạt sản phẩm.

Không kiểm soát được thời gian sống (working life) của flux

Mỗi loại chất trợ hàn đều có thời gian hoạt động hiệu quả giới hạn, gọi là working life. Sau một thời gian mở nắp hoặc sử dụng, flux có thể bay hơi dung môi, thay đổi độ nhớt hoặc mất hoạt tính. Dùng flux đã quá hạn hoạt động thường gây:

• Thiếu độ ướt

• Mối hàn xốp, không đồng đều

• Dư lượng nhiều hoặc không phản ứng hết

Trong môi trường sản xuất SMT có nhiệt độ cao, nếu không kiểm soát chặt thời gian sử dụng thực tế của flux, chất lượng hàn sẽ sụt giảm mà khó phát hiện ngay lập tức.

Bỏ qua bước đánh giá dư lượng sau hàn

Một sai sót phổ biến khác là không kiểm tra dư lượng chất trợ hàn còn lại trên mạch sau quá trình hàn. Điều này đặc biệt nguy hiểm với các loại flux có độ hoạt hóa cao hoặc với mạch điện hoạt động ở điện áp thấp – nơi mà lượng dư rất nhỏ cũng có thể gây rò rỉ điện.

Việc không đánh giá dư lượng có thể dẫn đến:

• Ăn mòn chân linh kiện, đường mạch

• Tạo hiện tượng ion migration

• Không đạt yêu cầu kiểm tra AOI hoặc ICT

Hậu quả của việc sử dụng sai chất trợ hàn

Lỗi mối hàn và suy giảm hiệu suất điện

Việc sử dụng sai loại chất trợ hàn hoặc sử dụng không đúng cách có thể làm giảm chất lượng mối hàn. Những lỗi phổ biến bao gồm:

• Hàn lạnh (cold solder joint) khiến mạch dẫn điện không ổn định

• Không ăn thiếc, gây đứt kết nối điện

• Lớp thiếc quá dày hoặc không đồng đều, dẫn đến trở kháng không mong muốn

Kết quả là hiệu suất hoạt động của mạch suy giảm, đặc biệt dễ xảy ra lỗi trong các ứng dụng yêu cầu độ chính xác cao như thiết bị đo lường, viễn thông hay thiết bị y tế.

Tăng tỷ lệ lỗi sản phẩm trong kiểm tra AOI/X-ray

Các thiết bị kiểm tra tự động như AOI (Automatic Optical Inspection) hoặc X-ray có khả năng phát hiện lỗi hàn rất nhỏ, nhưng nếu sai sót về chất trợ hàn lặp lại có hệ thống (ví dụ: phân bố không đều, bọt khí, dư lượng không mong muốn), sẽ dẫn đến:

• Tăng số lượng cảnh báo lỗi

• Tăng thời gian kiểm tra lại (recheck), giảm tốc độ dây chuyền

• Khó phân biệt lỗi thực sự với “false positive”, ảnh hưởng tới độ tin cậy của QA/QC

Ngoài ra, nếu sai lỗi không bị phát hiện trong AOI, chúng có thể trở thành lỗi thực địa (field failure) gây ảnh hưởng nghiêm trọng đến uy tín sản phẩm.

Tăng chi phí bảo trì, sửa chữa hoặc trả hàng

Một lỗi nhỏ trong việc sử dụng chất trợ hàn có thể gây hậu quả lớn về chi phí:

• Sản phẩm lỗi khi giao đến khách hàng => bị trả hàng, ảnh hưởng hợp đồng

• Linh kiện lỗi sau khi lắp ráp => gây gián đoạn chuỗi cung ứng

• Mạch hoạt động không ổn định => phát sinh chi phí bảo hành, sửa chữa

• Trong trường hợp nghiêm trọng, có thể dẫn đến hủy cả lô sản phẩm do không truy vết được nguyên nhân từ đầu

Không chỉ thiệt hại về tài chính, các lỗi liên quan đến chất trợ hàn còn khiến doanh nghiệp mất điểm trong đánh giá năng lực chất lượng từ khách hàng quốc tế – đặc biệt là các OEM hoặc EMS có tiêu chuẩn nghiêm ngặt như Nhật Bản, Đức, Hoa Kỳ.

Cách phòng tránh và kiểm soát sai sót liên quan đến chất trợ hàn