在東莞某汽車電子廠進行波峰焊製程驗證時,我們發現用純度99.99%的錫條焊接同一批PCB板後,AOI一次合格率達99.3%。改用標稱純度99.9%但測得銅含量0.012%、砷含量0.008%的錫條後,連續三批出現焊點暗淡、爬焊高度不足0.3mm、QFP引腳端部潤濕角大於90°等問題,返工率直接躍升至6.7%。這顯示錫條中微量金屬雜質的不僅影響熔點,而且優先在焊料/焊盤界面處偏析,阻礙Cu6Sn5金屬間化合物的均勻形成。
In實際生產線,我們常用XRF對每批錫條進行來料快速檢驗。一旦偵測到鐵含量超過0.003%或鉛含量高於0.001%,立即停止此批次並隔離焊板,因為鐵在260℃以上會迅速催化Sn氧化,使液態焊料的表面張力增加0.8N/m以上,直接導致波峰形成不良和焊點覆蓋不完全。雖然鉛可以降低熔點,但它與Sn形成共晶相,積聚在焊點邊緣,增加了微裂紋起始點的數量。
砷和銻還存在更多隱藏的問題。這兩種元素在熔融錫中的溶解度極低,且容易以奈米級夾雜物的形式析出。它們無法透過常規的離心除渣去除,但會在焊點的最終凝固階段積聚在晶界處,使焊點的抗熱震性能降低40%以上。 In一客戶投訴,BMS主機板在-40℃熱衝擊後出現批量開路,最終溯源顯示錫條供應商偷偷將回收錫比例從5%提高到18%,砷含量從0.002%飆升到0.015%。
當我們調整波峰焊接參數時,我們絕對不會單獨調整鏈條速度或波峰高度。相反,我們將錫條純度資料輸入到 SPC 系統中,共同校正預熱溫度曲線。例如,當錫條銀含量低於0.02%、銅超標時,第一溫區溫度必須降低5℃,以減緩氧化速度。否則,即使氮氣保護濃度達到99.99%,焊點IMC層的厚度仍會波動±0.8μm,這將進一步影響長期可靠性測試中的耐跌落性能。
採購的同事常問國產99.99%錫條是否可以替代進口。我們的答案很明確:只要第三方SGS報告明確列出銅≤0.002%、鐵≤0.0015%、砷≤0.002%、鉛≤0.0005%,並且每噸附有冶煉爐號和微量元素譜,我們都願意進行上機驗證。否則,即使便宜3,000元/噸,我們也堅決拒絕使用,因為單一焊點故障造成的車輛召回成本遠遠超過100萬元。




