Pengotor yang berlebihan pada batang solder gelombang bukanlah fenomena yang tidak disengaja, namun merupakan akibat yang tidak dapat dihindari dari lemahnya kontrol pengadaan, pencampuran bahan pemasok, atau peleburan berulang timah daur ulang yang tidak terkendali. Ketika kandungan tembaga dalam batangan timah melebihi 0,3wt%, kontak jangka panjang antara solder dan nozel tembaga pada suhu penyolderan gelombang 255℃±5℃ akan mempercepat pembentukan senyawa intermetalik Cu6Sn5, yang menyebabkan peningkatan viskositas solder dan fluiditas yang buruk, yang pada gilirannya menyebabkan lonjakan dan trailing sambungan solder. Setelah kandungan besi melebihi 0,02% berat, sejumlah besar partikel FeSn2 keras akan mengendap di dasar penangas timah. Partikel-partikel ini memasuki gelombang dengan sirkulasi solder dan menempel pada permukaan bantalan PCB, menyebabkan kegagalan pembasahan lokal dan sambungan solder dingin. In analisis kami terhadap tiga batch produk cacat berturut-turut di pabrik OEM di Dongguan, kami mendeteksi bahwa area pengayaan partikel besi sangat bertepatan dengan posisi titik sirkuit terbuka.
Manifestasi paling intuitif dari kotoran berlebih adalah permukaan PCB menjadi hitam setelah disolder dan tidak dapat dihilangkan dengan bahan pembersih konvensional. Hal ini sering kali berasal dari reaksi kompleksasi antara pengotor metaloid seperti arsenik dan antimon serta residu fluks pada suhu tinggi, membentuk film hitam yang tidak larut dengan ketebalan hingga 0,8～1,2μm. Ketika kandungan arsenik >0,005wt%, fenomena ini terutama terlihat pada lingkungan dengan konsentrasi perlindungan nitrogen <100ppm. Pada saat yang sama, jika jumlah total pengotor dengan titik leleh rendah seperti timbal dan bismut melebihi 0,15% berat, hal ini akan memperluas rentang pemadatan sambungan solder dan menyebabkan retakan mikro pada laju pendinginan >2,5℃/s. Cacat seperti itu hampir tidak mungkin diidentifikasi oleh AOI di bagian bawah paket QFN dengan pitch 0,4 mm, dan harus dideteksi dengan pemeriksaan pengambilan sampel sinar-X.
In kontrol harian, komposisi batangan timah harus diambil sampelnya dan diperiksa untuk setiap batch. Saat menggunakan spektrometer fluoresensi XRF untuk deteksi, jumlah titik pengambilan sampel harus tidak kurang dari 5, dan waktu pengujian titik tunggal tidak boleh kurang dari 45 detik untuk memastikan data stabil. Kemurnian Sn dari batangan timah berkualitas harus ≥99,3wt%, Cu≤0,25wt%, Fe≤0,015wt%, As≤0,004wt%, Bi≤0,05wt%. Kami pernah mengabaikan pengujian ulang sekumpulan timah batangan yang mengandung 0,072% berat bismut, yang menyebabkan hasil lintasan pertama FTL seluruh lini turun tajam dari 99,2% menjadi 94,6%, dan jam kerja pengerjaan ulang meningkat sebesar 3,8 jam per seribu keping. Parameter penyolderan gelombang harus dikencangkan secara bersamaan. Suhu penangas timah direkomendasikan untuk diturunkan menjadi 252℃±3℃, dan kecepatan konveyor disesuaikan dari 1,4m/mnt menjadi 1,2m/mnt untuk memperpanjang waktu perendaman dan mengkompensasi hilangnya gaya pembasahan. Pada saat yang sama, tinggi gelombang disesuaikan secara halus dari 8,5 mm menjadi 7,2 mm untuk menghindari akumulasi solder yang berlebihan dan memperburuk risiko jembatan.
Pemecahan masalah yang tidak normal tidak bisa hanya fokus pada kurva suhu tungku. Pertama, gunakan spatula baja tahan karat untuk mengambil sampel masing-masing dari bagian tengah, bawah, dan saluran keluar gelombang penangas timah, dinginkan untuk menyiapkan benda uji metalografi, dan amati di bawah mikroskop metalografi 500× apakah terdapat partikel fase heterogen yang jelas. Jika ditemukan gumpalan berwarna putih abu-abu dengan ukuran >8μm dan spektrum EDS menunjukkan rasio atom Fe/Sn mendekati 1:2, maka dapat ditentukan sebagai presipitasi FeSn2. Kedua, periksa morfologi terak timah. Terak teroksidasi normal berbentuk lepas dan flokulan serta mudah diselamatkan, sedangkan terak timah dengan pengotor berlebihan tampak sebagai gumpalan padat dengan kilau biru keunguan di permukaan dan bau asam yang menyengat. Pada saat ini, mesin harus segera dimatikan, bak mandi harus dibersihkan, dan kaleng baru harus diganti. Dilarang keras menambahkan apa yang disebut"agen pemurni" untuk menutupi masalah tersebut. Sebuah pabrik pernah menyebabkan dua motor pompa terbakar terus menerus dalam waktu tiga minggu karena hal ini.
Pengalaman dan keterampilannya terletak pada pembuatan arsip kehidupan batangan timah. Setelah penggunaan kumulatif batangan timah dengan merek dan batch yang sama melebihi 1200kg, batangan tersebut harus dihentikan secara paksa meskipun uji komposisinya memenuhi syarat, karena beberapa siklus termal akan terus memperkaya jejak pengotor. Uji pelacakan kami menunjukkan bahwa ekuivalen Cu aktual dari batangan timah setelah menggunakan 1500kg telah mencapai 0,29% berat, yang mendekati nilai kritis. Selain itu In, sebelum setiap penggantian timah, pastikan untuk menggunakan filter baja tahan karat 300 mesh untuk menyaring panas timah lama, dan mengontrol laju aliran filtrasi dalam 0,8L/mnt. Jika berat residu setelah penyaringan >0,7% dari berat timah awal, hal ini menunjukkan bahwa pengotor telah melampaui standar. Pada saat ini, bahkan menambahkan timah baru tidak dapat membalikkan tren kerusakan, dan seluruh bak mandi harus diganti.
