Keadaan servis sebenarnya dari batang solder dalam mesin solder gelombang tidak pernah merupakan proses kesetimbangan termal statis, melainkan hasil gabungan dari oksidasi dinamis, agitasi mekanis, injeksi fluks kontinu, dan pelarutan logam sambungan solder. Kami terus melacak tiga lini produksi di pabrik elektronik otomotif di Dongguan selama tiga bulan dan menemukan bahwa, setelah batang solder SAC305 merek yang sama dioperasikan pada suhu konstan 265°C selama lebih dari 12 jam, kandungan perak dalam sampel solder dari dasar pot menurun sebesar 0,018%, sedangkan kandungan tembaga meningkat sebesar 0,007%. Meskipun variasi ini tidak melampaui batas standar ASTM B947, variasi ini cukup menyebabkan pembasahan yang buruk secara intermiten pada papan OSP, yang terutama terlihat pada bantalan pitch QFN 0,4 mm.
Inti dari perubahan komposisi batang solder bukanlah dekomposisi langsung paduan pada suhu tinggi, melainkan pelarutan logam secara terus menerus seperti tembaga, nikel, dan emas dari sambungan solder ke dalam wadah solder, yang mengubah koefisien aktivitas antara elemen asli. Selain In, perbedaan suhu antara zona aliran berkecepatan tinggi di dekat nosel penyolderan gelombang dan sudut mati pot dapat mencapai 15°C, menyebabkan terbentuknya sirkulasi konvektif yang lemah di dalam solder. Senyawa tembaga-timah yang lebih padat secara bertahap mengendap dan menempel pada permukaan tabung pemanas. Kami telah membongkar dan memeriksa tujuh mesin dengan usia berbeda dan menemukan bahwa rata-rata ketebalan endapan tembaga pada dinding bagian dalam pot yang digunakan selama lebih dari 18 bulan mencapai 0,13 mm, dibandingkan dengan hanya 0,02 mm pada pot baru. Endapan tersebut tidak hanya mengurangi efisiensi perpindahan panas tetapi juga memperburuk panas berlebih pada solder, yang selanjutnya mempercepat pelarutan tembaga secara terus menerus.
Masalah yang paling sering diabaikan di lokasi adalah interaksi antara residu fluks dan sampah. Fluks berbahan dasar rosin mulai berkarbonisasi di atas 250°C, dan produk kokasnya merangkum partikel sampah halus untuk membentuk eutektik dengan titik leleh rendah. Titik leleh zat tersebut bisa mencapai 198°C. Selama pemadatan dan peleburan berulang kali pada permukaan gelombang, mereka terus menerus menyerap unsur-unsur yang mudah menguap seperti perak dan antimon. Kami menggunakan ICP-MS di pabrik OEM di Suzhou untuk membandingkan komposisi sampah permukaan dengan batang Solder Baru dan menemukan bahwa tingkat perolehan perak dalam sampah hanya 61,3%, sementara antimon diperkaya hingga 2,4 kali lipat kandungan aslinya. Hal ini menunjukkan bahwa apa yang disebut “perubahan komposisi” sering kali bukan merupakan perubahan global yang seragam, namun lebih merupakan migrasi elemen regional yang dibawa oleh lapisan sampah.
Menentukan apakah batang solder perlu diganti tidak bisa hanya mengandalkan suhu dan waktu; perlu untuk secara bersamaan memantau fluktuasi kekuatan tarik sambungan solder, tingkat pembusukan fluiditas permukaan wadah solder, dan tren peningkatan tingkat penghubung di bagian belakang PCB. Pada lini produksi modul pencahayaan di Zhongshan, kami pernah memperpanjang siklus penggantian solder dari 8 jam menjadi 10 jam. Meskipun pengujian komposisi masih berada dalam kisaran yang dapat diterima, tingkat sambungan solder dingin pada papan OSP meningkat dari 0,012% menjadi 0,037%. Akar penyebabnya adalah peningkatan tegangan permukaan solder sebesar 0,8 mN/m, yang merupakan manifestasi langsung dari lapisan campuran CuO-Cu2O yang dibentuk oleh reaksi antara tembaga dan fluks berkarbonisasi. Oleh karena itu, hal pertama yang harus dilakukan para insinyur pada shift pagi bukanlah mengukur suhu, melainkan segera mengikis permukaan bak mandi dengan sendok baja tahan karat untuk mengamati ketebalan lapisan sampah dan keseragaman reflektifitasnya.
Bahaya sebenarnya dari batang solder dalam mesin solder gelombang bukanlah suhu tinggi itu sendiri, melainkan mekanisme degradasi berpasangan rangkap tiga yang dibentuk oleh suhu tinggi dikombinasikan dengan gangguan frekuensi rendah, jenis fluks yang tidak cocok, dan siklus pembersihan pot yang tertunda. Kesesuaian satu parameter pun tidak dapat menunjukkan bahwa keseluruhan wadah solder masih memiliki ketahanan proses. Seperti yang sering kita katakan, hanya karena panci solder tidak terlalu panas untuk disentuh bukan berarti tidak sakit; biarkan sambungan solder berbicara.
