어제 오전 3시쯤, 생산라인이 갑자기 경보를 울리고 가동을 멈추었습니다. 웨이브 솔더링 포트 표면의 부유 드로스 두께는 8mm를 초과했으며, 3개의 연속 PCB에서는 후면에 심한 솔더 매달림이 나타났습니다. AOI 검사 결과 브리징 불량률이 12.7%까지 치솟은 것으로 나타났다. 즉시 웨이브를 멈추고 컨베이어 속도를 멈추고 스테인리스 스틸 스크레이퍼를 이용해 표면의 드로스를 급히 청소하는 동시에 솔더 온도를 255°C에서 248°C로 일시적으로 낮췄습니다. 이번 비상작전으로 47분 만에 생산라인이 재개됐지만 이날 마더보드 136개가 폐기됐다. 근본 원인은 플럭스 활성이 부족한 것이 아니라, 솔더바의 항산화 능력이 저하된 후 액체 표면에 산화주석이 지속적으로 축적된 것이었습니다. SnO와 SnO의 농도는 언제입니까? 0.35wt%를 초과하면 용융된 솔더의 표면 장력 구배가 흐트러지고 물결 모양이 무너지며 리플로우 중에 솔더가 핀에서 자연적으로 분리되지 못하여 잔류 솔더가 강제로 수행되어 솔더 비드와 드로스 덩어리가 형성됩니다.
우리는 비교 테스트를 위해 지난 달 보관된 두 배치의 솔더 바를 분해했습니다. 동일한 SAC305 구성을 사용하여 배치 A에는 0.018% 인과 0.004% 게르마늄이 포함되어 있고 배치 B에는 0.006% 인만 포함되어 있고 게르마늄은 포함되어 있지 않습니다. 결과는 255°C의 일정한 온도에서 72시간 동안 용융한 후 배치 A 솔더 액체 표면의 산화막 두께가 12μm 증가한 반면 배치 B의 두께는 39μm에 도달한 것으로 나타났습니다. 이는 솔더바의 항산화 특성이 단순히 융점을 낮추거나 유동성을 향상시키는 데에만 의존하는 것이 아니라, 용융된 솔더 표면에 조밀한 보호층을 형성하는 미량원소에 달려 있음을 보여줍니다. 인 원자는 SnO 격자의 격자간 위치에 삽입되어 산소 확산을 억제할 수 있는 반면, 게르마늄은 주석과 함께 GeSn 합금 상을 형성하여 계면 에너지를 감소시킵니다. 두 가지의 시너지 효과로 산화 속도를 60% 이상 줄일 수 있습니다.
질소 보호는 만병통치약이 아닙니다. 지난 금요일, 우리는 3호 웨이브 솔더링 기계에 완전 밀폐형 질소 후드를 설치했습니다. 일일 평균 드로스 양이 6.2kg에서 3.8kg으로 감소하는 등 초기 효과는 실제로 명백했습니다. 그러나 가동 15일 만에 드로스량은 5.5kg으로 반등했다. 분해 점검 결과 질소 유량계가 주석 재로 막혀 실제 질소 공급이 부족한 것으로 나타났습니다. 배출구에서 측정된 산소 함량은 860ppm으로 증가하여 공정 요구 사항인 50ppm 이하를 훨씬 초과했습니다. 더 중요한 것은 질소가 용융된 솔더의 상부 층만을 덮는 반면, 웨이브 형성 영역 아래에는 난류 데드 존이 있다는 것입니다. 용융된 땜납이 굴러가면 깊은 산화물이 계속해서 떠오릅니다. 따라서 솔더 바 자체의 항산화 특성을 업그레이드하지 않고 질소 적용 범위에만 의존하는 것은 기껏해야 드로스 양의 증가를 지연시킬 뿐이며 문제를 해결할 수 없습니다.
진정한 급진적 솔루션은 네 가지 측면에서 동시에 구현되어야 합니다. 첫 번째는 납땜 막대 모델을 교체하고 공급업체가 각 배치에 대해 인 함량이 0.015% 이상, 게르마늄 함량이 0.003% 이상인 ICP-MS 미량 원소 보고서를 제공하도록 요구하는 것입니다. 두 번째는 드로스 청소 리듬을 조정하는 것입니다. 더 이상 고정된 8시간마다 청소하지 않고 대신 솔더 액체 표면의 회색도를 실시간으로 모니터링합니다. 시각적으로 균일한 연한 회색 필름이 나타나고 스크래퍼 끌림 자국이 3초 이내에 치유되지 않으면 즉시 드로스를 청소하십시오. 세 번째는 솔더 포트 배플을 수정하여 웨이브 솔더 떨어지는 면에 15° 경사 배플을 설치하여 액체 표면에 직접 영향을 미치는 대신 고속으로 떨어지는 솔더를 포트 바닥으로 유도하는 것입니다. 네 번째는 솔더 온도 PID 매개변수를 다시 조정하여 255°C 목표 값의 ±1.5°C 변동 대역을 ±0.7°C로 압축하는 것입니다. 왜냐하면 1°C 증가할 때마다 SnO 생성 속도가 약 9.3% 가속되기 때문입니다.
예방의 핵심은 솔더 바 수명주기 아카이브를 구축하는 데 있습니다. 각 땜납을 교체하기 전에 휴대용 XRF 장비를 사용하여 용융된 땜납의 산소 당량을 측정하십시오. 0.28wt%를 초과하는 경우 교체를 의무화해야 하며 드로스량이 한도를 초과하는 경우에만 조치를 취할 수 없다. 동시에 매월 솔더팟 바닥의 침전물을 샘플링하고 검사합니다. 일단 Cu?Sn의 비율은? 금속간 화합물이 14%를 초과하는 경우, 구리 부품의 과도한 용해는 납땜 액체를 소비할 뿐만 아니라 산화 부반응을 촉진하기 때문에 체인 침지 깊이가 표준을 초과하는지 여부를 동시에 확인합니다. 지난 분기에 체인 침지 깊이를 12mm에서 9mm로 조정한 후 동일한 작업 조건에서 총 드로스 양이 22% 감소했습니다. 이 데이터는 이론적인 추론이 아니라 37교대 연속 추적 및 기록된 실제 결과입니다.
