솔더 와이어의 흑화는 외부 표면이 짙은 회색에서 칠흑색으로 변색되는 현상으로 나타나며 종종 보관 후, 수동 납땜 중 또는 리플로우 노출 후 나타납니다. 시각적으로 놀라운 사실이지만 항상 납땜성 저하와 관련이 있는 것은 아니지만 그 존재는 화학적 또는 열적 불안정성을 나타내는 신호로, 외관상 무시하기보다는 근본 원인을 추적해야 합니다. 솔더 와이어가 주변 공기에 장기간 노출되면, 특히 35°C 이상의 높은 주변 온도 또는 60%를 초과하는 높은 상대 습도에서 주석-구리 또는 주석-은-구리 합금 매트릭스는 점진적인 표면 산화를 겪습니다. 여기서 산소는 표면 근처 격자로 확산되고 주석과 반응하여 SnO2를 형성하고 구리와 반응하여 CuO 또는 Cu2O를 생성합니다. 두 가지 모두 광학적 암흑화에 크게 기여하며, 와이어가 효과적인 로진 기반 보호 코팅이 부족하거나 기본 보호층을 제거하는 기계적 마모가 발생했습니다.
고무 포장재, 가황 개스킷 또는 특정 유형의 판지 보관 상자에서 방출되는 황화수소와 같은 주변 환경에 황 함유 화합물이 존재하면 황화 주석(SnS) 및 황화 구리(Cu²S)가 형성되어 급속한 변색이 발생합니다. 이 두 물질은 모두 강력한 광 흡수 특성을 나타내며 서브미크론 두께에서도 검은색으로 나타납니다. 이러한 오염은 솔더 와이어 릴을 밀폐된 곳에 보관할 경우 48시간 이내에 발생할 수 있습니다. 증기 차단 포장 없이 황 방출 물질과 함께 캐비닛을 배치합니다. 플럭스 화학은 특히 소량의 브롬 또는 염소와 결합된 아디프산과 같은 할로겐화 활성화제를 포함하는 저활성 로진 약하게 활성화된(RMA) 또는 무세정 플럭스가 사용될 때 결정적인 역할을 합니다. 왜냐하면 손으로 납땜하거나 재작업하는 동안 반복된 열 사이클링은 이러한 화합물을 반응성 할로겐 라디칼로 분해하여 솔더 표면을 공격하고 특히 미세 구조 이질성이 전기화학적 전위차를 집중시키는 결정립 경계에서 국부적 부식을 촉진하는 반응성 할로겐 라디칼로 분해되기 때문입니다.
자동 납땜 시스템에 와이어를 공급하는 동안 부적절하게 취급하면 플럭스 필름의 균일성을 방해하는 기계적 응력이 발생하여 예열 중 금속 패치가 가속화된 산화에 노출됩니다. 또한 산소 농도가 1000ppm을 초과하는 선택적 납땜로에서 불충분한 질소 퍼지와 결합하면 표면 산화물 재성장 속도가 용융된 메니스커스 영역에 걸쳐 기하급수적으로 증가합니다. 보관 조건도 똑같이 중요합니다. 일주 온도 변동이 15°C를 초과하는 기후 제어가 되지 않는 창고에 보관된 솔더 와이어는 밀봉된 릴 내부에 응결을 유발하여 갈바닉 암흑화를 유발하는 플럭스 잔류물과 합금 표면 사이에 미세 전해 셀을 생성하고 일단 시작되면 이 반응은 외부 에너지 입력 없이 실온에서도 천천히 계속됩니다. 공급업체 관련 요인에는 단위 길이당 일관되지 않은 플럭스 코팅 중량, 필수 0.02~0.05wt% 임계값 미만의 항산화 첨가제 농도 변화, 이종 산화 부위의 핵을 생성하는 철 또는 니켈 불순물 수준이 높은 재생 주석 사용 등이 포함됩니다.
검증 방법은 육안 검사를 넘어서 표면 황화물막과 벌크 금속간 산화를 구별하기 위한 단면 SEM-EDS 분석과 저하된 유기산 잔류물과 손상되지 않은 로진 에스테르를 확인하기 위한 FTIR 분광학이 필요합니다. 색상만으로는 가역적인 표면 변색과 비가역적인 표면 하부 분해를 구별할 수 없기 때문입니다. 완화 방법은 25°C 및 40% RH 미만에서 질소 차폐 보관을 시행하고, 모든 황 함유 포장 구성 요소를 제거하고, 검증된 항산화제 함량 보고서를 통해 플럭스 코팅 와이어를 지정하고, 표준 63/37 SnPb의 경우 370°C, 무연 SAC305 제제의 경우 255°C를 초과하지 않는 피크 팁 온도에서 수동 납땜 중 누적 열 노출을 3회 미만의 연속 패스로 제한하는 것입니다.
