동일한 SMT 생산 라인에서 납 함유 솔더 와이어와 무연 솔더를 혼합하는 것은 엄격히 금지됩니다. 이는 프로세스 권장 사항이 아니라 확고한 빨간색 선입니다. 두 가지 유형의 솔더 와이어의 합금 구성, 융점 온도, 플럭스 산가 및 잔류 이온 함량이 본질적으로 호환되지 않기 때문입니다. 일단 혼합되면 불균일한 솔더 조인트 습윤, 솔더 볼 튀기, 차가운 솔더 잔여물 및 기타 현상이 리플로우 단계에서 발생하며, 특히 0201 및 0402와 같은 소형 부품에서 문제가 더 빠르고 집중적으로 발생합니다.

무연 솔더의 공융 융점은 217°C인 반면, 기존 63/37 리드 솔더 와이어의 융점은 183°C에 불과합니다. 생산 라인을 전환할 때 납땜 팁, 납땜 포트, 스크레이퍼 또는 스텐실의 잔류물을 철저히 청소하지 않으면 저융점 납땜이 고온 영역에서 조기에 녹아 패드 표면을 오염시켜 후속 무연 납땜 중에 납땜 접합부의 야금학적 접합이 불충분하게 됩니다. 우리는 한 고객의 생산 라인에서 BGA 하단에 있는 3개의 연속 칩의 보이드율이 35%를 초과하는 것을 본 적이 있습니다. 근본 원인은 이전 근무조에서 솔더 포트 슬래그 제거 및 파이프라인 플러싱을 수행하지 않고 납 함유 솔더 와이어를 사용했기 때문입니다.

플럭스 시스템은 훨씬 더 화해할 수 없는 모순입니다. 납 솔더 와이어는 일반적으로 활성화 온도가 약 150°C인 로진 기반 또는 약유기산 플럭스를 사용하는 반면, 주류 무연 솔더는 활성화 시작 온도가 180°C 이상인 고활성 무세척 플럭스와 짝을 이룹니다. 혼합 후, 저온 플럭스는 고온 구간에서 탄화되어 고장이 나고, 고온 플럭스는 저온 구간에서 활성화되지 않습니다. 그 결과 솔더 조인트 표면이 검게 변하고, 90도 이상의 젖음 각도, 비정상적으로 얇고 불연속적인 IMC 층 성장이 발생합니다.

더 숨겨진 위험은 이온 잔류물에서 비롯됩니다. 납 함유 솔더 와이어 플럭스의 염화물 이온 함량은 종종 300μg/g 이상에 도달하는 반면, 무연 솔더에서는 이를 100μg/g 이내로 제어해야 합니다. 혼합 후 PCBA는 고온 및 고습 환경에서 전기화학적 이동이 매우 쉽습니다. 우리는 두 배치의 마더보드를 추적했고, 72시간의 전력 노화 후에 인접한 IC 핀 사이의 누설 전류가 12배나 급격하게 증가했습니다. 분해를 통해 솔더 와이어의 혼합으로 인해 Cl이 발생한 것으로 나타났습니다. 솔더 조인트 주변이 농축되어 수상돌기 단락이 발생합니다.

생산 라인이 납 함유 제품과 무연 제품을 모두 처리해야 하는 경우 솔더 포트를 물리적으로 격리하고, 온도 제어 곡선을 독립적으로 설정하고, 전용 스텐실 세척 탱크를 사용하고, 솔더링 팁의 번호 관리를 구현해야 합니다. 납땜 심지와 스크레이퍼 고무 스트립도 색상으로 구분해야 합니다. 그렇지 않으면 동일한 전기 납땜 인두를 사용하여 두 가지 유형의 PCBA를 교대로 납땜하더라도 납땜 팁의 내부 벽에 증착된 납-주석 합금은 다음 무연 작업 중에 납 요소를 지속적으로 침전시킵니다. XRF 테스트에서는 솔더 조인트의 납 함량 초과율이 67%에 달하는 것으로 나타났습니다.