대기 수분에 장기간 노출된 솔더 와이어는 특히 구리 또는 은 합금 원소가 존재하는 결정립 경계에서 표면 산화가 가속화되며, 이 산화는 상대 습도가 60%를 초과하고 주변 온도가 25°C 이상으로 유지되면 PCB 패드와 용융상 접촉 중에 즉각적인 젖음 저항을 유발합니다. 솔더 와이어 내의 로진 기반 또는 무세척 플럭스 코어는 시간이 지남에 따라 수증기를 흡수하여 유기산 활성화제를 가수분해하고 구리 표면에서 금속 산화물을 제거하는 능력을 감소시켜 적절한 인두 팁 온도와 유지 시간이 유지되는 경우에도 솔더 조인트가 차가운 경우가 증가합니다. 수분 유입은 또한 플럭스의 주석과 잔류 할로겐화물 이온 사이의 미세 갈바닉 부식을 촉진하여 응고되는 솔더 필렛 아래에 갇히게 되고 X선 검사에서 표면 아래 다공성으로 나타나는 수소 가스 기포를 생성합니다.
리플로우 또는 수동 납땜 중에 습기가 많은 납땜 와이어는 접합 영역에 잠복 열 에너지를 전달하여 용융 금속 흐름을 방해하고 튀는 현상을 유발하는 급속한 기화를 유발합니다. 특히 수지 함량이 높은 0.3mm 직경 와이어를 사용할 때 두드러지며, 이 효과는 이슬점이 10°C를 초과하는 환경에서 와이어를 밀봉하지 않은 상태로 72시간 이상 보관할 경우 더욱 악화됩니다. 흡수된 물의 존재는 용융된 솔더와 구리 사이의 계면 장력을 변경하여 접촉각을 예측할 수 없게 낮추어 접합의 일부 섹션은 우수한 모세관 작용을 나타내는 반면 인접 영역은 불완전한 가장자리 젖음 현상을 나타냅니다. 이 현상은 동일한 습도 조건에 노출된 사전 산화된 Cu 기판에서 고착성 낙하 측정을 통해 확인되었습니다. 반복되는 열 사이클링은 각 사이클마다 습기로 인한 산화물 층이 더 두꺼워지고 플럭스 회수 능력이 감소하고 허용 가능한 접합 형태를 위한 프로세스 창이 좁아지기 때문에 손상을 더욱 악화시킵니다.
보관 조건은 솔더 와이어의 서비스 수명을 직접적으로 결정하며 일일 RH 변동이 40%~85% 사이인 기후 제어되지 않은 공간에 보관된 포장되지 않은 스풀은 5일 이내에 기능적 플럭스 활성을 잃는 반면, 건조제가 포함된 진공 밀봉 릴은 씰이 손상되지 않고 내부 습도 표시기가 분홍색이 아닌 파란색으로 표시되는 경우 6개월 이상 일관된 성능을 유지합니다. 산화가 임계 두께에 도달할 때까지 표면 모양이 변하지 않기 때문에 육안 검사만으로는 초기 단계 수분 흡수를 감지할 수 없습니다. 그러나 새로 절단된 단면에 대한 전기 저항률 측정에서는 75% RH 및 30°C에서 96시간 후 최대 12%까지 측정 가능한 증가가 나타납니다. 이는 거시적 변색이 발생하기 전에 벌크 격자가 붕괴됨을 나타냅니다. 손으로 납땜하는 작업자는 종종 간헐적인 접합 실패를 다리미 온도 드리프트 또는 팁 오염으로 잘못 간주합니다. 실제로 근본 원인은 2교대 이전에 밀봉된 포장에서 제거되어 열린 창 근처 벤치에 노출되지 않은 상태로 방치된 납땜 와이어에 있습니다.
수분 보조 노화 중에 생성된 플럭스 분해 생성물에는 가열 중에 조기에 휘발되는 휘발성 카르복실산과 분해된 로진이 포함되어 있으며, Sn과 Cu 사이의 금속간 층 성장을 방해하는 탄소성 잔류물을 남겨 IPC-J-STD-002C에 따라 테스트된 건조 조건 제어에 비해 전단 강도가 18~22% 감소합니다. 30% RH의 저습 보관조차도 멀티코어 와이어, 특히 아연 또는 비스무트 첨가제가 포함된 와이어의 플럭스 채널을 따라 점진적인 수분 확산을 방지하지 못합니다. 왜냐하면 이러한 합금 원소가 극성 물 분자를 코어 인터페이스로 끌어당기는 국부적인 전기화학적 전위 구배를 생성하기 때문입니다. 솔더 와이어 캐비닛 내부에 내장된 용량성 습도 센서를 사용한 실시간 모니터링은 내부 스풀 미기후가 열 지연 및 제한된 공기 교환으로 인해 주변 판독값보다 20~30% 더 높은 RH 수준을 유지할 수 있음을 보여 주었으며, 거짓 음성 저장 평가를 피하기 위해 14일마다 정기적인 센서 교정이 필수입니다.
습기가 손상된 와이어로 형성된 솔더 조인트의 기계적 무결성은 진동 스트레스 하에서 더 빨리 악화되며, IPC-9708에 따라 테스트한 경우 25g 가속에서 500사이클 후에 피로 수명이 거의 절반으로 감소합니다. 이러한 저하는 Auger 전자 분광법을 통해 측정된 계면 산소 농도의 증가와 밀접한 상관관계가 있습니다. 이는 수분 손상이 눈에 보이는 결함으로 나타나기 전에 원자 규모에서 시작된다는 것을 확인시켜 줍니다. 일단 손상되면 솔더 와이어는 베이킹이나 진공 건조를 통해 복원할 수 없습니다. 왜냐하면 플럭스 화학이 돌이킬 수 없게 변하고 산화층이 지하 입자 구조에 내장되어 있기 때문입니다. 이는 수정이 아닌 예방을 의미하며 접합 실패가 선택 사항이 아닌 고신뢰성 항공우주 어셈블리를 위한 질소 퍼지 디스펜싱 시스템의 필수 사용을 포함하여 모든 처리 프로토콜을 구동해야 함을 의미합니다.
