우리 공장은 작년에 Sn99.3Cu0.7 솔더 바 3개 배치를 전환했습니다. 동일한 JT 웨이브 솔더링 기계를 265°C에서 8시간 동안 연속적으로 작동시킨 후 PCB 뒷면의 솔더 조인트 필렛 리프팅 비율이 1.2%에서 4.7%로 증가한 것을 발견했습니다. 0.3% 은을 함유한 Sn99.0Ag0.3Cu0.7로 전환한 후, 동일한 작동 조건에서 필렛 리프팅율은 1.5% 이하로 안정화되었습니다. 이는 용융 솔더의 표면 장력에 대한 은의 억제 효과가 장기간 열 노출 동안 대체될 수 없음을 보여줍니다. 그러나 은 가격 변동으로 인해 솔더바 1톤당 비용이 8,300위안 추가되므로 조달팀은 월 사용량 2.3톤을 기준으로 상각 비용을 계산해야 합니다.

생산 라인에서 가장 직접적인 피드백은 OSP 보드의 납땜 불량입니다. Sn99.3Cu0.7을 사용한 경우 핀 피치가 0.6mm인 커넥터의 냉납 접합률은 0.89%에 달했으며, 은 함유 합금으로 전환한 후 0.11%로 떨어졌습니다. 이는 은이 경계면에서 Cu6Sn5 금속간 화합물의 균일한 퍼짐을 가속화하는 반면 순수 SnCu 솔더는 OSP 층의 약간 산화된 상태에서 젖음 시작이 느리기 때문입니다. 특히 컨베이어 속도가 1.4m/min 이상으로 증가하면 플럭스 활성화 창이 더욱 짧아져 인터페이스 변위 반응을 완료할 시간이 남지 않습니다.

지난 주에 우리는 전면에 0201 저항이 있고 후면에 1.27mm 피치 핀 헤더가 있는 양면 혼합 마운트 보드를 디버깅했습니다. 2차측 리플로우에 Sn99.3Cu0.7을 사용할 때 핀 헤더의 솔더 조인트 브리징 비율은 6.3%까지 높았습니다. 은 함유 솔더바로 전환한 후 브리징 비율은 0.9%로 감소했습니다. 그 이유는 은이 용융된 땜납의 점도를 낮추어 웨이브 분리 순간에 과잉 땜납이 더 쉽게 수축되기 때문입니다. 그러나 이것이 보편적인 해결책은 아닙니다. 예열 온도가 125°C 미만으로 너무 낮으면 은 함유 솔더 바가 활성 플럭스의 조기 분해로 인해 솔더 조인트 변색을 유발합니다.

우리는 5개 공급업체의 Sn99.3Cu0.7 솔더 바를 테스트했으며 측정된 구리 함량은 0.68%에서 0.73% 사이에서 변동했습니다. 그 중 구리 함량이 상한선에 가까운 두 배치는 평균보다 22% 더 많은 웨이브 솔더링 드로스를 생성했습니다. 이는 구리 함량이 허용치를 0.03% 포인트만 초과하더라도 Sn-Cu 공융상의 석출 속도를 가속화하여 산화 드로스의 형성을 가속화한다는 것을 보여줍니다. 따라서 입고 검사에서는 모든 배치의 구리 함량을 측정해야 하며 공장 검사 보고서에만 의존할 수는 없습니다.

은 함유 합금의 드로스 형태도 다릅니다. Sn99.0Ag0.3Cu0.7에 의해 생성된 부유 드로스(floating dross)는 입자가 더 미세하고 덩어리로 뭉칠 가능성이 높기 때문에 드로스 스키밍 빈도를 2시간에 한 번에서 3.5시간에 한 번으로 확장할 수 있습니다. 그러나 은은 스테인레스 스틸 노즐의 부식을 가속화합니다. 특정 브랜드의 은 함유 솔더바를 15일 동안 지속적으로 사용한 후, 노즐 목 직경의 마모량이 0.18mm에 도달하여 장비의 허용 한계인 0.15mm를 초과한 것으로 측정되었습니다. 노즐을 미리 교체해야 하는데, 이런 숨겨진 유지관리 비용을 간과하는 경우가 많습니다.

마지막 알림: 모든 은 함유 솔더 바의 경우, 40분 이상 가동을 중단한 후 퍼니스를 다시 시작할 때, 교반하기 전에 먼저 표면에 응축된 딱딱한 크러스트를 긁어내야 합니다. 그렇지 않으면 은이 풍부한 층이 솔더 순환과 함께 펌프 캐비티로 들어가 기어 펌프 간극 걸림이 발생합니다. 이로 인해 우리는 긴급 수리 라인을 두 번이나 중단해야 했고, 매번 217장의 보드 생산 능력을 잃었습니다. Sn99.3Cu0.7에는 이 문제가 없습니다. 응고 구조가 더 균일하고 재시작 작업에 대한 내결함성이 더 높습니다.