O escurecimento da junta de solda causado pelo fio de solda não é de forma alguma uma opção no chão de fábrica. Desmontamos centenas de juntas enegrecidas e descobrimos que o mesmo carretel de fio de solda produz juntas brilhantes e brilhantes na Linha A, mas juntas cinzentas e opacas em lote na Linha B. Isso indica que o problema não está no lote de fio de solda em si, mas sim em uma incompatibilidade entre a lógica de controle de temperatura da linha de produção e a janela de atividade do fio de solda. Por exemplo, quando o fio de solda de 0,8 mm permanece na ponta de um ferro de solda a 320°C por mais de 2,5 segundos, um filme de Fluxo à base de resina carbonizada forma um revestimento marrom-preto irreversível na superfície da junta. Por outro lado, mudando para fio de solda contendo ativadores de ácido orgânico, mesmo quando a temperatura sobe para 340°C, a junta ainda retém um brilho metálico branco prateado, desde que a umedecimento seja concluída em 1,8 segundos.

Muitos engenheiros substituem imediatamente o fio de solda assim que percebem o escurecimento, apenas para descobrir que o novo lote começa a amarelar novamente após três dias. A verdadeira causa muitas vezes é que a temperatura do recipiente de solda por onda é mantida a longo prazo em 265°C sem proteção de nitrogênio, fazendo com que íons cloreto livres na solda fundida catalisem continuamente as reações de oxidação. Neste ponto, mesmo a mudança para fio de solda com baixo teor de halogênio não ajudará, pois seus resíduos de fluxo acelerarão a decomposição em complexos escuros sob condições de alta temperatura e ricas em oxigênio. Nossas medições no local em uma fábrica em Dongguan revelaram que quando a vazão de nitrogênio do recipiente de solda cai abaixo de 15L/min, a incidência de pontos pretos nas juntas aumenta de 7% para 34%. Mudar para fio de solda sem halogênio piora a umidade deficiente devido à atividade insuficiente, fazendo com que pontos pretos se espalhem de áreas localizadas para placas inteiras.

Problemas mais sutis se escondem no estágio de armazenamento do fio de solda. Quando a umidade da oficina é mantida durante todo o ano acima de 65% UR, traços de umidade absorvidos na superfície do fio de solda vaporizam instantaneamente durante a soldagem e rasgam o filme de fluxo, expondo o substrato de cobre ao ar em alta temperatura e causando escurecimento oxidativo. Este fenômeno é especialmente proeminente durante a soldagem de inverno de dispositivos sensíveis à eletrostática, já que os operadores costumam colocar o fio de solda diretamente próximo aos radiadores para assar. Embora a superfície pareça seca, o fluxo interno sofreu degradação térmica, com a atividade caindo em mais de 30%, manifestando-se finalmente como halos pretos acinzentados semelhantes a teias de aranha nas bordas das juntas.

O julgamento deve basear-se na análise transversal sob um microscópio. Se o escurecimento estiver limitado à camada de escória no topo da junta e puder ser facilmente removido com um cotonete IPA, provavelmente é um resíduo de fluxo carbonizado. Se a camada preta penetra profundamente no corpo da articulação e se interliga com a almofada de cobre em um padrão serrilhado, isso é causado por um espessamento anormal do composto intermetálico cobre-estanho (IMC). Neste ponto, substituir o fio de solda é Inútil; deve-se primeiro verificar se a espessura do ouro de imersão em níquel eletrolítico do PCB está abaixo de 0,05 μm, se o filme OSP expirou ou ajustar o gradiente de temperatura de pré-aquecimento para que a almofada atinja acima de 120 ° C antes de entrar em contato com a onda de solda para eliminar a umidade interfacial.

Insistimos em preparar três conjuntos de amostras de solda comparativas para cada lote de fio de solda antes de colocá-lo online, soldando na mesma placa de teste FR-4 em tempos de permanência fixos de 1,5 segundo a 300°C, 320°C e 340°C, respectivamente. A varredura XRF é usada para confirmar o nível de resíduos de halogênio nas articulações. Uma vez que a área de mancha preta no grupo de 320°C excede 12% da área de uma única almofada, o lote é imediatamente retirado de serviço e o desvio na taxa de adição de antioxidante durante o processo de fundição é rastreado, porque há uma relação de função de atenuação não negligenciável entre o valor da atividade do fio de solda no momento da liberação na fábrica e as condições reais de trabalho na linha de produção.