Misturar incorretamente duas barras de solda feitas de ligas diferentes em uma máquina de solda por onda é tão perigoso quanto misturar diesel em óleo de motor. Na superfície, ambos aparecem como lingotes de metal cinza prateado, mas na realidade, suas proporções de chumbo-estanho, vestígios de elementos de prata e cobre e tipos de ativadores são completamente diferentes. Uma vez que coexistam em estado fundido, ocorrerão problemas como a precipitação de fases eutéticas de baixo ponto de fusão, suspensão de partículas metálicas de alto ponto de fusão e desequilíbrio na taxa de decomposição do Fluxo. Na semana passada, na Linha A, encontramos uma situação em que, após misturar Sn63/Pb37 e Sn96.5/Ag3.0/Cu0.5, as juntas de solda ficaram cinza e falharam nos testes de empuxo por três horas consecutivas.
A causa raiz é que quando a diferença de temperatura liquidus entre diferentes barras de solda excede 8°C, a zona de temperatura constante de 255°C definida para a máquina de solda por onda simplesmente não pode acomodar a fusão completa e a reação metalúrgica suficiente de ambas. Algumas áreas de juntas de solda estão, na verdade, em um estado pastoso semissólido, levando a um ângulo de molhamento aumentado e a uma maior probabilidade de formação de pontes. O que é mais problemático é que as partículas residuais não derretidas se tornarão manchas teimosas nos processos subsequentes de limpeza de PCB, causando especialmente obstáculos irreversíveis à umidade para placas com tratamento de superfície OSP.
Algumas pessoas ainda pensam que"uma vez que são todos à base de estanho", podem ser misturados e usados, apenas para descobrir que a quantidade de escória é 2,3 vezes maior do que o normal, e a frequência de escumação mudou de uma vez a cada 4 horas para uma vez a cada 90 minutos. Isso ocorre porque a taxa de migração dos íons de cobre em diferentes soldas de liga varia muito: o sistema SnPb acelera a dissolução dos Cu Pads, enquanto o sistema SAC inibe esse processo. Após a mistura, formam-se microzonas locais ricas em cobre, catalisando diretamente a nucleação e o crescimento da escória. Além disso, o que o sensor de temperatura do forno retorna é na verdade a temperatura média, que não pode monitorar as flutuações termodinâmicas reais causadas por gradientes microscópicos de composição dentro da poça fundida.
Tentamos usar um espectrômetro na Linha B para medir a composição da poça fundida em tempo real e descobrimos que após 30 minutos de alimentação mista, o desvio do conteúdo de Sn atingiu ± 1,7% e a flutuação de Ag foi de ± 0,42%. Tais flutuações excedem em muito o requisito de ±0,15% para consistência de lote de soldas de liga especificadas na IPC-J-STD-006. Portanto, não é uma questão de saber se isso pode ser feito, mas sim de que, após a mistura, os parâmetros ficarão fora de controle, as taxas de defeitos aumentarão e não haverá rastreabilidade. O custo de parar a linha para ajustar a máquina é muito maior que a diferença de preço entre comprar duas barras de solda do mesmo modelo.
Se você realmente precisar trocar as soldas de liga, deverá esvaziar todo o pote de solda e limpar completamente a camada cristalina residual na parede interna do cadinho. Use estanho puro em duas passagens de transição antes de introduzir novas barras de solda. Caso contrário, mesmo um resíduo de 0,5% da composição antiga da barra de solda reduzirá a vida útil da resistência à oxidação do novo lote de barras de solda em 40%. Esses dados vêm do nosso acompanhamento de três anos de registros de alterações de materiais para 27 máquinas de solda por onda, e não de valores teóricos simulados em laboratório.
