O fenômeno de branqueamento das juntas de solda por onda é muitas vezes mal interpretado na linha de produção como resíduo de Fluxo ou resfriamento excessivamente rápido, mas na verdade a maioria dos casos resulta da pureza abaixo do padrão da liga da barra de solda. GB/T 8012, 2013 exige explicitamente que a fração de massa do componente principal Sn na solda à base de estanho não seja inferior a 99,3%, o limite superior do conteúdo Pb seja de 0,005% e a soma total de As+Sb+Bi não deve exceder 0,01%. Uma vez que a impureza Cu na barra de solda exceda 0,02%, ela acelerará a oxidação no estado fundido em alta temperatura, gerando compostos intermetálicos Cu6Sn5 que se acumulam na superfície da junta de solda, formando uma camada fosca branco-acinzentada visível.
Certa vez, realizamos testes ICP-OES em barras de solda do mesmo tipo de três fornecedores e descobrimos que o valor medido Sn do lote da Fábrica A foi de 99,27% com Pb atingindo 0,007%; embora o Sn da Fábrica B tenha atingido 99,35%, seu conteúdo de elemento único Bi foi de 0,006%, ambos violando os requisitos de limite da Cláusula 4.2 do GB/T 8012, 2013. As juntas de solda PCBA correspondentes após a soldagem por onda tiveram taxas de detecção de pontos brancos de até 18,3% e 15,6%, respectivamente, na inspeção AOI, excedendo em muito o limite de defeito de 5% permitido por IPC-A-610G Classe 2.
A pureza insuficiente da barra de solda também induzirá uma reação em cadeia. Quando a impureza Fe em Sn excede 0,001%, partículas duras de FeSn2 precipitarão continuamente no banho de estanho para soldagem por onda. Essas partículas não apenas se incorporam nas juntas de solda causando microfissuras, mas também se acumulam na superfície do impulsor da bomba de estanho, levando à atenuação do fluxo. Assim, um cliente experimentou um aumento acentuado na taxa de levantamento do filete da junta de solda de 2,1% para 9,7%, e a frequência de desligamento para limpeza da bomba de estanho aumentou de uma vez por semana para uma vez por dia, aumentando diretamente os custos de manutenção do equipamento em 37%.
As operações no local devem implementar um mecanismo de verificação duplo. Antes de novos lotes de barras de solda serem armazenados, um relatório de teste SGS de terceiros deve ser solicitado e sua página de dados original verificada; ao mesmo tempo, serão retiradas amostras do banho de estanho fundido para um teste rápido de titulação. Se a cor do ponto final da titulação mudar de vermelho brilhante para rosa claro, isso indica que o conteúdo de Sn é inferior a 99,3%. Neste ponto, a alimentação deve ser interrompida imediatamente e iniciado o processo de rastreabilidade da qualidade do fornecedor. É estritamente proibido evitar riscos através da abordagem de “usar primeiro, inspecionar depois”.
O processo de remoção de impurezas durante a fundição da barra de solda afeta diretamente a pureza final. As barras de solda produzidas por fusão por indução a vácuo têm um teor médio de oxigênio 42% menor do que aquelas fundidas em fornos de frequência elétrica comuns. In nossos testes comparativos, descobrimos que a taxa de mancha branca das juntas de solda para o primeiro ficou estável dentro de 0,8%, enquanto a do último oscilou entre 3,2% e 6,9%. Isso mostra que no momento da compra não se pode apenas olhar a qualidade nominal do produto, mas também confirmar se ele possui qualificação de desoxidação a vácuo e registros do forno correspondentes ao número do lote de produção.
As configurações dos parâmetros de soldagem por onda não podem compensar defeitos na própria barra de solda. Mesmo que a temperatura de pré-aquecimento seja aumentada de 120°C para 145°C e a velocidade da corrente seja reduzida de 1,2 m/min para 0,9 m/min, a taxa de melhoria para o branqueamento da junta de solda causada por Bi excessivo é inferior a 11%, o que exacerba o risco de delaminação do substrato PCB. Portanto, os ajustes do processo devem avançar para a etapa de acesso aos materiais. Qualquer barra de solda que não forneça um relatório de teste de elemento completo dos últimos três meses será rejeitada sem exceção.
Para determinar no local se o branqueamento da junta de solda decorre de problemas na barra de solda, três dimensões devem ser investigadas simultaneamente. Primeiro, use XRF para realizar análise de varredura de área na área da junta de solda; se a proporção atômica Sn/Cu for inferior a 28:1, é altamente indicativo de contaminação por Cu. Segundo, verifique a cor do sedimento no fundo do banho de estanho; normalmente devem ser grumos densos preto-acinzentados e, se aparecerem como flocos soltos marrom-amarelados, indicam uma grande quantidade de formação de óxido. Terceiro, observe se há rebarbas serrilhadas na borda da junta de solda; esta característica está diretamente relacionada ao aumento anormal no ângulo de molhamento causado pela pureza insuficiente de Sn.
A Cláusula 5.4 da GB/T 8012, 2013 estipula obrigatoriamente que cada lote de barras de solda deve ser enviado com uma declaração de conformidade e dados de teste. Contudo, na realidade, algumas pequenas fábricas reutilizam o mesmo relatório para vários lotes de fornos. Recomenda-se selecionar aleatoriamente dois pacotes de barras de solda durante a aceitação, numerá-los separadamente e enviá-los para inspeção. Se o desvio dos resultados dos testes exceder 0,03%, será considerado fraude de dados e um procedimento de reclamação será iniciado de acordo com o artigo 40 da Lei de Qualidade do Produto.
