Durante três dias consecutivos em uma linha de produção nas instalações de um cliente em Dongguan, observamos a formação excessiva de picos nas juntas de solda da superfície da PCB após a soldagem por onda, acompanhada de pontes localizadas. A análise transversal revelou inclusões irregulares preto-acinzentadas dentro das juntas de solda. O teste de composição sincronizada do lote atual de barras de solda mostrou um teor de cobre de 0,082%, excedendo em muito o limite superior de 0,05% especificado no IPC J-STD-006B, enquanto a impureza de ferro atingiu 0,015%, indicando que este lote de barras de solda foi contaminado com sucata de liga contendo cobre e o equipamento desgasta limalhas de ferro durante a fundição ou reciclagem. O cobre nas impurezas da solda forma preferencialmente compostos intermetálicos Cu6Sn5 com estanho. Essas partículas de fase dura não apenas impedem o umedecimento e o espalhamento da solda fundida nas almofadas, mas também se acumulam continuamente no recipiente de solda e aderem à parede interna do bocal de liga de titânio, causando padrões de fluxo de jato distorcidos e altura de onda instável. Observamos depósitos marrom-acinzentados óbvios na borda do bocal usando um endoscópio, com espessura de aproximadamente 0,15mm, resultando diretamente em fornecimento insuficiente de solda em algumas áreas e rejeitos estendidos. Mais seriamente, uma vez que as impurezas de arsénico excedam o limite (>0,001%), eles volatilizam em altas temperaturas e reagem com resíduos de Fluxo para formar As2O3 pulverulento branco. Esta substância não apenas contamina o forno, mas também se condensa na superfície da junta de solda na zona de resfriamento para formar um filme hidrofóbico, aumentando a taxa de falsa rejeição de AOI em mais de 40%. Em uma fábrica em Zhongshan, descartamos dois lotes consecutivos de placas de interface USB devido a esse problema. Se o teor de chumbo nas barras de solda flutuar Além de ±0,03% devido à mistura descontrolada, isso causará uma mudança eutética de temperatura. Medimos que a temperatura liquidus de um lote anormal de solda aumentou de 183°C para 185,7°C, resultando em umedecimento em todos os pinos do dispositivo QFP após a soldagem por onda. Sob um microscópio, observou-se que a solda cobria apenas 30% da área lateral do pino. In controle diário, a amostragem da composição espectral deve ser realizada para cada lote, com atenção especial às quatro principais impurezas: cobre, ferro, arsênico e chumbo. Confiar apenas nos relatórios de inspeção da fábrica do fornecedor não é aceitável, porque o descascamento da camada superficial de óxido nas barras de solda durante o transporte pode expor as camadas subjacentes de alta impureza. Certa vez, enviamos amostras das camadas superior e inferior do mesmo pacote fechado de barras de solda para teste, e o teor de cobre diferia em 0,021%. Antes de substituir por novas barras de solda, o recipiente de solda antigo deve ser completamente esvaziado e o bico limpo com um agente removedor de escória dedicado; caso contrário, a solda residual com alta impureza contaminará rapidamente todo o recipiente do novo material. Certa vez, uma fábrica pulou esta etapa, resultando na recuperação do conteúdo de cobre para 0,071% apenas 4 horas depois que novas barras de solda foram carregadas no pote.

Defeitos de soldagem por onda causados ​​por impurezas de solda nunca são fenômenos isolados. Eles muitas vezes se manifestam simultaneamente como três sinais: diminuição do brilho da junta de solda, deterioração da fluidez da solda e aceleração da taxa de geração de escória. Se o volume de escória aumentar mais de 3 vezes o valor normal, pode-se basicamente confirmar que a própria barra de solda contém impurezas excessivas. Neste ponto, a produção deve ser imediatamente interrompida para amostragem e enviada a um laboratório terceirizado para teste de ICP de elemento completo, em vez de ajustar cegamente a altura da onda ou a velocidade do transportador. Descobrimos que depois que as barras de solda com alta impureza foram deixadas a uma temperatura constante de 260°C por 2 horas, a escória flutuante na superfície representou 12,7% do peso total, enquanto as barras de solda qualificadas tiveram apenas 3,1%. Essa diferença é visível a olho nu na linha de produção: a escória flutuante aparece como pedaços marrom-escuros difíceis de remover, arrastando grandes quantidades de partículas metálicas não derretidas. Além disso, barras de solda com alto teor de impurezas apresentam respingos significativamente aumentados durante a soldagem por onda. Registramos com uma câmera de alta velocidade que, sob os mesmos parâmetros, o número de gotas respingadas foi 2,8 vezes maior que o do material qualificado. Essas minúsculas bolas de solda esfriam e aderem à parte traseira da PCB, criando um risco potencial de curto-circuito, que é especialmente perigoso para substratos BGA com passo de 0,4 mm. Os clientes muitas vezes acreditam erroneamente que aumentar o volume de pulverização do fluxo pode melhorar a umectação. Na realidade In, a atividade de reação da solda de alta impureza com o fluxo foi severamente degradada e a pulverização excessiva, em vez disso, exacerba o branqueamento da superfície do PCB e o resíduo iônico excessivo. Um cliente médico recebeu uma constatação de não conformidade durante uma auditoria de fábrica da UL devido a esse problema. Portantoe, para determinar se uma barra de solda é qualificada, não se pode confiar apenas no ponto de fusão e na espalhabilidade. Um julgamento abrangente deve ser feito combinando o desempenho real da soldagem por onda, a condição de escória e a morfologia da seção transversal da junta de solda. Quaisquer dados unidimensionais podem mascarar o verdadeiro risco.