Почернение припойной проволоки проявляется в виде обесцвечивания внешней поверхности от темно-серого до угольно-черного цвета, часто появляющегося после хранения, во время ручной пайки или после воздействия оплавления, и хотя визуально оно вызывает тревогу, оно не всегда коррелирует с ухудшением паяемости, однако его присутствие сигнализирует о скрытой химической или термической нестабильности, которую следует искать в первопричинах, а не сбрасывать со счетов как косметические. Когда припойная проволока подвергается воздействию окружающего воздуха в течение длительного времени, особенно при повышенной температуре окружающей среды выше 35°C или при высокой относительной влажности, превышающей 60 %, матрица сплава олово-медь или олово-серебро-медь подвергается постепенному поверхностному окислению, при котором кислород диффундирует в приповерхностную решетку и реагирует с оловом с образованием SnO₂ и с медью с образованием CuO или Cu₂O, оба из которых вносят значительный вклад в оптическое потемнение, и этот эффект заметно ускоряется. если проволока не имеет эффективного канифольного защитного покрытия или подвергалась механической истиранию, удаляющей естественный пассивирующий слой.
Присутствие серосодержащих соединений в окружающей среде, таких как сероводород, выделяемый резиновыми упаковочными материалами, вулканизированными прокладками или даже некоторыми типами картонных коробок для хранения, вызывает быстрое потускнение за счет образования сульфида олова (SnS) и сульфида меди (Cu₂S), которые обладают сильными светопоглощающими свойствами и кажутся черными даже при субмикронной толщине, и такое загрязнение может произойти в течение 48 часов, если паять проволоку. рулоны хранятся в закрытых шкафах вместе с материалами, выделяющими серу, без пароизоляционной упаковки. Химический состав флюса играет решающую роль, особенно при использовании слабоактивированной канифоли (RMA) или флюсов, не требующих очистки, содержащих галогенированные активаторы, такие как адипиновая кислота, в сочетании с небольшими количествами брома или хлора, поскольку повторяющиеся термические циклы во время ручной пайки или пайки разлагают эти соединения на реактивные галогенные радикалы, которые атакуют поверхность припоя и катализируют локализованную коррозию, особенно на границах зерен, где микроструктурная неоднородность концентрирует электрохимический потенциал. различия.
Неправильное обращение во время подачи проволоки в автоматизированные системы пайки создает механическое напряжение, которое нарушает однородность пленки флюса, подвергая участки оголенного металла ускоренному окислению во время предварительного нагрева, а в сочетании с недостаточной продувкой азотом в печах селективной пайки, где концентрация кислорода превышает 1000 частей на миллион, скорость повторного роста поверхностных оксидов увеличивается в геометрической прогрессии в зоне расплавленного мениска. Условия хранения не менее важны: хранение припойной проволоки на складах без климатического контроля, где суточные колебания температуры превышают 15°C, вызывает конденсацию внутри запечатанных катушек, создавая микроэлектролитические ячейки между остатками флюса и поверхностями сплава, которые вызывают гальваническое потемнение, и однажды начавшись, эта реакция продолжается медленно даже при комнатной температуре без внешнего воздействия энергии. Факторы, связанные с поставщиком, включают непостоянный вес флюсового покрытия на единицу длины, изменение концентрации антиоксидантных добавок ниже требуемого порога 0,02–0,05 мас.%, а также использование регенерированного олова с повышенным уровнем примесей железа или никеля, которые образуют зародыши гетерогенных центров окисления.
Методы проверки должны выходить за рамки визуального осмотра, требуя анализа поперечного сечения SEM-EDS, чтобы отличить поверхностные сульфидные пленки от объемного интерметаллического окисления, а также FTIR-спектроскопии для идентификации разложившихся остатков органических кислот по сравнению с неповрежденными эфирами канифоли, поскольку сам по себе цвет не может отличить обратимое поверхностное потускнение от необратимой подповерхностной деградации. Смягчение последствий зависит от обеспечения хранения в азотной среде при температуре ниже 25°C и относительной влажности 40 %, исключении всех серосодержащих упаковочных компонентов, выборе проволоки с флюсовым покрытием с подтвержденными отчетами о содержании антиоксидантов и ограничении совокупного теплового воздействия во время ручной пайки менее чем тремя последовательными проходами при пиковых температурах наконечника, не превышающих 370 °C для стандарта 63/37 SnPb или 255 °C для бессвинцовых составов SAC305.
