На одной производственной линии SMT строго запрещено смешивать этилированный припой и бессвинцовый припой. Это не рекомендация по процессу, а жесткая красная линия, поскольку состав сплава, температура плавления, кислотное число флюса и содержание остаточных ионов в двух типах припойной проволоки по своей сути несовместимы. После смешивания на этапе оплавления будут возникать неравномерное смачивание паяного соединения, разбрызгивание шариков припоя, остатки холодного припоя и другие явления, особенно на компонентах небольшого размера, таких как 0201 и 0402, где проблемы будут возникать быстрее и интенсивнее.
Эвтектическая температура плавления бессвинцового припоя составляет 217°C, тогда как температура плавления традиционной свинцовой припоя 63/37 составляет всего 183°C. При переключении производственных линий, если остатки на жале, припой, скребке или трафарете не будут тщательно очищены, легкоплавкий припой будет преждевременно плавиться в высокотемпературной зоне и загрязнять поверхность площадки, что приведет к недостаточному металлургическому соединению паяных соединений при последующей бессвинцовой пайке. Однажды на производственной линии одного из наших клиентов мы увидели, что процент брака трех последовательных микросхем в нижней части BGA превышает 35%. Основная причина заключалась в том, что в предыдущую смену использовалась припой с содержанием свинца, без удаления шлака из ванны припоя и промывки трубопровода.
The Flux system is an even more irreconcilable contradiction. Для пайки свинцовыми проволоками обычно используются флюсы на основе канифоли или слабых органических кислот с температурой активации около 150°C, в то время как для обычных бессвинцовых припоев используются высокоактивные не требующие очистки флюсы с температурой начала активации до 180°C или выше. После смешивания низкотемпературный флюс науглероживается и выйдет из строя в высокотемпературной секции, тогда как высокотемпературный флюс не сможет активироваться в низкотемпературной секции. The result is blackened solder joint surfaces, wetting angles greater than 90 degrees, and abnormally thin and discontinuous IMC layer growth.
Более скрытый риск связан с ионными остатками. Содержание хлорид-ионов во флюсе для припоя со свинцом часто достигает 300 мкг/г и более, тогда как для бессвинцового припоя необходимо контролировать его в пределах 100 мкг/г. После смешивания PCBA очень склонен к электрохимической миграции в условиях высокой температуры и влажности. Мы отслеживали две партии материнских плат, и после 72 часов старения ток утечки между соседними выводами микросхемы резко увеличился в 12 раз. Разборка выявила, что перепутанная пайка проводов вызвала Cl? обогащение вокруг паяных соединений, вызывающее дендритные короткие замыкания.
Если на производственной линии необходимо обрабатывать как этилированные, так и бессвинцовые продукты, необходимо физически изолировать ванны для припоя, независимо установить кривые контроля температуры, использовать специальные резервуары для очистки трафаретов и реализовать пронумерованное управление паяльными жалами. Даже фитиль припоя и резиновые полоски скребка должны иметь цветовую маркировку. В противном случае, даже если один и тот же электрический паяльник используется для поочередной пайки двух типов печатных плат, сплав свинец-олово, нанесенный на внутреннюю стенку паяльного жала, будет постоянно выделять элементы свинца во время следующей бессвинцовой операции. РФА-тестирование показывает, что превышение содержания свинца в паяных соединениях достигает 67%.
