Неправильное смешивание двух припоев, изготовленных из припоев разных сплавов, в машине волновой пайки так же опасно, как смешивание дизельного топлива с моторным маслом. На первый взгляд они оба выглядят как слитки серебристо-серого металла, но на самом деле их соотношение свинца и олова, следы серебра и меди, а также типы активаторов совершенно разные. Как только они сосуществуют в расплавленном состоянии, возникнут такие проблемы, как осаждение эвтектических фаз с низкой температурой плавления, взвешивание частиц металла с высокой температурой плавления и дисбаланс скорости разложения флюса. На прошлой неделе на линии А мы столкнулись с ситуацией, когда после смешивания Sn63/Pb37 и Sn96.5/Ag3.0/Cu0.5 паяные соединения поседели и не прошли испытания на тягу в течение трех часов подряд.
Основная причина заключается в том, что, когда разница температур ликвидуса между различными припоями превышает 8°C, зона постоянной температуры 255°C, установленная для машины волновой пайки, просто не может обеспечить полное плавление и достаточную металлургическую реакцию обоих. Некоторые участки паяных соединений фактически находятся в полутвердом пастообразном состоянии, что приводит к увеличению угла смачивания и более высокой вероятности образования перемычек. Еще более неприятно то, что остаточные нерасплавленные частицы станут стойкими пятнами в последующих процессах очистки печатных плат, особенно создавая необратимые препятствия для смачивания плат с поверхностной обработкой OSP.
Некоторые до сих пор думают, что «поскольку они все на основе олова», их можно смешивать и использовать, только чтобы обнаружить, что количество шлака в 2,3 раза выше обычного, а частота снятия пены изменилась с одного раза в 4 часа до одного раза в 90 минут. Это связано с тем, что скорость миграции ионов меди в припоях разных сплавов сильно различается: система SnPb ускоряет растворение контактных площадок Cu, а система SAC тормозит этот процесс. После перемешивания образуются локальные богатые медью микрозоны, непосредственно катализирующие зарождение и рост шлака. Более того, датчик температуры печи на самом деле отображает среднюю температуру, которая не может отслеживать реальные термодинамические колебания, вызванные микроскопическими градиентами состава в ванне расплава.
Мы попробовали использовать спектрометр на линии B для измерения состава ванны расплава в режиме реального времени и обнаружили, что после 30 минут смешанной подачи отклонение содержания Sn достигло ±1,7%, а колебание Ag составило ±0,42%. Такие колебания намного превышают требования ±0,15% к однородности партии припоев из сплавов, указанные в IPC-J-STD-006. Поэтому вопрос не в том, можно ли это сделать, а в том, что после смешивания параметры выйдут из-под контроля, процент брака резко возрастет, и прослеживаемости не будет. Стоимость остановки линии для настройки машины намного превышает разницу в цене при покупке двух паяльных стержней одной модели.
Если вам действительно необходимо заменить припой из сплава, необходимо опорожнить всю ванночку с припоем и тщательно очистить остаточный кристаллический слой на внутренней стенке тигля. Используйте чистое олово для двух переходных проходов, прежде чем вставлять новые стержни припоя. В противном случае даже остаток 0,5% состава старого припоя снизит срок стойкости к окислению новой партии припоев на 40%. Эти данные получены в результате нашего трехлетнего отслеживания записей об изменении материалов для 27 машин волновой пайки, а не теоретических значений, смоделированных в лаборатории.
