Во время проверки процесса пайки волновой пайкой на заводе автомобильной электроники в Дунгуане мы обнаружили, что после пайки той же партии печатных плат с оловянными брусками чистотой 99,99% выход АОИ при первом проходе достиг 99,3%. После перехода на оловянные стержни номинальной чистотой 99,9%, но с измеренным содержанием меди 0,012% и мышьяка 0,008%, в трех последовательных партиях наблюдались тусклость паяных соединений, недостаточная высота подъема припоя менее 0,3 мм и угол смачивания более 90° на концах выводов QFP, а степень доработки подскочила сразу до 6,7%. Это указывает на то, что примеси металлов в оловянных брусках не только влияют на температуру плавления, но и преимущественно сегрегируют на границе раздела припой/площадка, препятствуя равномерному образованию интерметаллидов Cu6Sn5.
In на реальных производственных линиях мы обычно используем XRF для быстрой входной проверки каждой партии жестяных стержней. При обнаружении содержания железа, превышающего 0,003%, или содержания свинца, превышающего 0,001%, партия немедленно выводится из эксплуатации и изолируются паяные платы, поскольку железо быстро катализирует окисление Sn при температуре выше 260 ℃, увеличивая поверхностное натяжение жидкого припоя более чем на 0,8 Н/м, что напрямую приводит к плохому образованию волн и неполному покрытию паяного соединения. Хотя свинец может снизить температуру плавления, он образует эвтектическую фазу с Sn, которая накапливается на краях паяных соединений, увеличивая количество точек зарождения микротрещин.
Более скрытые проблемы возникают с мышьяком и сурьмой. Эти два элемента имеют чрезвычайно низкую растворимость в расплавленном олове и легко осаждаются в виде наноразмерных включений. Они не могут быть удалены обычным удалением шлака центробежным способом, но могут накапливаться на границах зерен на финальной стадии затвердевания паяных соединений, снижая термостойкость паяных соединений более чем на 40%. In одна жалоба клиента: на материнских платах BMS после термического удара при -40 ℃ были обнаружены разомкнутые цепи, а окончательная отслеживаемость показала, что поставщик оловянных слитков тайно увеличил долю переработанного олова с 5% до 18%, при этом содержание мышьяка возросло с 0,002% до 0,015%.
Когда мы регулируем параметры пайки волной, мы никогда не регулируем только скорость цепи или высоту волны. Вместо этого мы вводим данные о чистоте оловянных слитков в систему SPC для совместной корректировки температурного профиля предварительного нагрева. Например, когда содержание серебра в оловянных слитках ниже 0,02%, а медь превышает стандарт, температуру первой температурной зоны необходимо снизить на 5 ℃, чтобы замедлить скорость окисления. В противном случае, даже если концентрация защиты азота достигнет 99,99%, толщина слоя IMC паяного соединения все равно будет колебаться на ±0,8 мкм, что еще больше повлияет на устойчивость к падению при долгосрочных испытаниях на надежность.
Коллеги по закупкам часто спрашивают, смогут ли отечественные прутки жести 99,99% заменить импортные. Наш ответ ясен: если в стороннем отчете SGS четко указаны медь ≤0,002%, железо ≤0,0015%, мышьяк ≤0,002%, свинец ≤0,0005%, а каждая тонна сопровождается номером плавильной печи и спектром микроэлементов, мы готовы провести машинную проверку. В противном случае, даже если он будет на 3000 юаней за тонну дешевле, мы категорически отказываемся его использовать, поскольку стоимость отзыва автомобиля из-за неисправности одного паяного соединения намного превышает один миллион юаней.
