Сильное окисление припоев – это не проблема, вызванная каким-то одним технологическим этапом, а концентрированное проявление неконтролируемых состояний на протяжении всего рабочего процесса от приемного склада, работы паяльника до пайки волной. Однажды на нашей производственной линии в течение трёх дней подряд наблюдалось большое количество шариков припоя и дефектов перемычек, а первопричиной в конечном итоге была выявлена чрезмерная влажность на складе и неспособность хранить открытые стержни припоя под защитой азота, что привело к образованию на поверхности плотной оксидной плёнки. Когда этот оксидный слой попадает в ванну для припоя, он не может быть полностью удален флюсом и вместо этого ускоряет дисбаланс поверхностного натяжения нового расплавленного припоя, что еще больше вызывает разбрызгивание и плохое смачивание паяного соединения.
При работе с сильно окисленными припоями категорически нельзя просто нагревать и перемешивать. Вместо этого сначала необходимо использовать скребок из нержавеющей стали для тщательного удаления окалины и выключить машину, чтобы она остыла до температуры ниже 180°C, затем партиями добавляются новые стержни припоя для замены градиентного плавления. Количество добавляемого каждый раз не должно превышать 15% от общего количества исходного расплавленного припоя, в противном случае термический удар приведет к попаданию большого количества оксидов внутрь паяных соединений. При этом весь комплект флюса необходимо заменять синхронно, поскольку действующие вещества в старом флюсе полностью израсходовались, а остаточные галогениды вместо этого будут усиливать электрохимическую коррозию стержней припоя.
Ключом к снижению скорости окисления припоя является блокирование пути контакта кислорода. Мы требуем, чтобы все ванны для пайки были оснащены устройством защиты от азота с регулируемой скоростью, а давление на выходе должно стабильно контролироваться на уровне 0,03 МПа. Это не только предотвращает повреждение поверхности припоя чрезмерным потоком азота, но также гарантирует, что поверхность расплавленного припоя всегда будет покрыта инертным газом. In Кроме того, перед ежедневной работой необходимо использовать инфракрасный термопистолет для калибровки фактической температуры ванны для пайки, чтобы регулятор температуры не показывал ложно высокие показания, из-за которых фактическая температура остается выше 260°C в течение длительного времени, поскольку каждые 10°C повышения температуры повышают скорость окисления стержней припоя примерно в 2,3 раза.
Колебания свойств припоя также часто упускаются из виду. В одних и тех же условиях процесса степень окисления припоев разных производителей в одной партии может различаться до 40%. За три месяца отслеживания партий мы обнаружили, что припои с содержанием висмута выше 1,2% производят значительно меньше окалины при рабочих условиях 255°C, но температуру предварительного нагрева необходимо регулировать синхронно, чтобы предотвратить холодную пайку. In Кроме того, перед хранением все паяные стержни должны быть запечатаны в вакууме влагонепроницаемой алюминиевой фольгой, а относительная влажность на складе должна поддерживаться в течение длительного времени на уровне ≤45% относительной влажности. После открытия их необходимо использовать в течение 24 часов. Паяные стержни, которые не используются по истечении установленного срока, должны пройти три процесса: ультразвуковую очистку + протирание спиртом + инфракрасную сушку, прежде чем их можно будет снова использовать.
Состояние скребка также оказывает скрытое влияние на окисление припоя. Когда износ кромки лезвия скребка превышает 0,1 мм, при прохождении скребка над пиком волны возникает микротурбулентность, вызывающая частый выброс глубоко расплавленного припоя на поверхность, что эквивалентно искусственному увеличению площади границы окисления. Поэтому оговариваем, что зазор скребков необходимо проверять щупом каждую смену. Если в зоне контакта скребка с поверхностью припоя обнаруживаются периодические светлые пятна, это свидетельствует о том, что кромка лезвия затупилась и ее необходимо немедленно заменить, в противном случае количество окалины будет продолжать расти, даже если азот и температурный режим соответствуют нормам.
