После разрыва канифольного сердечника припойной проволоки самым непосредственным проявлением во время пайки является прерывистое выделение флюса, что приводит к отсутствию эффективной активации в момент контакта жала паяльника с паяным соединением, что препятствует полному смачиванию припоем медной фольги или контактов и впоследствии вызывает типичные дефекты, такие как тусклость паяных соединений, усадочные полости и недостаточный подъем кромки. На станции ручной пайки SMD светодиодов мы последовательно обнаружили 3 партии холодной пайки на резисторах 0805 одной модели. После разборки было подтверждено, что все проблемы возникли из-за микротрещин во внутренней канифольной сердцевине припойной проволоки примерно на расстоянии 2 метров от конца катушки, что точно соответствует зоне концентрации напряжений обжатого конца предыдущего рулона припойной проволоки.
Если обрыв канифольного сердечника не обнаружен вовремя, оператор продолжает подачу проволоки с нормальной скоростью, что приводит к непрерывному плавлению тела припоя без флюса. Поверхность паяного соединения быстро окисляется с образованием серо-черного слоя пленки, а дисбаланс натяжения расплавленного припоя вызывает явное образование шипов и сферических брызг. Это явление особенно заметно при ручной доработке устройств QFN с шагом 0,3 мм, поскольку путь теплопроводности короткий, температурный отклик быстрый, а задержка смачивания, вызванная дефицитом флюса, резко усиливается.
Мы воспроизвели аналогичные проблемы в процессе предварительного покрытия флюсом при пайке волной SMT. Когда припойная проволока используется для приготовления жидкости для разбавления флюса, попадание остатков канифольной сердцевины в сопло приведет к колебаниям давления распыления и неравномерному распылению. При этом частота ложных срабатываний АОИ перед печью увеличивается на 12 %, что вызвано не аномальными самими паяными соединениями, а уменьшением покрытия флюсом, приводящим к образованию неактивированных оксидных слоев на некоторых участках, а последующий сбой при пайке волновой пайкой ошибочно воспринимается системой как разомкнутая цепь.
Проверка производственной линии показывает, что разрушение канифольного сердечника чаще всего происходит в зоне холодной закалки в конце волочения припойной проволоки. Особенно для тонких припоев диаметром менее 0,6 мм, когда высокоскоростное натяжение намотки превышает 1,8 Н, недостаточная прочность на сдвиг на границе раздела между канифолью и оловянной матрицей легко приводит к осевым микротрещинам. Такие дефекты практически незаметны невооруженным глазом, но при осмотре в осевом направлении припоя с помощью 10-кратной лупы можно обнаружить локальное повышенное светопропускание или небольшие вмятины. При отборе проб IQC рекомендуется добавить этап испытания на осевое скручивание, то есть взять паяную проволоку длиной 30 см, зафиксировать оба конца, приложить крутящий момент 0,5 Н·м в течение 10 секунд, и если канифольный сердечник показывает смещение или фрагментацию, он считается неквалифицированным.
Если подобные проблемы по-прежнему возникают после замены паяльной проволоки новой партией, необходимо одновременно проверить, не слишком ли велико усилие прижима ролика подачи проволоки, поскольку перегруженное прижатие усугубит экструзионную деформацию канифольного стержня. Особенно при использовании высокоактивной припойной проволоки, содержащей галогеновые активаторы, повышенная хрупкость канифольной матрицы делает ее более склонной к растрескиванию при механическом воздействии. В это время, даже если паяльная проволока выглядит целой, ее внутренняя канифольная сердцевина уже имеет скрытые отслоения, которые внезапно распадутся при нагреве во время пайки.
