Брызги при сварке припоя — это не аномалия, вызванная каким-то одним фактором, а совокупный результат неправильной настройки температуры паяльника, поглощения влаги и окисления припоя, чрезмерно сильной активности флюса и нестабильной технологии работы. После непрерывного отслеживания 12 партий заказов на ручную доработку на автомобильной производственной линии печатных плат в Дунгуане мы обнаружили, что самая высокая частота брызг сконцентрирована в процессе пайки резисторов 0201 вокруг корпусов BGA. Узкое пространство в этом месте приводит к медленному рассеиванию тепла и быстрому локальному накоплению температуры, что еще больше усиливает явление извержения потока.
Чрезмерное содержание влаги в самой припойной проволоке является скрытой основной причиной появления сварочных брызг. Особенно во время сезона сливовых дождей, когда относительная влажность в мастерской достигает 72%, если открытая паяльная проволока подвергается воздействию воздуха более 4 часов без помещения в азотный шкаф, внутренний флюс на основе канифоли будет поглощать влагу и разлагаться на следы водяного пара. Когда он вступает в контакт с жалом паяльника при температуре выше 350 ℃, он мгновенно испаряется и расширяется, напрямую прорывая поверхность расплавленного припоя и образуя видимые брызги металлических частиц. Эти брызги не только загрязняют соседние компоненты, но и оставляют микропоры в основании паяного соединения. Выборочный рентгеновский контроль показывает, что средний процент пустот таких паяных соединений достигает 18,7%.
Большинство производственных линий игнорируют соответствие между температурой паяльника и припойной проволоки. Фактические измерения показывают, что время смачивания припоя с выводами диаметром 0,6 мм стабильно и составляет около 1,8 секунды при температуре 320 ℃, а при повышении температуры до 380 ℃ оно резко падает до 0,9 секунды. Однако частота разбрызгивания резко возрастает с 0,3 случаев на 100 швов до 2,1 случаев на 100 швов. Основная причина заключается в том, что высокая температура приводит к сильной карбонизации флюса и его прорыву до того, как шарик припоя полностью растечется. В этот момент даже использование паяльной станции с дымоотводом не может подавить выброс частиц.
Неконтролируемый ритм работы также усугубляет образование сварочных брызг. Например, принудительная подача припоя, когда паяное соединение недостаточно предварительно нагрето, приведет к внезапному расплавлению и отскоку переднего конца припоя, а постоянная подача припоя после затвердевания паяного соединения приведет к скоплению шариков припоя, а затем их разрушению и взрыву. Однажды мы зафиксировали типичный процесс разбрызгивания высокоскоростной камерой на заводе в Сучжоу: интервал от контакта паяльника с площадкой до выброса частиц припоя составил всего 0,14 секунды, при начальной скорости выброса 2,3 м/с, что достаточно для проникновения в зазор между выводами QFN с шагом 0,15 мм.
Решение должно быть тесно связано с реалиями производственной линии. Рекомендуется равномерно хранить проволоку для пайки в азотном шкафу с относительной влажностью ≤30%, запечатывать ее сразу после каждого использования и устанавливать температуру паяльника по уровням в соответствии со спецификациями проволоки для пайки: контролировать температуру проволоки для припоя без свинца диаметром 0,3 мм при 340 ± 5 ℃, а для проволоки для припоя с содержанием свинца 0,8 мм - при 310 ± 5 ℃. В то же время операторы должны соблюдать спецификацию действия «двухсекундный предварительный нагрев + одноточечная подача припоя», то есть жало паяльника остается на паяном соединении не менее 2 секунд, пока медная фольга полностью не нагреется, прежде чем осторожно коснуться конца припоя, чтобы избежать механических нарушений, вызванных подачей припоя под прямым давлением.
