En la misma línea de producción SMT, está estrictamente prohibido mezclar alambre de soldadura con plomo y soldadura sin plomo. Esta no es una recomendación de proceso sino una línea roja clara, porque la composición de la aleación, la temperatura del punto de fusión, el índice de ácido del fundente y el contenido de iones residuales de los dos tipos de alambre de soldadura son inherentemente incompatibles. Una vez mezclado, se producirá una humectación desigual de las uniones de soldadura, salpicaduras de bolas de soldadura, residuos de soldadura fría y otros fenómenos durante la etapa de reflujo, especialmente en componentes de tamaño pequeño como 0201 y 0402, donde los problemas surgirán más rápido y con mayor intensidad.
El punto de fusión eutéctico de la soldadura sin plomo es de 217 °C, mientras que el punto de fusión del alambre de soldadura con plomo tradicional 63/37 es de solo 183 °C. Al cambiar de línea de producción, si los residuos en la punta de soldadura, el crisol, el raspador o la plantilla no se limpian a fondo, la soldadura de bajo punto de fusión se derretirá prematuramente en la zona de alta temperatura y contaminará la superficie de la almohadilla, lo que resultará en una unión metalúrgica insuficiente de las uniones de soldadura durante la soldadura sin plomo posterior. Una vez vimos en la línea de producción de un cliente que tres chips consecutivos en la parte inferior de un BGA tenían una tasa de vacío superior Al 35%. La causa principal fue que el turno anterior usaba alambre de soldadura con plomo sin realizar la eliminación de escoria del crisol y el lavado de tuberías.
El sistema de flujo es una contradicción aún más irreconciliable. Los alambres de soldadura con plomo generalmente utilizan fundentes a base de colofonia o ácidos orgánicos débiles con una temperatura de activación de alrededor de 150 °C, mientras que las soldaduras sin plomo convencionales se combinan con fundentes altamente activos sin limpieza con una temperatura de inicio de activación de hasta 180 °C o más. Después de mezclar, el fundente de baja temperatura se habrá carbonizado y fallado en la sección de alta temperatura, mientras que el fundente de alta temperatura no podrá activarse en la sección de baja temperatura. El resultado son superficies de juntas de soldadura ennegrecidas, ángulos de humectación superiores a 90 grados y un crecimiento de la capa de IMC anormalmente delgada y discontinua.
Un riesgo más oculto proviene de los residuos iónicos. El contenido de iones cloruro en el fundente de alambre de soldadura con plomo a menudo alcanza los 300 μg/g o más, mientras que la soldadura sin plomo requiere que se controle dentro de los 100 μg/g. Después de mezclar, el PCBA es muy propenso a la migración electroquímica en ambientes de alta temperatura y alta humedad. Realizamos un seguimiento de dos lotes de placas base y, después de 72 horas de envejecimiento eléctrico, la corriente de fuga entre los pines IC adyacentes aumentó drásticamente 12 veces. ¿El desmontaje reveló que la mezcla de cables de soldadura causó Cl? enriquecimiento alrededor de las uniones de soldadura, induciendo cortocircuitos dendríticos.
Si la línea de producción necesita manejar productos con y sin plomo, es necesario aislar físicamente los recipientes de soldadura, establecer curvas de control de temperatura de forma independiente, utilizar tanques de limpieza de plantillas dedicados e implementar una gestión numerada de las puntas de soldadura. Incluso las mechas de soldadura y las tiras de goma raspadora deben estar codificadas por colores. De lo contrario, incluso si se utiliza el mismo soldador eléctrico para soldar alternativamente dos tipos de PCBA, la aleación de plomo y estaño depositada en la pared interior de la punta de soldadura precipitará continuamente elementos de plomo durante la siguiente operación sin plomo. Las pruebas XRF muestran que la tasa de superación del contenido de plomo en las uniones soldadas alcanza el 67%.
