Durante la validación del proceso de soldadura por ola en una fábrica de electrónica automotriz en Dongguan, descubrimos que después de soldar el mismo lote de placas PCB con barras de estaño con una pureza del 99,99 %, el rendimiento del primer paso de AOI alcanzó el 99,3 %. Después de cambiar a barras de estaño con una pureza nominal del 99,9 % pero con un contenido de cobre medido de 0,012 % y un contenido de arsénico de 0,008 %, se produjeron embotamiento de las uniones de soldadura, una altura de ascenso de soldadura insuficiente de menos de 0,3 mm y un ángulo de humectación mayor de 90° en los extremos de los pines QFP en tres lotes consecutivos, y la tasa de retrabajo saltó directamente Al 6,7 %. Esto indica que las impurezas de metales traza en las barras de estaño no solo afectan el punto de fusión, sino que se segregan preferentemente en la interfaz soldadura/almohadilla, lo que dificulta la formación uniforme de compuestos intermetálicos de Cu6Sn5.

In líneas de producción reales, comúnmente utilizamos XRF para la inspección rápida entrante de cada lote de barras de estaño. Una vez que se detecta un contenido de hierro superior Al 0,003 % o un contenido de plomo superior Al 0,001 %, el lote se retira inmediatamente del servicio y se aíslan las placas soldadas, porque el hierro catalizará rápidamente la oxidación Sn por encima de 260 ℃, aumentando la tensión superficial de la soldadura líquida en más de 0,8 N/m, lo que conduce directamente a una mala formación de ondas y a una cobertura incompleta de la junta de soldadura. Si bien el plomo puede reducir el punto de fusión, forma una fase eutéctica con Sn que se acumula en el borde de las uniones de soldadura, lo que aumenta la cantidad de puntos de iniciación de microfisuras.

Surgen problemas más ocultos con el arsénico y el antimonio. Estos dos elementos tienen una solubilidad extremadamente baja en estaño fundido y precipitan fácilmente como inclusiones a escala nanométrica. No pueden eliminarse mediante la eliminación de escoria centrífuga convencional, pero pueden acumularse en los límites de los granos durante la etapa de solidificación final de las uniones de soldadura, reduciendo la resistencia Al choque térmico de las uniones de soldadura en más del 40%. In una queja de un cliente, las placas base BMS tenían circuitos abiertos por lotes después de un choque térmico de -40 ℃, y la trazabilidad final mostró que el proveedor de barras de estaño había aumentado secretamente la proporción de estaño reciclado del 5% Al ​​18%, con un contenido de arsénico que se disparó del 0,002% Al 0,015%.

Cuando ajustamos los parámetros de soldadura por ola, nunca ajustamos solo la velocidad de la cadena o la altura de la ola. En lugar de ello, ingresamos datos de pureza de las barras de estaño en el sistema SPC para corregir conjuntamente el perfil de temperatura de precalentamiento. Por ejemplo, cuando el contenido de plata de las barras de estaño es inferior Al 0,02 % y el cobre supera el estándar, la temperatura de la primera zona de temperatura debe reducirse en 5 ℃ para reducir la velocidad de oxidación. De lo contrario, incluso si la concentración de protección de nitrógeno alcanza el 99,99 %, el espesor de la capa IMC de la junta de soldadura seguirá fluctuando en ±0,8 μm, lo que afectará aún más la resistencia a caídas en las pruebas de confiabilidad a largo plazo.

Los colegas en adquisiciones a menudo preguntan si las barras nacionales de estaño Al 99,99% pueden reemplazar a las importadas. Nuestra respuesta es clara: siempre que el informe de SGS de terceros indique claramente cobre ≤0,002%, hierro ≤0,0015%, arsénico ≤0,002%, plomo ≤0,0005% y cada tonelada vaya acompañada del número del horno de fundición y el espectro de oligoelementos, estamos dispuestos a realizar una verificación en máquina. De lo contrario, incluso si es 3.000 yuanes/tonelada más barato, nos negamos firmemente a utilizarlo, porque el coste de una retirada de vehículos causada por un fallo en una sola junta de soldadura supera con creces el millón de yuanes.