Nuestra fábrica cambió tres lotes de barras de soldadura Sn99.3Cu0.7 el año pasado. Después de hacer funcionar la misma máquina de soldadura por ola JT de forma continua durante 8 horas a 265 °C, descubrimos que la tasa de elevación del filete de unión de soldadura en la parte posterior de los PCB aumentó del 1,2 % Al 4,7 %. Después de cambiar a Sn99.0Ag0.3Cu0.7 que contenía 0,3 % de plata, la tasa de elevación del filete se estabilizó por debajo del 1,5 % en las mismas condiciones operativas. Esto muestra que el efecto inhibidor de la plata sobre la tensión superficial de la soldadura fundida es insustituible durante la exposición térmica a largo plazo. Sin embargo, los precios volátiles de la plata añaden 8.300 yuanes Al costo por tonelada de barras de soldadura, por lo que el equipo de adquisiciones debe calcular el costo de amortización basándose en el uso mensual de 2,3 toneladas.

La respuesta más directa de la línea de producción es la mala soldadura de las placas OSP. Cuando se utilizó Sn99.3Cu0.7, la tasa de unión de soldadura en frío para conectores con paso de clavija de 0,6 mm alcanzó el 0,89 %, que cayó Al 0,11 % después de cambiar a la aleación que contiene plata. Esto se debe a que la plata acelera la dispersión uniforme del compuesto intermetálico Cu6Sn5 en la interfaz, mientras que la soldadura de SnCu pura tiene un inicio de humectación lento bajo el estado ligeramente oxidado de la capa de OSP. Especialmente cuando la velocidad del transportador aumenta por encima de 1,4 m/min, la ventana de activación del flujo se comprime aún más, sin dejar tiempo para completar la reacción de desplazamiento de la interfaz.

La semana pasada, depuramos una placa de montaje mixto de doble cara con resistencias 0201 en la parte frontal y cabezales de clavija de paso de 1,27 mm en la parte posterior. Cuando se usó Sn99.3Cu0.7 para el reflujo del segundo lado, la tasa de puenteo de las uniones de soldadura de los cabezales de los pines fue tan alta como 6.3%. Después de cambiar a barras de soldadura que contienen plata, la tasa de puenteo se redujo Al 0,9%. La razón es que la plata reduce la viscosidad de la soldadura fundida, haciendo que el exceso de soldadura se retraiga más fácilmente en el momento de la separación de las ondas. Pero ésta no es una solución universal. Si la temperatura de precalentamiento es demasiado baja, por debajo de 125 °C, las barras de soldadura que contienen plata provocarán la decoloración de la unión de soldadura debido a la descomposición prematura del fundente activo.

Probamos barras de soldadura Sn99.3Cu0.7 de cinco proveedores y el contenido de cobre medido fluctuó entre 0,68% y 0,73%. Entre ellos, dos lotes con contenido de cobre cerca del límite superior produjeron un 22% más de escoria de soldadura por ola que el promedio. Esto muestra que incluso si el contenido de cobre excede la tolerancia en solo 0,03 puntos porcentuales, acelerará la tasa de precipitación de la fase eutéctica Sn-Cu, acelerando así la formación de escoria oxidada. Por lo tanto, la inspección entrante debe medir el contenido de cobre de cada lote y no puede confiar únicamente en el informe de inspección de fábrica.

La morfología de la escoria de las aleaciones que contienen plata también es diferente. La escoria flotante generada por Sn99.0Ag0.3Cu0.7 tiene partículas más finas y es más probable que se aglomere en grumos, lo que permite extender la frecuencia de eliminación de escoria de una vez cada 2 horas a una vez cada 3,5 horas. Sin embargo, la plata acelera la corrosión de la boquilla de acero inoxidable. Medimos que después de usar continuamente una determinada marca de barra de soldadura que contiene plata durante 15 días, la cantidad de desgaste del diámetro de la garganta de la boquilla alcanzó 0,18 mm, lo que excedió el límite permitido del equipo de 0,15 mm. La boquilla debe reemplazarse con anticipación y este costo de mantenimiento oculto a menudo se pasa por alto.

Un último recordatorio: para todas las barras de soldadura que contienen plata, Al reiniciar el horno después de un apagado de más de 40 minutos, primero se debe raspar la corteza dura condensada de la superficie antes de agitar. De lo contrario, la capa enriquecida con plata entrará en la cavidad de la bomba junto con la circulación de soldadura, provocando que se atasque el espacio libre de la bomba de engranajes. Una vez tuvimos que detener la línea para reparaciones de emergencia dos veces debido a esto, perdiendo una capacidad de producción de 217 placas cada vez. Sn99.3Cu0.7 no tiene este problema; su estructura de solidificación es más uniforme y tiene una mayor tolerancia a fallas para las operaciones de reinicio.