การทำให้ข้อต่อดำคล้ำจากลวดบัดกรีนั้นไม่ได้เป็นทางเลือกใดทางหนึ่งในพื้นที่การผลิต เราได้แยกชิ้นส่วนข้อต่อที่ดำคล้ำหลายร้อยเส้น และพบว่าแกนลวดบัดกรีเส้นเดียวกันทำให้เกิดข้อต่อที่สว่างและเป็นประกายบนสาย A แต่เป็นข้อต่อสีเทาและหมองคล้ำบนสาย B สิ่งนี้บ่งชี้ว่าปัญหาไม่ได้อยู่ที่ชุดลวดบัดกรี แต่เป็นความไม่ตรงกันระหว่างตรรกะการควบคุมอุณหภูมิของสายการผลิตกับหน้าต่างกิจกรรมของลวดบัดกรี ตัวอย่างเช่น เมื่อลวดบัดกรีขนาด 0.8 มม. ติดอยู่ที่ปลายหัวแร้งที่มีอุณหภูมิ 320°C เป็นเวลานานกว่า 2.5 วินาที ฟิล์มฟลักซ์ที่ทำจากขัดสนแบบคาร์บอไนซ์จะก่อตัวเป็นการเคลือบสีน้ำตาล-ดำแบบถาวรบนพื้นผิวข้อต่อ ในทางตรงกันข้าม การเปลี่ยนไปใช้ลวดบัดกรีที่มีตัวกระตุ้นกรดอินทรีย์ แม้ว่าอุณหภูมิจะสูงขึ้นถึง 340°C ข้อต่อก็ยังคงความมันวาวของโลหะสีขาวเงินตราบใดที่การทำให้เปียกเสร็จสิ้นภายใน 1.8 วินาที

วิศวกรหลายคนเปลี่ยนลวดบัดกรีทันทีที่เห็นสีดำ แต่พบว่าลวดบัดกรีชุดใหม่เริ่มเป็นสีเหลืองอีกครั้งหลังจากผ่านไปสามวัน สาเหตุที่แท้จริงมักเกิดจากการที่อุณหภูมิหม้อบัดกรีแบบคลื่นคงไว้ในระยะยาวที่ 265°C โดยไม่มีการป้องกันไนโตรเจน ส่งผลให้ไอออนคลอไรด์อิสระในสารบัดกรีหลอมเหลวกระตุ้นปฏิกิริยาออกซิเดชันอย่างต่อเนื่อง ณ จุดนี้ แม้แต่การเปลี่ยนมาใช้ลวดบัดกรีฮาโลเจนต่ำก็ไม่ช่วยอะไร เนื่องจากฟลักซ์ตกค้างจะเร่งการสลายตัวเป็นสารประกอบเชิงซ้อนที่มืดภายใต้สภาวะที่มีอุณหภูมิสูงและอุดมด้วยออกซิเจน การตรวจวัดที่ไซต์งานของเราที่โรงงานแห่งหนึ่งในตงกวนเปิดเผยว่าเมื่ออัตราการไหลของไนโตรเจนในหม้อบัดกรีลดลงต่ำกว่า 15 ลิตร/นาที อุบัติการณ์ของจุดดำที่ข้อต่อจะเพิ่มขึ้นจาก 7% เป็น 34% การเปลี่ยนไปใช้ลวดบัดกรีไร้ฮาโลเจนจะทำให้การเปียกไม่ดีแย่ลงเนื่องจากกิจกรรมไม่เพียงพอ ทำให้เกิดจุดดำกระจายจากพื้นที่เฉพาะไปยังแผงทั้งหมด

ปัญหาที่ลึกซึ้งยิ่งขึ้นซ่อนอยู่ในขั้นตอนการจัดเก็บลวดบัดกรี เมื่อความชื้นในโรงงานถูกรักษาให้สูงกว่า 65%RH ตลอดทั้งปี ความชื้นติดตามที่ดูดซับบนพื้นผิวลวดบัดกรีจะระเหยทันทีในระหว่างการบัดกรีและฉีกฟิล์มฟลักซ์ ส่งผลให้ซับสเตรตทองแดงสัมผัสกับอากาศที่มีอุณหภูมิสูง และทำให้เกิดปฏิกิริยาออกซิเดชันดำคล้ำ ปรากฏการณ์นี้เด่นชัดเป็นพิเศษในระหว่างการบัดกรีอุปกรณ์ที่ไวต่อไฟฟ้าสถิตในฤดูหนาว เนื่องจากผู้ปฏิบัติงานมักจะวางลวดบัดกรีไว้ใกล้กับหม้อน้ำโดยตรงเพื่อการอบ ในขณะที่พื้นผิวดูแห้ง ฟลักซ์ภายในได้สลายตัวเนื่องจากความร้อน โดยกิจกรรมลดลงมากกว่า 30% และปรากฏเป็นรัศมีสีเทาดำคล้ายใยแมงมุมที่ขอบข้อต่อในที่สุด

การตัดสินจะต้องอาศัยการวิเคราะห์แบบภาคตัดขวางภายใต้กล้องจุลทรรศน์ หากการคล้ำนั้นจำกัดอยู่เพียงชั้นขี้เถ้าที่ด้านบนของข้อต่อ และสามารถเช็ดออกได้อย่างง่ายดายด้วยสำลี IPA ก็มีแนวโน้มว่าจะมีสารฟลักซ์ตกค้างที่เป็นคาร์บอนไดออกไซด์ หากชั้นสีดำแทรกซึมลึกเข้าไปในข้อต่อและประสานกับแผ่นทองแดงในลักษณะหยัก แสดงว่าเกิดจากการที่สารประกอบอินเตอร์เมทัลลิกทองแดง-ดีบุก (IMC) มีความหนาผิดปกติ ณ จุดนี้ การเปลี่ยนลวดบัดกรีนั้นไม่มีประโยชน์ ก่อนอื่นเราต้องตรวจสอบก่อนว่าความหนาของทองแช่นิเกิลแบบไม่ใช้ไฟฟ้าบน PCB ต่ำกว่า 0.05μm หรือไม่ ไม่ว่าฟิล์ม OSP หมดอายุแล้วหรือไม่ หรือปรับการไล่ระดับอุณหภูมิอุ่นเพื่อให้แผ่นมีอุณหภูมิสูงกว่า 120°C ก่อนที่จะสัมผัสกับคลื่นบัดกรีเพื่อไล่ความชื้นที่ติดอยู่บนใบหน้าออกไป

เรายืนยันในการเตรียมตัวอย่างบัดกรีเปรียบเทียบสามชุดสำหรับลวดบัดกรีแต่ละชุดก่อนที่จะออนไลน์ โดยบัดกรีบนกระดานทดสอบ FR-4 เดียวกันที่เวลาคงที่ 1.5 วินาทีที่ 300°C, 320°C และ 340°C ตามลำดับ การสแกน XRF ใช้เพื่อยืนยันระดับฮาโลเจนที่ตกค้างในข้อต่อ เมื่อพื้นที่จุดดำในกลุ่มที่มีอุณหภูมิ 320°C เกิน 12% ของพื้นที่แผ่นเดียว แบทช์จะถูกเลิกใช้งานทันที และจะมีการติดตามความเบี่ยงเบนของอัตราส่วนการเติมสารต้านอนุมูลอิสระในระหว่างกระบวนการถลุง เนื่องจากมีความสัมพันธ์ของฟังก์ชันการลดทอนที่ไม่สำคัญระหว่างค่ากิจกรรมของลวดบัดกรี ณ เวลาที่โรงงานปล่อยออกสู่โรงงานกับสภาพการทำงานจริงในสายการผลิต