Khoảng 3h sáng hôm qua, dây chuyền sản xuất đột ngột phát ra chuông báo động và ngừng hoạt động. Độ dày của cặn nổi trên bề mặt nồi hàn sóng vượt quá 8 mm và ba PCB liên tiếp cho thấy mối hàn nghiêm trọng treo ở mặt sau. Kiểm tra AOI cho thấy tỷ lệ lỗi cầu nối tăng vọt lên 12,7%. Chúng tôi ngay lập tức tắt sóng, dừng tốc độ băng tải và sử dụng máy cạo bằng thép không gỉ để khẩn trương làm sạch cặn bề mặt, đồng thời hạ tạm thời nhiệt độ hàn từ 255°C xuống 248°C. Mặc dù hoạt động khẩn cấp này cho phép dây chuyền sản xuất hoạt động trở lại trong vòng 47 phút nhưng 136 bo mạch chủ đã bị loại bỏ vào ngày hôm đó. Nguyên nhân sâu xa không phải là hoạt động từ thông không đủ mà là sự tích tụ liên tục của oxit thiếc trên bề mặt chất lỏng sau khi khả năng chống oxy hóa của các thanh hàn bị suy giảm. Khi nào nồng độ của SnO và SnO? vượt quá 0,35% khối lượng, độ dốc sức căng bề mặt của chất hàn nóng chảy trở nên rối loạn, hình dạng sóng bị sụp đổ và chất hàn không thể tách ra khỏi các chân một cách tự nhiên trong quá trình nóng chảy lại, do đó chất hàn dư bị buộc phải thực hiện, tạo thành các hạt hàn và các khối xỉ.
Chúng tôi đã tháo rời hai lô thanh hàn được đưa vào kho vào tháng trước để kiểm tra so sánh. Với cùng thành phần SAC305, Mẻ A chứa 0,018% phốt pho và 0,004% germani, trong khi Mẻ B chỉ chứa 0,006% phốt pho và không chứa gecmani. Kết quả cho thấy, sau khi nóng chảy ở nhiệt độ không đổi 255°C trong 72 giờ, độ dày màng oxit trên bề mặt chất lỏng hàn mẻ A chỉ tăng 12 μm, trong khi đó độ dày màng oxit trên bề mặt chất lỏng hàn mẻ A chỉ tăng 12 μm, trong khi đó độ dày màng oxit trên bề mặt chất lỏng hàn mẻ B đạt 39 μm. Điều này cho thấy đặc tính chống oxy hóa của thanh hàn không chỉ dựa vào việc hạ thấp điểm nóng chảy hoặc cải thiện tính lưu động mà dựa vào các nguyên tố vi lượng tạo thành lớp thụ động dày đặc trên bề mặt của vật hàn nóng chảy. Các nguyên tử phốt pho có thể nhúng vào các vị trí xen kẽ của mạng SnO để ức chế sự khuếch tán oxy, trong khi germanium tạo thành pha hợp kim GeSn với thiếc để giảm năng lượng bề mặt. Sức mạnh tổng hợp của cả hai có thể làm giảm hơn 60% tốc độ oxy hóa.
Bảo vệ nitơ không phải là thuốc chữa bách bệnh. Thứ sáu tuần trước, chúng tôi đã lắp đặt một nắp nitơ kín hoàn toàn trên máy hàn sóng số 3. Hiệu quả ban đầu thực sự rõ ràng, với khối lượng cặn trung bình hàng ngày giảm từ 6,2 kg xuống còn 3,8 kg. Tuy nhiên, sau 15 ngày vận hành, lượng cặn bã tăng trở lại lên 5,5 kg. Kiểm tra tháo rời phát hiện lưu lượng kế nitơ bị tro thiếc chặn, dẫn đến nguồn cung cấp nitơ thực tế không đủ. Hàm lượng oxy đo được ở đầu ra tăng lên 860 PPM, vượt xa yêu cầu của quy trình là 50 PPM. Quan trọng hơn, nitơ chỉ bao phủ lớp trên của chất hàn nóng chảy, trong khi có vùng chết hỗn loạn bên dưới khu vực tạo sóng. Khi chất hàn nóng chảy Cuộn lại, các oxit sâu sẽ liên tục nổi lên. Do đó, việc chỉ dựa vào lớp phủ nitơ mà không nâng cấp đặc tính chống oxy hóa của bản thân các thanh hàn chỉ có thể làm chậm sự phát triển của khối lượng cặn và không thể giải quyết được vấn đề.
Giải pháp triệt để thực sự phải được thực hiện đồng thời trên bốn mặt trận. Đầu tiên là thay thế mô hình thanh hàn và yêu cầu nhà cung cấp cung cấp báo cáo nguyên tố vi lượng ICP-MS cho từng lô, với hàm lượng phốt pho không dưới 0,015% và hàm lượng germanium không dưới 0,003%. Thứ hai là điều chỉnh nhịp độ làm sạch xỉ, không còn làm sạch cố định 8 giờ một lần mà thay vào đó theo dõi độ xám của bề mặt chất lỏng hàn theo thời gian thực. Khi nhìn thấy một lớp màng màu xám nhạt đồng nhất và vết kéo của dụng cụ cạo không lành trong vòng 3 giây, hãy làm sạch cặn ngay lập tức. Thứ ba là sửa đổi vách ngăn nồi hàn, lắp một vách ngăn nghiêng 15° ở phía rơi của vật hàn sóng để dẫn chất hàn rơi tốc độ cao xuống đáy nồi thay vì tác động trực tiếp lên bề mặt chất lỏng. Thứ tư là điều chỉnh lại các tham số PID nhiệt độ hàn, nén dải dao động ±1,5°C của giá trị mục tiêu 255°C xuống ±0,7°C, vì cứ tăng 1°C sẽ tăng tốc độ tạo SnO lên khoảng 9,3%.
Chìa khóa để phòng ngừa nằm ở việc thiết lập kho lưu trữ vòng đời của thanh hàn. Trước mỗi lần thay đổi chất hàn, hãy sử dụng thiết bị XRF di động để đo lượng oxy tương đương của chất hàn nóng chảy. Nếu giá trị vượt quá 0,28 wt% thì việc thay thế phải là bắt buộc và chỉ có thể thực hiện hành động khi lượng cặn vượt quá giới hạn. Đồng thời, lấy mẫu và kiểm tra cặn lắng ở đáy nồi hàn hàng tháng. Khi tỷ lệ của Cu?Sn? các hợp chất liên kim loại vượt quá 14%, đồng thời kiểm tra xem độ sâu nhúng của chuỗi có vượt quá tiêu chuẩn hay không, bởi vì các bộ phận đồng hòa tan quá mức không chỉ tiêu tốn chất lỏng hàn mà còn xúc tác cho các phản ứng phụ oxy hóa. Sau khi chúng tôi điều chỉnh độ sâu nhúng của dây chuyền từ 12 mm xuống 9 mm vào quý trước, tổng lượng cặn đã giảm 22% trong cùng điều kiện làm việc. Dữ liệu này không phải là suy luận lý thuyết mà là kết quả thực tế được theo dõi và ghi lại trong 37 ca liên tiếp.
