Mối hàn bị đen do dây hàn hoàn toàn không phải là một lựa chọn hoặc một trong hai trên sàn sản xuất. Chúng tôi đã tháo rời hàng trăm mối nối bị đen và phát hiện ra rằng cùng một Cuộn dây hàn tạo ra các mối nối sáng bóng trên Dây chuyền A, nhưng lại tạo ra các mối nối màu xám, xỉn màu trên Dây hàn. Điều này cho thấy vấn đề không nằm ở chính lô dây hàn mà là sự không khớp giữa logic kiểm soát nhiệt độ của dây chuyền sản xuất và cửa sổ hoạt động của dây hàn. Ví dụ, khi dây hàn 0,8 mm nằm trên đầu mỏ hàn ở nhiệt độ 320°C trong hơn 2,5 giây, màng chất trợ dung dựa trên nhựa thông được cacbon hóa sẽ tạo thành lớp phủ màu nâu đen không thể đảo ngược trên bề mặt mối nối. Ngược lại, chuyển sang dây hàn có chứa chất kích hoạt axit hữu cơ, ngay cả khi nhiệt độ tăng lên 340°C, mối nối vẫn giữ được ánh kim loại màu trắng bạc miễn là quá trình làm ướt hoàn tất trong vòng 1,8 giây.
Nhiều kỹ sư ngay lập tức thay dây hàn ngay khi thấy dây hàn bị đen, nhưng sau ba ngày, mẻ mới bắt đầu chuyển sang màu vàng trở lại. Nguyên nhân thực sự thường là do nhiệt độ nồi hàn sóng được duy trì lâu dài ở 265°C mà không có sự bảo vệ bằng nitơ, khiến các ion clorua tự do trong vật hàn nóng chảy liên tục xúc tác cho các phản ứng oxy hóa. Tại thời điểm này, ngay cả việc chuyển sang dây hàn có hàm lượng halogen thấp cũng không giúp ích gì, vì dư lượng từ thông của nó sẽ đẩy nhanh quá trình phân hủy thành phức chất tối trong điều kiện nhiệt độ cao, giàu oxy. Các phép đo tại chỗ của chúng tôi tại một nhà máy ở Đông Quản cho thấy rằng khi tốc độ dòng nitơ trong nồi hàn giảm xuống dưới 15L/phút, tỷ lệ xuất hiện các đốm đen ở khớp tăng từ 7% lên 34%. Thay vào đó, việc chuyển sang dây hàn không chứa halogen sẽ khiến tình trạng ướt kém hơn do hoạt động không đủ, khiến các đốm đen lan rộng từ các khu vực cục bộ sang toàn bộ bảng.
Các vấn đề phức tạp hơn ẩn giấu trong giai đoạn lưu trữ dây hàn. Khi độ ẩm trong xưởng được duy trì quanh năm trên 65%RH, vết ẩm hấp thụ trên bề mặt dây hàn sẽ bay hơi ngay lập tức trong quá trình hàn và làm rách màng thông lượng, khiến lớp nền đồng tiếp xúc với không khí ở nhiệt độ cao và gây ra hiện tượng oxy hóa đen. Hiện tượng này đặc Biệt nổi bật trong quá trình hàn các thiết bị nhạy cảm với tĩnh điện vào mùa đông, vì người vận hành thường đặt dây hàn trực tiếp bên cạnh bộ tản nhiệt để nướng. Trong khi bề mặt có vẻ khô, dòng bên trong thực sự đã trải qua quá trình suy giảm nhiệt, với hoạt động giảm hơn 30%, Cuối cùng Biểu hiện dưới dạng quầng sáng màu xám đen giống như mạng nhện ở các cạnh khớp.
Phán quyết phải dựa vào phân tích cắt ngang dưới kính hiển vi. Nếu vết đen chỉ giới hạn ở lớp xỉ trên đầu mối nối và có thể dễ dàng lau sạch bằng tăm bông IPA thì rất có thể đó là cặn chất trợ cacbon hóa. Nếu lớp đen thấm sâu vào thân khớp và ăn khớp với miếng đồng theo hình răng cưa thì đó là do hợp chất liên kim đồng-thiếc (IMC) dày lên bất thường. Lúc này, việc thay dây hàn là vô nghĩa; trước tiên người ta phải kiểm tra xem độ dày vàng ngâm niken điện phân PCB có dưới 0,05μm hay không, màng OSP đã hết hạn hay chưa, hoặc điều chỉnh độ dốc nhiệt độ làm nóng trước để miếng đệm đạt trên 120 ° C trước khi tiếp xúc với sóng hàn để loại bỏ độ ẩm bề mặt.
Chúng tôi nhất quyết chuẩn bị ba bộ mẫu hàn so sánh cho mỗi lô dây hàn trước khi đưa lên mạng, hàn trên cùng một bảng thử nghiệm FR-4 với thời gian dừng cố định là 1,5 giây ở nhiệt độ lần lượt là 300°C, 320°C và 340°C. Quét XRF được sử dụng để xác nhận mức dư lượng halogen trong các mối nối. Khi diện tích điểm đen trong nhóm 320°C vượt quá 12% diện tích của một miếng đệm, lô sẽ ngay lập tức được ngừng sử dụng và độ lệch về tỷ lệ bổ sung chất chống oxy hóa trong quá trình nấu chảy sẽ được theo dõi, bởi vì có mối quan hệ hàm suy giảm không đáng kể giữa giá trị hoạt tính của dây hàn tại thời điểm xuất xưởng và điều kiện làm việc thực tế trên dây chuyền sản xuất.
