Tạp chất quá mức trong các thanh hàn sóng không phải là hiện tượng ngẫu nhiên mà là kết quả tất yếu của việc kiểm soát mua sắm lỏng lẻo, trộn nguyên liệu của nhà cung cấp hoặc nấu chảy thiếc tái chế nhiều lần không được kiểm soát. Khi hàm lượng đồng trong thanh thiếc vượt quá 0,3wt%, sự tiếp xúc lâu dài giữa chất hàn và đầu phun đồng ở nhiệt độ hàn sóng 255oC ± 5oC sẽ đẩy nhanh quá trình hình thành các hợp chất liên kim Cu6Sn5, dẫn đến độ nhớt của chất hàn tăng và tính lưu động kém, từ đó gây ra hiện tượng gai và vệt mối hàn. Khi hàm lượng sắt vượt quá 0,02% trọng lượng, một lượng lớn hạt FeSn2 cứng sẽ kết tủa ở đáy bể thiếc. Các hạt này đi vào sóng theo sự tuần hoàn của chất hàn và nhúng vào bề mặt của miếng PCB, gây ra hiện tượng làm ướt cục bộ và các mối hàn nguội. In phân tích của chúng tôi về ba lô sản phẩm bị lỗi liên tiếp tại một nhà máy OEM ở Đông Quan, chúng tôi đã phát hiện ra rằng các khu vực làm giàu hạt sắt rất trùng khớp với vị trí của các điểm mạch hở.
Biểu hiện trực quan nhất của tạp chất quá mức là bề mặt PCB chuyển sang màu đen sau khi hàn và không thể loại bỏ bằng các chất tẩy rửa thông thường. Điều này thường xuất phát từ phản ứng tạo phức giữa các tạp chất kim loại như asen, antimon và cặn thông lượng ở nhiệt độ cao, tạo thành màng đen không hòa tan với độ dày lên tới 0,8 ~ 1,2μm. Khi hàm lượng asen >0,005wt%, hiện tượng này đặc Biệt nổi bật trong môi trường có nồng độ nitơ bảo vệ <100ppm. Đồng thời, nếu tổng lượng tạp chất có điểm nóng chảy thấp như chì và bismuth vượt quá 0,15wt%, thì phạm vi đông đặc của các mối hàn sẽ mở rộng và gây ra các vết nứt nhỏ ở tốc độ làm mát > 2,5oC/s. Những khiếm khuyết như vậy hầu như không thể được xác định bằng AOI ở dưới cùng của các gói QFN có bước dày 0,4mm và phải được phát hiện bằng cách kiểm tra lấy mẫu bằng tia X.
In kiểm soát hàng ngày, thành phần của các thanh thiếc phải được lấy mẫu và kiểm tra theo từng lô. Khi sử dụng máy quang phổ huỳnh quang XRF để phát hiện, số điểm lấy mẫu không được nhỏ hơn 5 và thời gian thử nghiệm một điểm không được nhỏ hơn 45 giây để đảm bảo dữ liệu ổn định. Độ tinh khiết Sn của các thanh thiếc đủ tiêu chuẩn phải là ≥99,3wt%, Cu<0,25wt%, Fe<0,015wt%, As<0,004wt%, Bi<0,05wt%. Chúng tôi đã từng bỏ qua việc kiểm tra lại một lô thanh thiếc chứa 0,072% khối lượng bismuth, khiến năng suất vượt qua FTL của toàn bộ dây chuyền giảm mạnh từ 99,2% xuống 94,6% và thời gian làm lại tăng 3,8 giờ trên một nghìn chiếc. Các thông số hàn sóng phải được siết chặt đồng thời. Nên hạ nhiệt độ bể thiếc xuống 252oC ± 3oC và tốc độ băng tải được điều chỉnh từ 1,4m/phút đến 1,2m/phút để kéo dài thời gian ngâm và bù đắp cho sự mất mát lực làm ướt. Đồng thời, chiều cao sóng được điều chỉnh tinh vi từ 8,5 mm đến 7,2 mm để tránh sự tích tụ chất hàn quá mức và làm tăng nguy cơ bắc cầu.
Xử lý sự cố bất thường không thể chỉ tập trung vào đường cong nhiệt độ lò. Đầu tiên, sử dụng thìa thép không gỉ để lấy mẫu tương ứng từ giữa, đáy và đầu ra sóng của bể thiếc, làm nguội chúng để chuẩn bị các mẫu thử kim loại và quan sát dưới kính hiển vi kim loại 500× xem có các hạt pha không đồng nhất rõ ràng hay không. Nếu tìm thấy các cục màu trắng xám có kích thước >8μm và phổ EDS cho thấy tỷ lệ nguyên tử Fe/Sn gần bằng 1:2 thì có thể xác định được là kết tủa FeSn2. Thứ hai, kiểm tra hình thái xỉ thiếc. Xỉ oxy hóa thông thường có tính lỏng, kết bông và dễ thu hồi, trong khi xỉ thiếc có quá nhiều tạp chất xuất hiện dưới dạng cục dày đặc, bề mặt có ánh xanh tím và có mùi chua hăng. Lúc này cần tắt máy ngay, vệ sinh bồn và thay thiếc mới. Nghiêm cấm thêm cái gọi là"chất thanh lọc" để che đậy vấn đề. Một nhà máy từng khiến hai động cơ máy bơm cháy liên tục trong vòng ba tuần vì lý do này.
Kinh nghiệm và kỹ năng nằm ở việc thiết lập một kho lưu trữ Cuộc sống về thanh thiếc. Sau khi sử dụng tích lũy các thanh thiếc của cùng một nhãn hiệu và lô vượt quá 1200kg, chúng phải bị ngừng sử dụng ngay cả khi thử nghiệm thành phần đạt tiêu chuẩn, vì nhiều chu trình nhiệt sẽ liên tục làm giàu tạp chất dạng vết. Thử nghiệm theo dõi của chúng tôi cho thấy rằng Cu thực tế tương đương với thanh thiếc sau khi sử dụng 1500kg đã đạt 0,29wt%, gần với giá trị tới hạn. Ngoài ra, In, trước mỗi lần thay thiếc, hãy đảm bảo sử dụng bộ lọc bằng thép không gỉ 300 lưới để lọc nóng thiếc cũ và kiểm soát tốc độ dòng lọc trong khoảng 0,8L/phút. Nếu trọng lượng cặn sau khi lọc > 0,7% trọng lượng thiếc ban đầu chứng tỏ tạp chất đã vượt quá tiêu chuẩn nghiêm trọng. Lúc này, ngay cả việc bổ sung thêm thiếc mới cũng không thể đảo ngược xu hướng hư hỏng và phải thay thế toàn bộ bồn tắm.
