Trạng thái sử dụng thực tế của các thanh hàn trong máy hàn sóng không bao giờ là quá trình cân bằng nhiệt tĩnh mà là kết quả tổng hợp của quá trình oxy hóa động, khuấy trộn cơ học, phun từ thông liên tục và hòa tan kim loại mối hàn. Chúng tôi liên tục theo dõi ba dây chuyền sản xuất tại một nhà máy điện tử ô tô ở Đông Quan trong ba tháng và phát hiện ra rằng, sau khi cùng nhãn hiệu thanh hàn SAC305 hoạt động ở nhiệt độ không đổi 265°C trong hơn 12 giờ, hàm lượng bạc trong vật hàn lấy mẫu từ đáy nồi đã giảm 0,018%, trong khi hàm lượng đồng tăng 0,007%. Mặc dù sự thay đổi này không vượt quá giới hạn của tiêu chuẩn ASTM B947, nhưng nó cũng đủ để gây ra tình trạng ướt không liên tục trên bảng OSP, điều này đặc Biệt rõ ràng trên các miếng đệm bước QFN 0,4mm.
Bản chất của sự thay đổi thành phần thanh hàn không phải là sự phân hủy trực tiếp của hợp kim ở nhiệt độ cao mà là sự hòa tan liên tục của các kim loại như đồng, niken và vàng từ các mối hàn vào bể hàn, làm thay đổi hệ số hoạt động giữa các nguyên tố ban đầu. In Ngoài ra, chênh lệch nhiệt độ giữa vùng dòng chảy tốc độ cao gần vòi hàn sóng và các góc chết của nồi có thể lên tới 15°C, dẫn đến hình thành vòng tuần hoàn đối lưu yếu trong vật hàn. Các hợp chất đồng-thiếc đậm đặc hơn dần dần lắng xuống và bám dính vào bề mặt của các ống gia nhiệt. Chúng tôi đã tháo rời và kiểm tra 7 chiếc máy ở các độ tuổi khác nhau và nhận thấy độ dày trung bình của lớp đồng lắng đọng trên thành trong của những chiếc nồi sử dụng trên 18 tháng đạt 0,13 mm, so với chỉ 0,02 mm trên những chiếc nồi mới. Những cặn lắng như vậy không chỉ làm giảm hiệu suất truyền nhiệt mà còn làm trầm trọng thêm tình trạng quá nhiệt cục bộ của vật hàn, càng đẩy nhanh quá trình hòa tan liên tục của đồng.
Vấn đề thường bị bỏ qua nhất tại hiện trường là sự tương tác giữa cặn chất trợ dung và xỉ. Chất trợ dung dựa trên nhựa thông bắt đầu cacbon hóa ở nhiệt độ trên 250°C, và các sản phẩm luyện cốc của nó bao bọc các hạt cặn mịn để tạo thành eutectic có điểm nóng chảy thấp. Điểm nóng chảy của các chất như vậy có thể thấp tới 198°C. Trong quá trình đông đặc và tan chảy lặp đi lặp lại trên bề mặt sóng, chúng liên tục hấp thụ các nguyên tố dễ bay hơi như bạc và antimon. Chúng tôi đã sử dụng ICP-MS tại một nhà máy OEM ở Tô Châu để so sánh thành phần của cặn bề mặt với thành phần của các thanh hàn mới và nhận thấy rằng tỷ lệ thu hồi bạc trong cặn chỉ là 61,3%, trong khi antimon được làm giàu gấp 2,4 lần hàm lượng ban đầu. Điều này cho thấy cái gọi là"sự thay đổi thành phần" thường không phải là một sự thay đổi thống nhất trên toàn cầu mà là sự di cư của các phần tử khu vực do lớp cặn bã mang theo.
Việc xác định xem các thanh hàn có cần thay thế không thể chỉ dựa vào nhiệt độ và thời gian; cần phải theo dõi đồng thời sự Biến động về độ bền kéo của mối hàn, mức độ suy giảm tính lưu động của bề mặt bể hàn và xu hướng tăng tốc độ bắc cầu ở mặt sau của PCB. Trên dây chuyền sản xuất mô-đun chiếu sáng ở Trung Sơn, chúng tôi từng kéo dài chu kỳ thay thế vật hàn từ 8 giờ lên 10 giờ. Mặc dù thử nghiệm thành phần vẫn nằm trong phạm vi chấp nhận được nhưng tỷ lệ mối hàn nguội trên bo mạch OSP đã tăng từ 0,012% lên 0,037%. Nguyên nhân sâu xa là do sức căng bề mặt của vật hàn tăng 0,8 mN/m, đây là Biểu hiện trực tiếp của màng hỗn hợp CuO-Cu2O được hình thành do phản ứng giữa đồng và chất trợ cacbon hóa. Vì vậy, điều đầu tiên các kỹ sư nên làm trong ca sáng không phải là đo nhiệt độ mà là dùng thìa inox cạo nhanh bề mặt bồn tắm để quan sát độ dày của lớp cặn và độ đồng đều của độ phản xạ của nó.
Mối nguy hiểm thực sự của các thanh hàn trong máy hàn sóng không phải là nhiệt độ cao mà là cơ chế suy thoái kép được hình thành do nhiệt độ cao kết hợp với nhiễu tần số thấp, các loại từ thông không khớp và chu kỳ làm sạch nồi bị trì hoãn. Việc tuân thủ bất kỳ tham số đơn lẻ nào không thể thể hiện rằng toàn bộ bể hàn vẫn có độ bền của quy trình. Như chúng ta thường nói, chỉ vì nồi hàn không quá nóng khi chạm vào không có nghĩa là nó không bị bệnh; hãy để các mối hàn lên tiếng.
