Alle kategorier

Hvorfor ophører komponenter leveret af kunden med at blive våd af solder?

Aug 27, 2026

Hvorfor ophører komponenter leveret af kunden med at blive våd af solder?

Oxidationstiden, som ingen tjekker

Kassen ankom med et cool mærke: "IC-U3, antal 12.000, dato-kode 2024-W18." Det var 18 måneder før monteringsdagen. Indeni var rullerne stadig vakuumforseglet, tørremiddelposerne uskadede, og inspektionsmærkelabelsene uanbrugte. Kundeens indkøbsgruppe havde gjort alt rigtigt – købt tidligt, opbevaret omhyggeligt og dokumenteret grundigt. Alt andet end at tjekke dato-koden mod tidsplanen.

Smt linje , den første rulle gav nul alarm-systemer. Den reflow Ovn  profil matchede pasta-dataarket. Men da kredsløbskortene dukkede op til vurdering, så lod ledningerne omkring U3 ikke rigtig ud til at være i orden. Lodden havde ikke vådet komponentledningerne. Den sad der i afrundede, matte kugler og nægtede at klatre op ad pindene. Røntgenbilleder bekræftede det, øjnene formodede: en række head-in-Pillow  forbindelser – den BGA-lignende tomrum mellem kuglen og kontaktfladen – og mange ikke-vædende  forbindelser, der ville klare en hurtig øjenkast, men fejle inden for et år.

Her er den anden hage: Dette skete faktisk ikke, fordi kunden købte bitre piller. Det skete, fordi kundeleveret materiale – de komponenter, som kunden leverer til dig for samling – medfører en tidsur, der starter ved galvaniseringslinjen, ikke ved din dok. Ingen har indstillet alarmen. Og når den lyder, lyder den i din reflovovn, under din vagt og på din retur.

Den særlige risiko ved kundeleveret materiale

Kundeleveret materiale  (CSM) – også kaldet kundefornyet materiale – er den eneste indgangskomponent, hvor samlestedet har mindst kontrol og størst udsættelse. Komponenterne ankommer fra kundens lager, mellemhandler eller distributør. Samlestedet er ansvarlig for det endelige resultat, men ikke for indkøbet. Denne opdeling skaber et uset område: Købsbeslutninger (hvor længe lagerbeholdningen skal opbevares, hvor den skal opbevares og hvornår den skal bruges) træffes af kunden, mens konsekvenserne rammer produktionslinjen.

Og fejltilstanden er farlig. Oxiderede ledninger ser ikke beskadigede ud. En rulle tinpladerede  QFP-ledninger fra 2024 kan se ens ud til en fremstillet sidste måned – måske lidt mere sløret, hvis man kigger nøje, men intet, der ville fejle en indkommande inspektion. Oxidlaget på pladeringen måles i nanometer. Det er usynligt for øjet, usynligt for et digitalt mikroskop og fuldstændigt tilstrækkeligt til at forhindre solder fra at blive våd.

Hvad tid og luft gør ved en komponentledning

Overfladen af en moderne komponentledning er et lag – normalt tin eller tin-bly  pladering over en kobber- eller legeringsbase. Pladeringen findes af én grund: at skabe en overflade, som smeltet solder kan binde sig til. Råt kobber ville helt sikkert oxideres inden for timer. Tin oxideres langt langsommere – men det oxideres alligevel. Givet måneder og omgivende fugtighed dannes et lag tin oxide  oxid

På overfladen. Solder bliver ikke våd af tinoxid. Den bliver våd af ren metal. levetid , og sektoraftalen er klar: elementers lodbarhed sikres normalt i 6 måneder til et år  fra pladeringsdatoen, hvor forringelsen accelererer efter 2 år. Garantien omfatter betingelser – lukket emballage, reguleret luftfugtighed og rimelig temperatur. Bryd én af disse betingelser, og tidsuriet går hurtigere. Opbevarer man komponenter i en fugtig opbevaringsfacilitet uden tørremiddel, kan en komponent med 12 måneders levetid miste sin lodbarhed allerede efter 4 måneder.

Der findes en anden, relateret fejltype, der forværrer problemet: fugtighedsoptagelse . Adskillige IC-pakker er fugtfølsom  (MSL-klassebestemte). Komponenter, der opbevares under fugtige forhold, optager vand i formassens struktur. Ved reflow-temperaturer – normalt 240–260 ° °C for blyfri lodning – omdannes dette vand øjeblikkeligt til damp, hvilket kan få komponenten til at sprække indefra og ud; dette fænomen kaldes popcorning ledningerne kan blive loddet fejlfrit. Pakken er dog stadig ødelagt. Ved kundens leverede komponenter, der opbevares i længere tid, optræder oxidation og fugtabsorption typisk samtidigt, og de forårsager fejl, der ser helt forskellige ud, men har samme årsag: tid brugt på ukontrolleret opbevaring.

Hvad sker der i ovnen

Når en oxideret ledning kommer i kontakt med smeltet lod i reflov-ovnen, er fysikken utroskabelig. Vædekraft kræver, at lodden danner en intermetalisk binding med grundmetallet – det betyder, at den skal smelte gennem overfladeoxiden for at nå ren metal. Den flydende  i lodpasten er beregnet til netop denne opgave og fjerner oxiden kemisk. Men fluxens evne er begrænset. En normal mængde oxid fjernes hurtigt. En tyk oxidlag fra 18 måneders opbevaring kan imidlertid udtømme fluxen, inden overfladen er ren, så lodden står tilbage uden noget, hvortil den kan binde sig.

De bemærkelsesværdige resultater kan findes i tre variationer, alle registreret i IPC-håndværkskriterierne:

Ikke-vædende – Lodden rører ledningen, men sidder aldrig fast. Forbindelsen ligner lod, der ligger på glas. Den kan måske bestå en visuel kontrol, hvis geometrien skjuler fejlen, og den vil ophøre med at fungere elektrisk på det mest uheldige tidspunkt.

Afblanding – Lodden bliver først våd, men trækker sig derefter tilbage i korn, mens oxiden dannes igen under den. Resultatet er en forbindelse med delvis beskyttelse og betydeligt reduceret holdbarhed. Dæmpning (dewetting) er det klassiske kendetegn på en grænseflade, der er marginalt eller grænse-oxideret.

Head-in-Pillow – Kuglen på en BGA eller lodden på pad'en kombinerer aldrig med komponentledningens lodbare overflade. Man ender med to adskilte lodmasser, der ser ud til at være forbundet på røntgenbilleder, men som næsten ikke rører hinanden i virkeligheden. Head-in-pillow er den farligste af de tre, da den er sværest at opdage og en af de mest sandsynlige årsager til gentagne områdefejl.

Hvorfor indgående inspektion ikke kan redde dig

Dette er stedet, hvor CSM-problemet strukturelt bliver urimeligt for monteringshuset. Kriterium indgående vurdering  kontrollerer mængde, emballage, datokoder og synlige problemer. Ingen af disse finder oxidlag. En specialiseret lødbarhedsvurdering – dip-and-look-teknikken eller fugtighedsligevægt ifølge J-STD-002 – ville sikkert opdage det, men denne vurdering er destruktiv, tidskrævende og sjældent udføres på kundeleverede store mængder, medmindre der allerede er et problem.

Selv en fuldstændig lødbarhedsvurdering på en prøve har en statistisk begrænsning. Oxidvækst er ikke ensartet på en rulle eller i et sæt. Kanten af en rulle, der blev udsat for luft, fugter forkert; centrum, beskyttet af nabodele, fugter dårligere. En prøve på fem dele kan bestå, mens resten af partiet fejler. Du vurderer ikke partiet. Du vurderer de fem dele, du har valgt.

Skyldspillet, der følger

Når problemet opstår, er det første spørgsmål altid: «Hvem har begået fejlen?» Kundeens designgruppe peger på monteringsprocessen – kontoen, pastaen, håndteringen. Monteringsstedet peger på materialet. Begge parter har delvis ret, og ingen af dem har rene hænder.

Den enkle løsning er, at ansvar bør være tildelt, inden rullerne når linjen – skriftligt. Branchestandarden til at håndtere dette er, at monteringsstedet udfører og dokumenterer en solderbarhedsprøve  på kundens leverede materiale ved fakturering, markerer dagkoder, der ligger uden for 12-månedsperioden, og får kundens skriftlige bekræftelse på, at aldernde komponenter vil blive monteret på kundens eget ansvar – eller at aldernde komponenter vil blive afvist før montering. Den enkelte handling flytter debatten fra «I ødelagde mine komponenter» til «Komponenterne var kendt som risikobelastede, og vi blev enige om, hvordan de skulle håndteres.»

Hvad løser det faktisk

Intet af dette er unikt. Spillebogen er kort og afprøvet:

Vis ved modtagelse.  Undersøg dato-koder i forhold til de 12 måneders soldèrbarhedsperiode. Udfør en dyk-og-se-eller fugtighedsbalanceundersøgelse på en prøve fra enhver parti, der er ældre end 6 måneder. Det tager en time, og det opdager katastroferne.

Opbevar kundens leverede komponenter, som om de var dine egne.  Sikret opbevaring i et tørt skab med kontrolleret luftfugtighed. Hvis kundens komponenter ankommer i åbne eller uspændte emballager, markeres det skriftligt. Fugtighedsstyring koster få øre pr. rulle og beskytter mod både oxidation og fugtrelaterede pakkeskader.

Bage for fugt, men ikke for oxidation.  At opvarme en MSL-klasseplan fjerner absorberet fugt og forhindrer popcorning – den del er faktisk korrekt. Opvarmning gendanner ikke solderbare egenskaber. En oxideret ledning er en oxideret ledning, og ingen mængde varme kan omvende kemien. Grupper, der forvirrer begge dele, ender med at opvarme komponenter, der er 18 måneder gamle, og erklære dem for udmærkede, mens de samme vådningssvigt dukker op på produktionslinjen.

Enig om risikoen før montering, ikke efter.  Ordren eller installationsaftalen skal angive, hvad der sker, når kundeleveret materiale ikke består solderbarehedstesten: afvisning og retur, montering på kundens risiko eller genpladering på kundens omkostning. Skrevet i god tid, er det en procesnote. Skrevet efter en fejlmontage, er det en juridisk konflikt.

Tiden løber altid

Kundeleveret materiale er det eneste område i Pcb forsamling  hvor lovene om kemi og vilkårene i en aftale krydser hinanden. Kemien er hård: en nanometer oxid, usynlig og uskyldig udseende, standser lodning fuldstændigt. Aftalen er frivillig – intet tvinger nogen til at tjekke et datokode, udføre en vådtest eller vurdere risikoen ved samling.

Producenterne, der forhindrer denne fejl, er ikke dem med bedre ovne eller bedre pasta. De er dem, der behandler en datokode som en udløbsdato i stedet for et mærke. Tiden starter ved galvaniseringslinjen den dag komponenten er færdigstillet. Den stopper ikke midlertidigt for støvsugertætninger, indkøbsordrer eller gode formål. Inspectér den, før rullen kommer på linjen – eller forklar for kunden, hvorfor deres 18 måneder gamle komponenter fejlede i jeres reflowovn og ikke i deres egen.

Få et gratis tilbud

Vores repræsentant vil kontakte dig snart.
Email
Navn
Virksomhedsnavn
Besked
0/1000