另外,不同溫度下SnO2與PbO的標(biāo)準(zhǔn)生成自由能不同,前者生成自由能低,更容易產(chǎn)生,這也在一定程度上解析了為什麼無(wú)鉛化以后氧化渣大量的增加.表一列出了氧化物的生成Gibbs自由能,可以看出SnO2比其他氧化物更易生成.通常靜態(tài)熔融焊錫的氧化膜為SnO2和SnO的混合物. 氧化物按分配定律可部分溶解于熔融的液態(tài)焊料,同時(shí)由于溶差關(guān)系使金屬氧化物向內(nèi)部擴(kuò)散,內(nèi)部金屬含氧逐步增多而使焊料質(zhì)量變差,這在一定程度上可以解釋為何經(jīng)過(guò)高溫提煉(或稱(chēng)還原)出來(lái)的合金金屬比較容易氧化,且氧化渣較多;氧化膜的組成,結(jié)構(gòu)不同,其膜的生常速度,生長(zhǎng)方式和氧化物在熔融焊料中的分配系數(shù)將會(huì)有很大差異,而這又和焊料的組成密切相關(guān).此外,氧化還和溫度,氣相中氧的分壓,熔融焊料表面對(duì)氧的吸收和分解速度,表面原子和氧原子的化合能力,表面氧化膜的致密度,以及生成物的溶解,擴(kuò)散能力等有關(guān).

日本學(xué)者Tadashi Takemoto等人對(duì)SnAg3.5,SnAg3.0Cu0.5,Sn63Pb37焊料進(jìn)行試驗(yàn),發(fā)現(xiàn)所有焊料的氧化渣重量都是通過(guò)線(xiàn)性增長(zhǎng)的,三種焊料氧化渣的增長(zhǎng)率幾乎相同,也就是其增長(zhǎng)速率與焊料成分關(guān)系不大.氧化渣的形成與熔融焊料的流體流動(dòng)有關(guān),流體的不穩(wěn)定性及瀑布效應(yīng),可能造成吸氧現(xiàn)象及熔融焊料的翻滾,使氧化渣的形成過(guò)程變得更加復(fù)雜.另外,從工藝角度講,影響氧化渣產(chǎn)生因素包括波峰高度,焊接溫度,焊接氣氛,波峰的擾度,合金的種類(lèi)或純度,使用助焊劑的類(lèi)型,通過(guò)波峰PCBA的數(shù)量及原始焊料的質(zhì)量等.

嚴(yán)格控制爐溫

對(duì)于Sn63-Pb37錫條而言，其正常使用溫度為240-250oC。使用方要經(jīng)常用溫度計(jì)測(cè)量爐內(nèi)溫度并評(píng)估爐溫的均勻性，即爐內(nèi)四個(gè)角落與爐中央的溫度是否一致，我們建議偏差應(yīng)該控制在±5 oC之內(nèi)。需要指出的是，不能單看波峰爐上儀表的顯示溫度，因?yàn)槭聦?shí)上儀表的顯示溫度與實(shí)際爐溫通常會(huì)存在偏差。這一偏差與設(shè)備制造商及設(shè)備使用時(shí)間均有關(guān)系。

1.沒(méi)有經(jīng)常清理錫渣,使峰頂?shù)粝聛?lái)的含錫不能盡快進(jìn)入爐中,而不是留在錫渣上面;加熱不均勻,也會(huì)造成錫渣過(guò)多.

2.平時(shí)的清爐也是很關(guān)鍵的,長(zhǎng)時(shí)間沒(méi)有清爐,爐中的雜質(zhì)含量偏高,也會(huì)造成錫渣過(guò)多的原因之一,還要定期清爐換錫,一般大約每半年換錫一次。

3.波峰爐的溫度一般都控制得比較低,一般為 250℃±5℃(針對(duì) 63/37 的錫條來(lái)說(shuō)),而這個(gè)溫度是焊料在焊接過(guò)程中所要求的基本要達(dá)到的溫度,溫度偏低,以致錫不能達(dá)到一個(gè)很好的溶解,在使用之時(shí)就會(huì)造成錫渣過(guò)多的情況。

4.是波峰爐設(shè)備的問(wèn)題: 波峰太高,焊料從峰頂?shù)粝聛?lái)的時(shí)候,溫度降低偏差比較大,焊料混合著空氣沖進(jìn)錫爐中造成于氧化和半溶解現(xiàn)象,導(dǎo)致錫渣的產(chǎn)生。

5.錫條的純度也有關(guān)系,波峰爐一般都要求純度高的錫條,雜質(zhì)多的錫條在焊接時(shí)會(huì)造成錫渣過(guò)多。

6.波峰爐里錫使用時(shí)間過(guò)久,錫本身的抗氧化能力在降低,造成氧化速度加快,從而影響到錫渣產(chǎn)生量增加。