另外,不同溫度下SnO2與PbO的標準生成自由能不同,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,同時由于溶差關系使金屬氧化物向內(nèi)部擴散,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)過高溫提煉(或稱還原)出來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)構不同,其膜的生常速度,生長方式和氧化物在熔融焊料中的分配系數(shù)將會有很大差異,而這又和焊料的組成密切相關.此外,氧化還和溫度,氣相中氧的分壓,熔融焊料表面對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,擴散能力等有關.

日本學者Tadashi Takemoto等人對SnAg3.5,SnAg3.0Cu0.5,Sn63Pb37焊料進行試驗,發(fā)現(xiàn)所有焊料的氧化渣重量都是通過線性增長的,三種焊料氧化渣的增長率幾乎相同,也就是其增長速率與焊料成分關系不大.氧化渣的形成與熔融焊料的流體流動有關,流體的不穩(wěn)定性及瀑布效應,可能造成吸氧現(xiàn)象及熔融焊料的翻滾,使氧化渣的形成過程變得更加復雜.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,合金的種類或純度,使用助焊劑的類型,通過波峰PCBA的數(shù)量及原始焊料的質(zhì)量等.

嚴格控制爐溫

對于Sn63-Pb37錫條而言，其正常使用溫度為240-250oC。使用方要經(jīng)常用溫度計測量爐內(nèi)溫度并評估爐溫的均勻性，即爐內(nèi)四個角落與爐中央的溫度是否一致，我們建議偏差應該控制在±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，因為事實上儀表的顯示溫度與實際爐溫通常會存在偏差。這一偏差與設備制造商及設備使用時間均有關系。

1.沒有經(jīng)常清理錫渣,使峰頂?shù)粝聛淼暮a不能盡快進入爐中,而不是留在錫渣上面;加熱不均勻,也會造成錫渣過多.

2.平時的清爐也是很關鍵的,長時間沒有清爐,爐中的雜質(zhì)含量偏高,也會造成錫渣過多的原因之一,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 63/37 的錫條來說),而這個溫度是焊料在焊接過程中所要求的基本要達到的溫度,溫度偏低,以致錫不能達到一個很好的溶解,在使用之時就會造成錫渣過多的情況。

4.是波峰爐設備的問題: 波峰太高,焊料從峰頂?shù)粝聛淼臅r候,溫度降低偏差比較大,焊料混合著空氣沖進錫爐中造成于氧化和半溶解現(xiàn)象,導致錫渣的產(chǎn)生。

5.錫條的純度也有關系,波峰爐一般都要求純度高的錫條,雜質(zhì)多的錫條在焊接時會造成錫渣過多。

6.波峰爐里錫使用時間過久,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。