液态锡铅焊料的易氧化性
发布时间:2012/10/7 11:52:37 访问次数:2527
锡铅焊料在固BTS112A态时不易氧化,然而在熔化状态下极易氧化,特别是在机械搅拌下,如波峰焊料槽中受机械泵的搅拌更加剧了氧化物的生成。锡槽表面的氧化物不断被轴的转动所划破,又包裹着焊料,形成包囊状并以锡渣的形式出现,大部分在锡槽的表面,但有时少量的氧化物会夹带在焊料中,严重时还会堵塞波峰出口。此外在锡槽冷却后,在搅拌轴的四周会产生大量黑色Sn0的粉末,这些氧化物会导致焊料性能恶化、变质,严重时会使整个焊料报废。
7.2.7浸析现象
浸入液态焊料中的固体金属会产生溶解,直至达到溶解极限为止,但在实际焊接过程中这种极限值是达不到的,而只能少量的溶解,在生产中这种现象又称为浸析现象,或“溶蚀”现象,俗称为“被吃”。发生浸析现象的原因是由于这一类固体金属与液态焊料金属原子之间存着良好的亲和能力。最常发生浸析现象的金属是金、银和铜。
影响浸析现象的原因有多种,主要取决于基体金属、焊料成分、焊料的温度和流动速度等。焊料温度的上升将会加速浸析现象的出现,同样焊料流动速度也会加速浸析现象的出现,因此,在波峰焊中锡锅温度的升高以及锡波的运动均会增加PCB中焊盘的铜在焊料中的浸析。浸析的速度通常可以用固体金属在焊料中的溶解率来表征。溶解率通常用一根规定直径的导线完全溶解在焊料中所需时间来表示。图7.4是几种不同金属在锡铅焊料中的溶解速度,可知:
①金、银和铜在焊料中均有较高的溶解速度,并且金的溶解速度最快,银的溶解速度次之,而铜的溶解相对两者更低。
②温度上升,溶解速度增加。
③焊料流动速度增加,溶解速度也增加。
金在液态焊料中溶解率最高,同金与锡之间存在很强的相互作用有关。在电子I程中,元器件引脚及PCB焊盘经常使用镀金工艺,特别是焊接薄膜电路时,使用锡铅焊料会出现镀金层浸析现象。通常在这一类器件焊接中,不提倡使用普通的锡铅焊料,而主张使用铟焊料或使用含银焊料,以减少“吃金”现象。焊点中金含量过高还容易导致焊点脆性,人们常称为“金脆”。
银在液态焊料中具有很高的溶解能力,在焊接厚膜电路中也会出现浸析现象。因厚膜电路中主要使用银钯合金作为导线,此外部分片状元器件的端电极也采用镀银钯合金,故生产中均会出现相关缺陷。通常使用含银焊料可以解
决上述问题。
有关铜在液态焊料的溶解性以及铜锡合金的性能已在前面介绍了,生产中该正确调节焊接工艺时间和温度,特别是在波峰焊中,避免过量的铜溶于锡锅之中。此外,还应经常监测锡锅中铜的含量,一旦超标应及时清除过量的铜锡合金。
锡铅焊料在固BTS112A态时不易氧化,然而在熔化状态下极易氧化,特别是在机械搅拌下,如波峰焊料槽中受机械泵的搅拌更加剧了氧化物的生成。锡槽表面的氧化物不断被轴的转动所划破,又包裹着焊料,形成包囊状并以锡渣的形式出现,大部分在锡槽的表面,但有时少量的氧化物会夹带在焊料中,严重时还会堵塞波峰出口。此外在锡槽冷却后,在搅拌轴的四周会产生大量黑色Sn0的粉末,这些氧化物会导致焊料性能恶化、变质,严重时会使整个焊料报废。
7.2.7浸析现象
浸入液态焊料中的固体金属会产生溶解,直至达到溶解极限为止,但在实际焊接过程中这种极限值是达不到的,而只能少量的溶解,在生产中这种现象又称为浸析现象,或“溶蚀”现象,俗称为“被吃”。发生浸析现象的原因是由于这一类固体金属与液态焊料金属原子之间存着良好的亲和能力。最常发生浸析现象的金属是金、银和铜。
影响浸析现象的原因有多种,主要取决于基体金属、焊料成分、焊料的温度和流动速度等。焊料温度的上升将会加速浸析现象的出现,同样焊料流动速度也会加速浸析现象的出现,因此,在波峰焊中锡锅温度的升高以及锡波的运动均会增加PCB中焊盘的铜在焊料中的浸析。浸析的速度通常可以用固体金属在焊料中的溶解率来表征。溶解率通常用一根规定直径的导线完全溶解在焊料中所需时间来表示。图7.4是几种不同金属在锡铅焊料中的溶解速度,可知:
①金、银和铜在焊料中均有较高的溶解速度,并且金的溶解速度最快,银的溶解速度次之,而铜的溶解相对两者更低。
②温度上升,溶解速度增加。
③焊料流动速度增加,溶解速度也增加。
金在液态焊料中溶解率最高,同金与锡之间存在很强的相互作用有关。在电子I程中,元器件引脚及PCB焊盘经常使用镀金工艺,特别是焊接薄膜电路时,使用锡铅焊料会出现镀金层浸析现象。通常在这一类器件焊接中,不提倡使用普通的锡铅焊料,而主张使用铟焊料或使用含银焊料,以减少“吃金”现象。焊点中金含量过高还容易导致焊点脆性,人们常称为“金脆”。
银在液态焊料中具有很高的溶解能力,在焊接厚膜电路中也会出现浸析现象。因厚膜电路中主要使用银钯合金作为导线,此外部分片状元器件的端电极也采用镀银钯合金,故生产中均会出现相关缺陷。通常使用含银焊料可以解
决上述问题。
有关铜在液态焊料的溶解性以及铜锡合金的性能已在前面介绍了,生产中该正确调节焊接工艺时间和温度,特别是在波峰焊中,避免过量的铜溶于锡锅之中。此外,还应经常监测锡锅中铜的含量,一旦超标应及时清除过量的铜锡合金。