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.
哈佛大學的Alexei Grigoriev等人用99.9999%的純錫樣本放置在坩堝中,并在超低真空下加熱到240℃,然后向其中充純氧,通過X光線衍射,反射及散射觀察熔融Sn的氧化過程·
波峰高度的控制
波峰高度的控制不僅對于焊接質(zhì)量非常重要,對于減少錫渣也有幫助。首先,波峰不宜過高,一般不應超過印刷電路板厚度方向的1/3,也就是說波峰頂端要超過印刷電路板焊接面,但是不能超過元器件面。同時波峰高度的穩(wěn)定性也非常重要,這主要取決于設備制造商。從原理上講,波峰越高,與空氣接觸的焊錫表面就越大,氧化也就越嚴重,錫渣就越多。另一方面,如果波峰不穩(wěn),液態(tài)焊錫從峰頂回落時就容易將空氣帶入熔融焊錫內(nèi)部,加速焊錫的氧化。
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。