C,氧化渣機械泵波峰發(fā)生器中,存在著劇烈的機械攪拌作用,在熔融焊料槽內(nèi)形成劇烈的漩渦運動,再加上設(shè)計的不合理造成的熔融焊料面的劇烈翻滾.這些漩渦和翻滾運動形成的吸氧現(xiàn)象,空氣中的氧不斷被吸入熔融焊料內(nèi)部.由于吸入的氧有限,不能使熔融焊料內(nèi)部的氧化過程進行得像液面那樣充分,因而在熔融焊料內(nèi)部產(chǎn)生大量銀白色沙粒狀(或稱豆腐渣狀)的氧化渣.這種渣的形成較多,氧化發(fā)生在熔融焊料內(nèi)部,然后再浮向液面大量堆積,甚至占據(jù)焊料槽的大部分空間,阻塞泵腔和流道,后導(dǎo)致波峰高度不斷下降,甚至損壞泵葉和泵軸;另一種是波峰打起的熔融焊料重新流回焊料槽的過程中增加了熔融焊料與空氣中氧的接觸面,同時在熔融焊料槽內(nèi)形成劇烈的漩渦運動形成吸氧現(xiàn)象,從而形成大量的氧化渣.這兩種渣通常占整個氧化渣量的70%,是造成浪費的.應(yīng)用無鉛焊料后將產(chǎn)生更多的氧化渣,且SnCu多于SnAgCu,典型結(jié)構(gòu)是90%金屬加10%氧化物.
哈佛大學(xué)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·
豆腐渣狀Sn-Cu化合物的清理
在波峰焊過程中,印刷電路板表面的敷銅以及電子元器件引腳上的銅都會不斷地向熔融焊錫中溶解。而Cu與Sn之間會形成Cu6Sn5金屬間化合物,該化合物的熔點在500oC以上,因此它以固態(tài)形式存在。同時,由于該化合物的密度為8.28g/cm3,而Sn63-Pb37焊錫的密度為8.80g/cm3,因此該化合物一般會呈現(xiàn)豆腐渣狀浮于液態(tài)焊錫表面。當(dāng)然,也有一部分化合物會由于波峰的帶動作用進入焊錫內(nèi)部。因此,排銅的工作就非常重要。其方法如下:停止波峰,錫爐的加熱裝置正常動作,首先將錫爐表面的各種殘渣清理干凈,露出水銀狀的鏡面狀態(tài)。然后將錫爐溫度降低至190-200oC(此時焊錫仍處于液態(tài)),而后用鐵勺等工具攪動焊錫1-2分鐘(幫助焊錫內(nèi)部的Cu-Sn化合物上?。?,然后靜置3-5個小時。由于Cu-Sn化合物的密度較小,靜置過后Cu-Sn化合物會自然浮于焊錫表面,此時用鐵勺等工具即可將表面的Cu-Sn化合物清理干凈。
上述方法可以排除一部分的銅。但是如果焊錫中含銅量太高,就要考慮清爐。根據(jù)生產(chǎn)情況,大約每半年或一年要清爐一次。
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(guān)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(shè)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(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。