靜態(tài)熔融焊料的氧化根據(jù)液態(tài)金屬氧化理論,熔融狀態(tài)的金屬表面會強(qiáng)烈的吸附氧,在高溫狀態(tài)下被吸附的氧分子將分解成氧原子,氧原子得到電子變成離子,然后再與金屬離子結(jié)合形成金屬氧化物.暴露在空氣中的熔融金屬液面瞬間即可完成整個(gè)氧化過程,當(dāng)形成一層單分子氧化膜后,進(jìn)一步的氧化反應(yīng)則需要電子運(yùn)動(dòng)或離子傳遞的方式穿過氧化膜進(jìn)行,靜態(tài)熔融焊料的氧化速度逐漸減小;熔融的SnCu0.7比Snpb37合金氧化的要快.

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(gòu)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(guān).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(kuò)散能力等有關(guān).

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(yīng)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(shí)波峰高度的穩(wěn)定性也非常重要，這主要取決于設(shè)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(yán)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(shí)就容易將空氣帶入熔融焊錫內(nèi)部，加速焊錫的氧化。

C,氧化渣機(jī)械泵波峰發(fā)生器中,存在著劇烈的機(jī)械攪拌作用,在熔融焊料槽內(nèi)形成劇烈的漩渦運(yùn)動(dòng),再加上設(shè)計(jì)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(yùn)動(dòng)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(jìn)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(shí)在熔融焊料槽內(nèi)形成劇烈的漩渦運(yùn)動(dòng)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(gè)氧化渣量的70%,是造成浪費(fèi)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.