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(huì)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(guò)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(guò)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.

他們?cè)谘芯恐邪l(fā)現(xiàn),在沒(méi)到達(dá)氧化壓之前,熔融錫液具有抗氧化能力.壓力達(dá)到4×10－4Pa至8.3×10－4Pa范圍時(shí),氧化開(kāi)起發(fā)生.在這個(gè)氧分壓界限上,觀察到了在熔融錫表面氧化物"小島"的生長(zhǎng).這些小島的表面非常粗糙,并且從清潔錫表面的X射線鏡面反射信號(hào)一致減少,這種現(xiàn)象可以證明氧化碎片的存在.表面氧化物的X射線衍射圖案不與任何已知的Sn氧化物相相匹配,而且只有兩個(gè)Bragg峰出現(xiàn),它的散射相量是√3/2,并觀察到強(qiáng)度很明確的面心立方結(jié)構(gòu).通過(guò)切向入射掃描(GID)測(cè)量了熔融液態(tài)錫表面結(jié)構(gòu),并與已知錫氧化物進(jìn)行比較.可以說(shuō)熔融液態(tài)錫在此溫度和壓力情況下,在純氧中的氧化物相結(jié)構(gòu)不同于SnO或SnO2.

日本學(xué)者Tadashi Takemoto等人對(duì)SnAg3.5,SnAg3.0Cu0.5,Sn63Pb37焊料進(jìn)行試驗(yàn),發(fā)現(xiàn)所有焊料的氧化渣重量都是通過(guò)線性增長(zhǎng)的,三種焊料氧化渣的增長(zhǎng)率幾乎相同,也就是其增長(zhǎng)速率與焊料成分關(guān)系不大.氧化渣的形成與熔融焊料的流體流動(dòng)有關(guān),流體的不穩(wěn)定性及瀑布效應(yīng),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(guò)程變得更加復(fù)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(guò)波峰PCBA的數(shù)量及原始焊料的質(zhì)量等.

1.沒(méi)有經(jīng)常清理錫渣,使峰頂?shù)粝聛?lái)的含錫不能盡快進(jìn)入爐中,而不是留在錫渣上面;加熱不均勻,也會(huì)造成錫渣過(guò)多.

2.平時(shí)的清爐也是很關(guān)鍵的,長(zhǎng)時(shí)間沒(méi)有清爐,爐中的雜質(zhì)含量偏高,也會(huì)造成錫渣過(guò)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(duì) 63/37 的錫條來(lái)說(shuō)),而這個(gè)溫度是焊料在焊接過(guò)程中所要求的基本要達(dá)到的溫度,溫度偏低,以致錫不能達(dá)到一個(gè)很好的溶解,在使用之時(shí)就會(huì)造成錫渣過(guò)多的情況。

4.是波峰爐設(shè)備的問(wèn)題: 波峰太高,焊料從峰頂?shù)粝聛?lái)的時(shí)候,溫度降低偏差比較大,焊料混合著空氣沖進(jìn)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(shí)會(huì)造成錫渣過(guò)多。

6.波峰爐里錫使用時(shí)間過(guò)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。