無鉛波峰焊錫爐銅超標解決方法
a.焊料氧化問題。無論何種焊料,與空氣接觸后都會產(chǎn)生一定程度的氧化。按照熱力學的原理,氧化物的標準生成自由能數(shù)值越低,該金屬就越容易氧化。Sn 比 Pb 更易氧化,同時無鉛焊結(jié)使用更高的溫度,因此無鉛焊料的氧化量會大大超過有鉛焊料,一般認為會產(chǎn) 生 2.4 倍的錫渣。因此,防氧化措施及清渣工作將有所不同?,F(xiàn)在有力鋒LF-280推出錫渣還原機,通過物理式還原方式,超過 70%的回收能力,為企業(yè)節(jié)省了一定的費用。
b. 銅的溶解問題。無論是線材、電子元件或焊盤上的銅均會不斷溶解到錫爐中,在使用有鉛焊料時,在錫爐中會形成 Cu6Sn5金屬間化合物,其密度比 Sn-37Pb 小,故可用“比重法”撈銅工藝來解決銅含量超標問題。但在使用無鉛焊料時,雖然含銅的無鉛焊料會抑制外部的銅元素向其溶解的速度,但并不能根本避免這種現(xiàn)象,困難的是所形成的 Cu6Sn5金屬間化合物其密度比 Sn-0.7Cu 比重小,所以會沉入錫爐底部無法清除。為避免傳熱性能的降低,需要定期進行清爐作業(yè)。
c. 錫鉛焊料在高溫下(250℃)不斷氧化,使錫鍋中錫-鉛焊料含錫量不斷下降,偏離共晶點,導致流動性差,出現(xiàn)連焊、虛焊、焊點強度不夠等質(zhì)量問題。可采用以下幾個方法來解決這個問題:
① 添加氧化還原劑,使已氧化的 SnO 還原為 Sn,減小錫渣的產(chǎn)生;
② 不斷除去浮渣;
③ 每次焊接前添加一定量的錫;
④ 采用含抗氧化的焊料;
⑤采用氮氣保護,讓氮氣把焊料與空氣隔絕開來,避免氧化。
附:“比重法”撈銅工藝過程:
1. 將波峰通道從錫爐中卸下。
2. 爐溫度設(shè)置成 280~300℃,升溫,同時去除錫面浮渣。
3. 當溫度達到設(shè)置溫度時,關(guān)閉加熱器電源,自然降溫。
4. 自然降溫至 195℃左右時,開始打撈銅錫合金結(jié)晶體。
5. 低于 190℃時,停止打撈(需要時,重復 2、3、4 項)。
注意事項:
1. 280~300℃降至 195℃的時間約 1.5 小時(因錫爐容量而異)。
2. 約 220℃時,可觀察到錫面點、絮狀的晶核產(chǎn)生。隨溫度的進一步降低,晶核不斷
聚集增大,逐步形成松針狀的 CUSN 結(jié)晶體。
3. 195~190℃的時間約 20 分鐘(因錫爐容量而異),打撈期間要快速有序。
4. 打撈時漏勺要逐片撈取,切勿攪拌(結(jié)晶體受震動極易解體)。
5. 打撈時漏勺提出錫面時要輕緩,要讓熔融焊料盡量返回爐內(nèi)。
6. CUSN 結(jié)晶體性硬、易脆斷,小心扎手!
補充說明:
1. 銅含量較 CU6SN5 低,是由于樣品中的焊料無法分離的結(jié)果。
2. 錫爐銅含量達 0.25WT%時,凝固后的潔凈錫面就可以觀察到 CU6SN5 的結(jié)晶體(位置一般靠近結(jié)構(gòu)件)。
3. 銅含量達 0.3WT%以上,每星期除一次(這時通道可不撤除,但需要把峰口撤掉,
讓錫面擴大,便于打撈),每次約 5~10GK。
4. 有鉛焊料的銅含量已達 0.25%是 SMD 焊接的一個界線,超過就容易發(fā)生橋接等焊接缺陷。
5. 撈前要將錫渣先清除干凈了再降溫,然后在 190C 時打撈。