錫渣本身含錫量較高,但由于產(chǎn)生了難熔的Sn-Cu合金,所以很難被再利用。錫渣的產(chǎn)生有其必然性,也有規(guī)律性,在生產(chǎn)作業(yè)中注意各方面程序是可以將其降到的。
波峰焊時焊錫處于熔化狀態(tài),其表面的氧化及其與其它金屬元素(主要是Cu)作用生成一些殘渣都是不可避免的,但是合理正確地使用波峰焊設(shè)備和及時地清理對于減少錫渣也是至關(guān)重要的。
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(guān)系不大.氧化渣的形成與熔融焊料的流體流動有關(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.
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.
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化合物上浮),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。