波峰焊基础知识

　　处理方法：调整以上参数。喷雾大小：3KG/CM2；针阀压力：4KG/CM2

　　上述办法能够排除一部分的铜。但是如果焊锡中含铜量太高，就要考虑清炉。根据生产情况，大约每半年或一年要清炉一次。六、使用抗氧化油抗氧化油为一种高闪点的碳氢化合物，它能够浮于液态焊锡表面，将液态焊锡与空气隔离开来，由此减少焊锡氧化的机会，进而减少锡渣。一般而言，使用抗氧化油能够大大减少大约70%的锡渣。但是使用抗氧化油后产生的油泥会污染锡炉，并产生一些烟雾，对生产环境有一定的要求，尤其是抽风系统，产生的锡油泥状锡渣也无多少利用价值。

　　波峰高度的控制不仅对于焊接质量很重要，对于减少锡渣也有帮助。首先，波峰不宜过高，一般不应超过印刷电路板厚度方向的1/3，也就是说波峰顶端要超过印刷电路板焊接面，但是不能超过元器件面。同时波峰高度的稳定性也很重要，这主要根据设备制造商。从原理上讲，波峰越高，与空气接触的焊锡表面就越大，氧化也就越严重，锡渣就越多。另一方面，如果波峰不稳，液态焊锡从峰顶回落时就容易将空气带入熔融焊锡内部，加速焊锡的氧化。

　　经常性地清理锡炉表面是必须的。否则，从峰顶上回落的焊锡落在锡渣表面上，由于缺乏良好的传热而进入半凝固状态，如此恶行循环也会导致锡渣过多。

　　在每天/每次开机之前，都应该检查一下炉面高度。先不要开波峰，而是加入锡条使锡炉里的焊锡达到最满状态。然后开启加热装置使锡条熔化。由于，锡条的熔化会吸收热量，此时的炉内温度很不均匀，应该等到锡条完全熔解、炉内温度达到均匀状态之后才能开波峰。适时补充锡条，有助于减小焊接面与焊锡面之间的高度差，即减小焊锡波峰与空气的接触面积，也能减小锡渣的产生。

　　在锡渣或块状不溶物突然产生时，人们通常的反应是对此锡渣的合金成分做多元化的分析。可惜的是，从成分分析得不到任何结果。这是因为目前的国家标准中，仅对部分元素的含量进行规定（如Sb、Cu、Bi、As、Fe、S、Al、Zn等），而人们通常也仅对这些元素含量做多元化的分析。一般来说，除Cu的含量会变高外，其他元素含量变化并不明显。有些人指出，铝元素会对块状不溶物的形成有特别大的影响，并认为是夹具或电子元器件管脚上的铝溶入焊锡合金引起。可惜的是，从现场上看，夹具并没发生很大的腐蚀，而且多数时间内对不溶物合金成分的分析并未曾发现铝成分有很大变化。有的人觉得电解锡比火化锡的纯度更高而全部采用电解材料来制作。可惜的是，实践表明，即使全部材料采取使用电解材料也无法根除锡渣多和不溶块状锡渣的大量生成现象。有些焊锡生产商添加P合金来试图解决此问题。实践表明，P合金的加入会对锡渣生成有一定的减少作用，但仍无法根除锡渣多和块状不溶物的生成。而且研究表明，P对焊锡润湿性有影响，P元素的增加会恶化焊锡的润湿性，P还会对铜有腐蚀作用，因此P合金并不是理想的抗氧化合金。A.锡渣多和不溶锡块产生的原因是熔融状态下的焊锡合金粘滞力大。本文认为，产生块状锡渣的一个根本原因是熔融状态下的焊锡合金的粘滞力较大引起的。焊锡在正常工作状态下会产生黑色粉末状态的锡粉。当熔融状态下的焊锡合金的粘滞力较大时，在波峰焊时包裹住锡渣形成块状锡渣。这也是怎么回事我们将块状锡渣加热时分离出大部分是完好的焊锡合金的原因。同理，在工作状态下，粘滞力大的焊锡易产生拉尖、桥连等不良。粘滞力本身与锡原材料有关，每一批锡原料的粘滞力不一样，这也是为什么同一厂家的焊锡成品有时锡渣很少，有时突然锡渣和块状锡渣很多的原因。作者从以下几方面做处理后，锡渣多和出现块状锡渣的几率大幅度减少。1.不使用只经过简易地处理的再生锡。因为再生锡的原料来源不一，每个厂家原料产地不一，添加的元素不一，混在一起很容易产生锡渣多。当然，回收锡是可以再利用的，只是要经过合适的处理。2.对来料每一批锡锭采用专门的办法来进行鉴别，挑选出粘滞力小的锡锭用于制作锡条。3.在制作锡条的过程中，采用特别的工艺处理，降低焊锡的粘滞力。4.在焊料合金中加入适量的其他元素，提升焊锡的流动性，增强焊锡的抗氧化能能力，减少锡渣的生成。P合金作为抗氧化合金，正如前面所言，如需要添加，一定要控制好含量。C．其它问题导致锡渣多和块状锡渣产生的其他原因还有：a．锡渣量的大小和波峰焊机的内部结构设计有很大关系。有些品牌的波峰焊机因设计问题，较易产生大量锡渣，这种设计上的缺陷所造成的锡渣多无法消除，只有更换此型号波峰焊机。b．锡炉材质的不同对锡渣有很大影响。实践表明，纯钛锡炉的使用效果最好，而不锈钢锡炉效果最差。c．锡炉中焊料尽量加足，锡峰尽可能低，流速调节合理，能够更好的降低锡渣生成。d．不同合金成分的焊锡表现不一，有些合金成分较易生成大量锡渣，有些合金成分锡渣较少。e．同一合金成分不一样的品牌混用，有时也会产生大量锡渣和块状不溶物，这是由于每个焊锡生产厂商的原料来源、工艺、抗氧化材料不一，混料后有时会发生反应。f．有些厂家将焊锡丝用后所产生的锡丝渣放入波峰焊炉也会产生品质问题。这是因为一般说来，锡条生产时会经过工艺处理或添入抗氧化合金，而锡丝合金未做处理，且锡丝渣里还混有残留松香，甚至含有烙铁头合金（锡会溶蚀烙铁头，故烙铁头使用一段时间后就必须更换），造成锡渣生成。g．作业温度高引起，由于作业中元器件管脚和焊盘上的铜箔上的铜会不断析入焊锡中，造成熔点升高。为达到满意的作业效果需相应提升作业温度，温度越高，生成锡渣越多。h．不及时清除锡渣。正确的作业方式应每隔4小时清除锡渣一次或每次关机前都要对锡渣进行清除。有的客户几天清一次锡渣或作业前清除锡渣。由于锡渣已经冷却，重新开机时锡渣的导热性不好，当熔融锡碰到锡渣后包裹住锡渣造成块状不溶物。这里要特别提及锡渣抗氧化还原剂的使用，东莞市卓力电子材料有限公司生产的ZL-70（普通型）和ZL-80（环保型）高效焊锡抗氧化还原剂正如其命名，确实不仅仅具备抗氧化的效果还具有还原效果，不同一般市场上只有抗氧化或只有还原效果的产品，其抗氧化还原效果甚佳，我们做个试验可还原94%左右的好锡。在线使用时熔锡表面可以长时保持如镜面的效果，是锡渣的克星。其公司网址为：

　　一般说来，在波峰焊工作时候的温度（240℃-270℃）下的焊锡合金，由于暴露在空气中，均会与空气中的氧气发生反应，产生黑色粉末的锡渣（SnO和SnO2）。这是一种正常现象，不在本文的讨论范围内。

　　本文所讨论的是在波峰焊工作时，突然产生大量锡渣和块状不溶物（因类似而被俗称），或同等作业条件下，锡渣很多，超出正常的承受范围。

　　在波峰焊过程中，印刷电路板表面的敷铜以及电子元器件引脚上的铜都会不断地向熔融焊锡中溶解。而Cu与Sn之间会形成Cu6Sn5金属间化合物，该化合物的熔点在500oC以上，因此它以固态形式存在。同时，由于该化合物的密度为8.28g/cm3，而Sn63-Pb37焊锡的密度为8.80g/cm3，因此该化合物一般会呈现状浮于液态焊锡表面。当然，也有一部分化合物会由于波峰的带动作用进入焊锡内部。因此，排铜的工作就很重要。其方法如下：停止波峰，锡炉的加热装置正常动作，首先将锡炉表面的各种残渣清洗整理干净，露出水银状的镜面状态。然后将锡炉温度降低至190-200oC（此时焊锡仍处于液态），而后用铁勺等工具搅动焊锡1-2分钟（帮助焊锡内部的Cu-Sn化合物上浮），然后静置3-5个小时。由于Cu-Sn化合物的密度较小，静置过后Cu-Sn化合物会自然浮于焊锡表面，此时用铁勺等工具即可将表面的Cu-Sn化合物清理干净。

　　波的表面均被一层氧化皮覆盖﹐它在沿焊料波的整个长度方向上几乎都保持静态﹐在波峰焊接过程中﹐PCB接触到锡波的前沿表面﹐氧化皮破裂﹐PCB前面的锡波无皲褶地被推向前进﹐这说明整个氧化皮与PCB以同样的速度移动

　　当PCB进入波峰面前端（A）时﹐基板与引脚被加热﹐并在未离开波峰面（B）之前﹐整个PCB浸在焊料中﹐即被焊料所桥联﹐但在离开波峰尾端的瞬间﹐少量的焊料由于润湿力的作用﹐粘附在焊盘上﹐并由于表面张力的原因﹐会出现以引线为中心收缩至最小状态﹐此时焊料与焊盘之间的润湿力大于两焊盘之间的焊料的内聚力。因此会形成饱满﹐圆整的焊点﹐离开波峰尾部的多余焊料﹐由于重力的原因﹐回落到锡锅中。

　　波峰焊时焊锡处于熔化状态，其表面的氧化及其与其它金属元素（主要是Cu）作用生成一些残渣都是不可避免的，但是合理正确地使用波峰焊设备和及时地清理对于减少锡渣也是至关重要的。

　　对于Sn63-Pb37锡条而言，其正常使用温度为240-250oC。使用方要经常用温度计测量炉内温度并评估炉温的均匀性，即炉内四个角落与炉中央的温度是否一致，我们提议偏差应该控制在?5 oC之内。需要指出的是，不能单看波峰炉上仪表的显示温度，因为事实上仪表的显示温度与实际炉温通常会存在偏差。这一偏差与设备制造商及设备使用时间均有关系。

　　目前市场上还有推出一种锡渣还原机，它的工作原理其实就是通过物理加热分离实现，此种分离法也很容易混入杂质，站在专业角度我们不提倡此种做法。结论本文认为，锡渣多特别是块状锡渣的形成是由于熔融的锡粘度较高引起的。因此应采用合适的方法降低熔融锡的粘滞力，减少块状锡渣的生成。本文还认为，锡渣多特别是块状锡渣多跟某些未知的微量元素有关，这值得众多研究者对此问题继续深入研究，以完全解决此困惑业界多年的问题。本文不建议使用P合金来作为抗氧化合金。

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