无Pb焊锡过程中常见问题的解决办法

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  与传统的含Pb焊锡相比,使用无Pb焊锡中主要问题为: 作业温度增高、润湿性变差、蚀铜速度快, Cu、Pb含量会发生变化,对锡炉腐蚀性增大等。以下是无Pb焊锡过程中经常会遇到的问题:

  1、为什么在作业过程中Cu的含量会发生变化?

  在无铅合金中,为了降低熔点,减少铜蚀等,专门加入了金属元素Cu。但是在不同合金中,Cu的含量是不一样的,而且Cu的含量必须控制在一定范围里,否则会改变合金的特性,导致其他作业困扰。

  我们知道作业中PCB板上铜箔的铜和元器件脚上的铜会不断地溶入锡炉中的焊锡,造成铜含量的升高。实践表明,即使在同样作业温度下,铜在无铅焊锡中的溶解速度也要比传统有铅焊锡快一倍以上,况且无铅焊锡比有铅焊锡的作业温度高,铜的扩散更快,因此无铅焊锡的铜含量增加速度很快。当铜含量增加到一定程度时,会导致无铅焊锡熔点升高,从而引起工作温度升高。如常用的Sn-3Ag-0.5Cu合金中,当铜含量超过0.9%时,熔点就会升高;当铜含量升高至1%,Sn-3Ag-0.5Cu合金熔点会从217℃升高到228℃左右。因此必须加强对Cu含量的检测。

  2、作业过程中Cu超出作业允许范围怎么办?

  如上所述,作业中Cu的含量会不断升高,导致产生桥连、拉尖、气孔、焊点剥离等**发生。为确保焊接质量,延长焊锡使用寿命,必须控制铜含量。一般在添加无铅焊锡时,使用低铜或无铜的焊锡。如在Sn-3Ag-0.5Cu焊锡炉中,添加Sn-3Ag锡条;在Sn/0.7Cu炉中,加纯锡或低铜的Sn/Cu合金。如果铜还是超出控制范围,建议将炉中焊锡舀出一半,再加入无铜锡条或整炉换新。

  3、为什么在作业过程中Pb的含量会发生变化?

  (1) 无铅和有铅工作场合没有严格隔离,作业者混入有铅焊锡造成铅超标。?

  (2)在无铅化的初始阶段,有些供货商因种种原因不能提供无铅元器件,仍提供传统的含铅元器件,这些元器件脚的铅在作业过程中不断溶入焊锡造成铅含量升高。?

  (3)虽然已经无铅化,但由于对各种材料的含铅量要求不一,含铅量高的元器件在作业过程中也会不断溶入焊锡中造成含铅量升高。

  4、作业过程中Pb超出允许范围怎么办?

  铅超标的危害为:

  (a) 超出客户允许范围导致索赔;

  (b)对无铅焊锡来说,铅不仅是有毒元素,而且是有害金属杂质,铅的存在会影响无铅焊料的机械强度,导致疲劳损坏,造成焊点剥离(Lift-off、Fillet-lifting)。实验表明,当Pb含量超过0.2%时,断裂强度急剧下降;当Pb含量超过1%时,断裂强度仅为原来的20%。如果铅超出允许范围,一般是舀出部分超标焊料并填入低铅焊料或整炉换新。

  5、为什么无铅焊锡会增大对波峰焊槽、加热元件的腐蚀性?

  有些焊锡槽是用不锈钢制成的。传统Sn63-Pb37共晶焊锡,由于存在大量惰性金属Pb,不锈钢的溶蚀没有成为很大的问题,然而对于成分接近纯锡的无铅焊锡Sn-Ag-Cu和Sn-Cu等合金,Sn和不锈钢之间在高温里极易发生反应生成化合物而产生侵蚀,改善的方法是选用钛合金锡炉或提高不锈钢锡炉的耐腐蚀性能。

  6、为什么无铅焊锡丝会加剧对烙铁头的腐蚀?

  在使用无铅焊锡丝时,烙铁头消耗加快,其原因为:烙铁头的材质主要是铁或铜,它们与焊锡的反应是锡与它们之间的溶蚀反应。采用无铅焊锡,焊锡成份从60%锡变成几乎纯锡,反应的几率增大,再加上无铅焊锡的熔点高,润湿性差,因此需要提高作业温度和延长接触时间,这样一来,烙铁头的损耗自然增加许多。因此有的厂家采用专用的耐腐蚀无铅烙铁头。

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