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有铅波峰焊铜(Cu)杂质的管理

文章出处: admin发布时间: 2013年12月23日 人气 7972

众所周知,Sn/Pb焊料是一种很好的电子焊料,特别以63/37焊锡条为典范,他具有良好的浸润流动性、低熔点性和固液共熔温度范围小的特性得到了电子表面组装界的广泛青睐。但是波峰焊锡炉中的焊锡使用一段时间后铜(Cu)的含量会逐步增加,从而影响焊料的焊接性能。首先,当铜(Cu)的含量偏高时焊料的粘度会随着增加从而流动性会变差,过PCB板时极易产生桥联、拉尖等缺陷;其次是焊点不光亮,严重时还会产生焊点表面毛糙、泛白的现象发生,影响到焊点的可靠性。因而我们应该对焊料中的铜(Cu)含量必须引起重视。
  在有铅焊料的实际应用中,关于焊料中的铜(Cu)的含量,电子科技界和焊锡料工程技术界有一个共识:锡铅焊料的铜(Cu)含量应该控制在0.15%一下,当锡炉中焊料的铜(Cu)含量超过0.15%时,必须掺入新料予以稀释铜的含量,当铜(Cu)的含量达到了0.3%时,那么整个锡炉中的焊锡因该予以更换和清炉,重新加入新料。对于一个400KG的锡炉来说,若采取稀释处理,需要加入100KG以上的新料,否则达不到降铜(Cu)的效果。
 锡炉中的铜(Cu)杂质一般以Cu6Sn5(见图)的铜锡合金出现,是一种针状体的化合物。Cu6Sn5合金的比重为8.28,而锡铅合金(63/37)的比重为8.40左右(随锡铅合金的比例稍有差异)。因此,如果铜(Cu)超标较高,在加入新料稀释铜的含量之前,我们首先可以采用焊料分层法来先降低铜(Cu)的含量。首先将锡炉的炉温升到300℃保持半小时,然后降温到195℃。由于Cu6Sn5的比重比63/37的锡料比重轻,会被分层在上面部分,此时我们可以用不锈钢网勺快速打捞Cu6Sn5。在次过程中一定要注意温度的控制,这样可以打捞出更多的Cu6Sn5,然后再添加新料,降铜的效果明显提高,对降低成本有很大的好处。
锡炉的物理除铜(降温除铜)
 过程:
1、将波峰通道从锡炉中卸下。
2、将锡炉温度设置成280~300℃,升温,同时去除锡面浮渣。
3、当温度达到设置温度时,关闭加热器电源,自然降温。
4、当锡炉中温度自然降温至195℃左右时,开始打捞铜锡合金结晶体。
5、如果温度低于低于190℃时,停止打捞(需要时,重复2、3、4项)。
注意事项:
1、280~300℃降至195℃的时间约1.5小时(因锡炉容量而异)。
2、约220℃时,可观察到锡面点、絮状的晶核产生。随温度的进一步降低,晶核不断聚集增大,逐步形成松针状的CU6SN5结晶体。
3、195~190℃的时间约20分钟(因锡炉容量而异),打捞期间要快速有序。
4、打捞时漏勺要逐片捞取,切勿搅拌(结晶体受震动极易解体)。
5、打捞时漏勺提出锡面时要轻缓,要让熔融焊料尽量返回炉内。
6、CU6SN5结晶体性硬、易脆断,小心扎手!

补充说明:
1、铜含量较低时不易采用次方法。
2、锡炉铜含量达0.25WT%时,凝固后的洁净锡面就可以观察到CU6SN5的结                     
   体(位置一般靠近结构件)。