波峰焊中不熔锡产生和机理与控制对策.pdfVIP

波峰焊中不熔锡产生的机理与控制对策 罗道军 蔡颖颖 （中国赛宝实验室 广州 510610 luodj@） 摘要 本文通过对波峰焊工艺中不熔锡产生的典型案例的分析，找到了一直困扰电子制造业 界的不熔锡的生成机理，并给出了相应的控制对策。 关键词： 不熔锡 波峰焊 金相分析 锡渣 前言 随着电子制造业的迅速发展，其中的关键工艺技术――SMT 技术也日新月异，所使用 的焊接工艺部分也越来越多的是回流焊工艺。但尽管如此，波峰焊工艺的使用仍然必不可少， 特别是混装的各种主板。日前，众多的制造企业都遇到过这样类似的问题：即在波峰焊的工 艺过程中，锡炉的表面浮起许多不熔化的成大块的锡渣，业界俗称“不熔锡”。这些不熔锡 的特点是不论如何搅拌都不熔解，升高温度到 350 以上才熔化，外观上有明显的金属光泽， 与传统的锡渣区别明显。这些不熔锡在锡炉的表面呈半漂浮状态，严重影响焊接的效果。而 所使用的配套材料如助焊剂、焊锡条一般都符合相关验收标准，这就给业界造成了极大的困 扰，笔者而常常接到客户委托解决由此产生的质量问题纠纷，因此如何查找其产生的原因并 C 找到有效的控制对策就极为重要。 1 不熔锡产生机理分析 1.1 样品概况 通常的波峰焊过程的炉锡表面的锡渣产生，主要是由于焊锡在焊接高温过程中与空气中 的氧发生反应生成，其次由于助焊剂及其残留物与焊锡之间的化学反应及其产物包覆造成， A 外观大多呈灰黑色的沙砾或疏松的粘结状。本文中笔者发现的不熔锡则与传统的锡渣有较明 显的区别,它有一定的金属光泽，典型样品的外观详见图 1 中的照片。为了便于机理与原因 的分析，产生不熔锡的工艺所使用的焊锡与助焊剂也一同收集，详见图 2。 R 图 1 不熔锡典型的外观 图 2 所使用的焊锡与助焊剂以及不熔锡 1.2 分析过程 1.2.1 光学显微镜分析 首先选择代表性的几块不熔锡，用显微镜对其组织结构进行仔细观察。图 3 就是其代 表性的外观结构，发现其结构疏松，含有黑色的夹杂物以及部分大小不同的颗粒状的金属结 晶体。说明其中不但包覆有氧化物，还有一定的助焊剂残留的有机物。不熔锡的整体多成块 状，较普通的锡渣颗粒明显粗大，且不容易弄碎。为了弄清其内部结构，笔者将其与未经使 用的焊锡条一起制作金相，进一步分析其微观结构，图 5～6 分别是它们的金相结构。比较 其结构发现，未经使用的焊锡其结构致密均匀、没有如何夹杂物或特殊的结晶结构，而不熔 锡则很多孔洞，比表面积显然急剧增加，高温过程氧化自然严重。 C 图 3 不熔锡典型的外观 图 4 所使用的焊锡与助焊剂以及不熔锡 A 图 5 未经使用焊锡锡的典型的金相结构（×250） 图 6 不熔锡的典型金相结构（×250） R 1.2.2 化学成份分析 形成了大量的不熔锡，人们往往首先想到的就是焊锡质量不好，可能含有过多的杂质。为此，