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xht01 2016-02-20 13:57

波峰焊中不熔锡产生的机理分析(中)

波峰焊中不熔锡产生的机理分析(中)






      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化学反应及其产物包覆造成,外观大多呈灰黑色的砂砾或疏松的粘结状。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。为了便于机理与原因的分析,产生不熔锡的工艺所用的焊锡与助焊剂也一同收集。


       分析过程
       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观察。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,技术员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。通过其结构发现,未经使用的焊锡其结构致密均匀、没有夹杂物或特殊的结晶结构,而不熔锡则有很多空洞,比表面积急剧增加,高温过程氧化自然严重。
    
      2)化学分析
      形成了大量的不熔锡,人们往往首先想到的就是焊锡丝/焊锡条焊锡质量不好,可能含有过多杂质。为此,除了对不熔锡进行外观与金相分析以外,我们还对这些不熔锡以及未经使用的焊锡均匀取样,按照国家标准进行化学组成的分析。从其结果看,未发现异常情况,未经使用的焊锡符合国家标准GB 8012,而不熔锡的成分也符合国家标准只是使用过程中线路板或元器件引线脚上的铜的溶解造成了铜含量的增加,但也未超出0.3%重量百分比的控制标准。可见均匀取样进行的测试证明焊锡条与不熔锡在整体上其化学成分没有明显差异。


       3)扫描电镜与能谱分析
      由于简单的外观检查以及成分分析没有发现不熔锡产生的线索,于是技术员再使用扫描电镜来对其结果做更细致而深入的分析,并对其中发现的异常区域使用能谱进行微区现场分析。用SEM在不同放大倍数下进行观察,结果发现:在2000倍率下可以清晰地看到不熔锡表面有明显的针状结构,用EDS分析则证实该针状物质是氧化铝;结构的焊料表面对其成分进行分析后发现,该絮状物质的主要成分也为氧化铝。而用SEM在同样的倍率下观察未经使用的正常的焊锡的表面结构,则发现明显不同。








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