波峰焊中不熔錫產(chǎn)生的機(jī)理分析（中）

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??樣品概況

????? 通常的波峰焊過程的爐錫表面的錫渣產(chǎn)生，主要是由于焊錫在焊接高溫過程中與空氣中的氧發(fā)生反應(yīng)生成，其次由于助焊劑及其殘留物與焊錫之間化學(xué)反應(yīng)及其產(chǎn)物包覆造成，外觀大多呈灰黑色的砂礫或疏松的粘結(jié)狀。本文中筆者發(fā)現(xiàn)的不熔錫則與傳統(tǒng)的錫渣有較明顯的區(qū)別，它有一定的金屬光澤，典型樣品的外觀。為了便于機(jī)理與原因的分析，產(chǎn)生不熔錫的工藝所用的焊錫與助焊劑也一同收集。

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??分析過程

??1）光學(xué)顯微鏡分析

????? 首先選擇代表性的幾塊不熔錫，用顯微鏡對其組織結(jié)構(gòu)進(jìn)行觀察。發(fā)現(xiàn)其結(jié)構(gòu)疏松，含有黑色的夾雜物以及部分大小不同的顆粒狀的金屬結(jié)晶體。說明其中不但包覆有氧化物，還有一定的助焊劑殘留的有機(jī)物。不熔錫的整體多成塊狀，較普通的錫渣顆粒明顯粗大，且不容易弄碎。為了弄清其內(nèi)部結(jié)構(gòu)，技術(shù)員將其與未經(jīng)使用的焊錫條一起制作金相，進(jìn)一步分析其微觀結(jié)構(gòu)。通過其結(jié)構(gòu)發(fā)現(xiàn)，未經(jīng)使用的焊錫其結(jié)構(gòu)致密均勻、沒有夾雜物或特殊的結(jié)晶結(jié)構(gòu)，而不熔錫則有很多空洞，比表面積急劇增加，高溫過程氧化自然嚴(yán)重。

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??2）化學(xué)分析?

????? 形成了大量的不熔錫，人們往往首先想到的就是焊錫絲/焊錫條焊錫質(zhì)量不好，可能含有過多雜質(zhì)。為此，除了對不熔錫進(jìn)行外觀與金相分析以外，我們還對這些不熔錫以及未經(jīng)使用的焊錫均勻取樣，按照國家標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行化學(xué)組成的分析。從其結(jié)果看，未發(fā)現(xiàn)異常情況，未經(jīng)使用的焊錫符合國家標(biāo)準(zhǔn)GB 8012，而不熔錫的成分也符合國家標(biāo)準(zhǔn)只是使用過程中線路板或元器件引線腳上的銅的溶解造成了銅含量的增加，但也未超出0.3%重量百分比的控制標(biāo)準(zhǔn)。可見均勻取樣進(jìn)行的測試證明焊錫條與不熔錫在整體上其化學(xué)成分沒有明顯差異。

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??3）掃描電鏡與能譜分析

????? 由于簡單的外觀檢查以及成分分析沒有發(fā)現(xiàn)不熔錫產(chǎn)生的線索，于是技術(shù)員再使用掃描電鏡來對其結(jié)果做更細(xì)致而深入的分析，并對其中發(fā)現(xiàn)的異常區(qū)域使用能譜進(jìn)行微區(qū)現(xiàn)場分析。用SEM在不同放大倍數(shù)下進(jìn)行觀察，結(jié)果發(fā)現(xiàn)：在2000倍率下可以清晰地看到不熔錫表面有明顯的針狀結(jié)構(gòu)，用EDS分析則證實該針狀物質(zhì)是氧化鋁；結(jié)構(gòu)的焊料表面對其成分進(jìn)行分析后發(fā)現(xiàn)，該絮狀物質(zhì)的主要成分也為氧化鋁。而用SEM在同樣的倍率下觀察未經(jīng)使用的正常的焊錫的表面結(jié)構(gòu)，則發(fā)現(xiàn)明顯不同。

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