焊锡粉氧含量对焊锡膏稳定性影响?

2020年12月14日

焊锡膏G1# ~ G6#每周一次的粘度值如表2 所示,从表2 看出G1#、G2#焊锡膏的初始粘度较G3# ~ G6#高,G1#两周后砂化,G2#四周后砂化,G3# ~ G6#在八周内的粘度保持稳定。



分析焊锡膏G1# ~ G6#所对应的焊锡粉F1# ~F6#,其氧含量依次升高,F1#最低50 mg /kg,F6#最高130 mg /kg。由表1、表2 得出焊锡粉氧含量对焊锡膏粘度稳定性有一定的影响,焊锡粉氧含量在80 ~ 120 mg /kg 时焊锡膏的稳定性较好。按照IPC - TM - 650 2. 4. 43 的试验方法,以陶瓷片为载体对G1# ~ G6#进行了锡珠试验,试验结果如图5所示。从图5 看出G1#焊点周边没有小锡珠,G2#、G3#、G4#焊点周边出现了小于5 个的小锡珠,G5#焊点周边出现了大于10 个的小锡珠、G6 #焊点周边出现无数锡珠。由此推断当氧含量超过120 mg /kg 时,焊锡膏稳定性虽好,但是焊点周围产生大量小锡珠。



机理分析:造成焊锡膏粘度不稳定导致发干的可能因素很多,可概括为使用条件原因和焊锡膏品质原因,但最根本的是助焊剂( FLUX) 与锡粉发生化学反应所引起焊锡膏粘度变化导致不稳定。一般金属发生腐蚀的根本原因是其热力学上的不稳定性,即金属及其合金较某些化合物( 如氧化物、氢氧化物、盐等) 原子处于自由能较高的状态,这种倾向在动力学条件具备时,就会发生金属向低能转变,即发生腐蚀。金属腐蚀是以电化学理论为基础的。电化学腐蚀要求有四个主要因素: 阳极、阴极、电解质和构成电流通路。

 

焊锡中除Sn 外还含有Ag、Cu ( 或其他元素)等相比较高电位的金属,在有助焊剂介质的作用下,形成无数个以Sn 为负极、Ag /Cu 等为正极的原电池,这就会发生如下反应:



当焊锡粉表面龟裂或是凹凸不光滑时,其表面积相对增加,并且焊锡粉的裂缝处往往是保护层最薄弱的地方,在焊锡膏中助焊剂容易进入焊锡粉裂缝中与之发生剧烈的化学反应,逐渐向整个焊锡粉扩散,最后导致焊锡膏砂化发干。反之表面较光滑的焊锡粉其表面的保护层较均匀,比表面积也相对小,与助焊剂发生化学反应的速率较慢,焊锡膏不易砂化发干。因此焊锡粉表面越光滑所制备焊锡膏的使用稳定性和储存稳定性越好。

 

结语:当焊锡粉的氧含量在80 ~ 120 mg /kg 时制备的焊锡膏稳定性较好,焊锡粉氧含量低于80 mg /kg 焊锡膏易发干影,响印刷性能; 焊锡粉氧含量高于120mg /kg 焊点周边小锡珠增多,影响焊接性能。



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