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锡炉中各种金属杂质的影响



    喷锡品质的好坏,因素复杂,除上述之锡炉温度高压喷气温度以及浸锡时间外,另一个颇为重要的因素是污染的程度。温度与时间的控制以各种方式做监控。但是杂质的in-line监控却是不可能的是,它是须要特殊的分析设备来做精确分析,如AA等,规模够大,有自已的化验室者,通常由化验人员做定期分析;或者由提供锡铅的供货商定期取回分析。
    决定锡炉寿命的主要两个因素,一是铜污染,二是锡的浓度,当然其它的金属污染若有异常现象,亦不可等闲视之。
    A. 铜
    铜污染是最主要的,且产生来源亦是清楚不过。铜表面在Soldering时,会产生一层IMC,那是因铜migrates至Solder中,形成种化学μ(Cu3Sn和Cu5Sn6),随 着处理的面积增加,铜溶入Solder的浓度会增加,但它的饱和点,是0.36%(在243 ℃),当超过饱和点时,锡面就会呈现颗粒状粗糙表面,这是因为IMC的密度低于熔溶态锡铅,它会nigrate到锡铅表面,呈树状结晶,因此看起来粗糙,这种现像会有两个问题,一是外观,二是焊锡性。因PAD表面锡铅内含铜浓度高,因此在 组配零件,会额外增加如Wave Solder或IR Reflow时的设定温度,甚至根本无法吃锡。
    B. 锡
    锡和铅合金的最低熔点183℃,其比例是63:37,因此其比例若因制作过程而有变化,极可能因差异太大,而造成装配时的条件设定不良。一般,锡含量比例变化在61.5~63.5%之间,尚不致有影响。若高于或低于此范围,除了改变其熔点外,并因此改变其表面张力,伴随的后果是助焊剂的功能被打折扣。助焊剂最大作用在清洁铜面并使达到较低自由状态。而且后续装配时使用高速,低温的焊锡应用亦会大受影响而使表现不如预期。
    C. 金
    金也是一个常见的金属污染,若金手指板产量多时,更须注意控管。若Solder接触金面,会形成另一IMC层-AuSn4。金溶入Solder的溶解度是铜的六倍对焊接点有绝对的伤害。有金污染的solder画面看似结霜,且易脆。要彻底避免金的污染,可将金手指制程放在喷之后。一旦金污染超过限度只有换新一途。
    D. 锑Antimony
    锑对于焊锡和铜间的wetting亦有影响,其含量若超出0.5%,即对焊性产生不良影响。


 

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