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焊锡中金属的作用

2018-7-20 14:29:16      点击:




锡铅合金不纯物之影响

 

1.铝:在焊锡作业温度下之溶解量很小,少于0.5%,在室温下几乎无任何溶解,通常铝会       使焊锡在作业温度之下较为黏滞,即使在0.001%的含量下也会降低焊锡黏着力,表面不平   整,且亦受热龟裂,当含量超过0.005%时,会导致焊锡氧化加剧。通常在电子工业中很少     用到含铝的金属,因此不亦有此金属污染,但应注意不要使用含铝的固定支架。
2.锑:在室温下,锑(Sb)6%-8%熔入焊锡。而加0.3%可增加焊锡湿润的能力,但加入过多时其湿润能力反面会降低。含量大时会使焊锡硬度变大,流动性下降含量超过1%时,舒展面积减少25%
3.砷:不会熔入锡或铅固态溶液,但会产生二种金属化合物(Sn3As2SnAs),呈长针型结构。在电子产品装配中应该不会有砷的成份加入焊锡,因此只要多加留意原料即可。含量超过0.2%时,舒展面积减少25%
4.铋:在室温下,有18%可融入铅,1%可融入锡,实际来说,铋应该不能算杂质,通常是刻意加入,而且可以增加湿润程度。Bi可使焊锡熔点下降,机械性能下降,含量超过0.5%时,会使焊锡表面氧化变色。
5.镉:不会熔入锡或铅的固态深液,当温度升高时会产生金属化合物。镉常加在一起低温特殊焊锡内,镉在焊锡内会导致黏滞的效果,当温度缓慢降时,可发现锡炉底部有镉的沉淀物,这是因为镉的可焊性好,镀镉的价格便宜,在工业界用的很多,一般来说如果为了得到焊锡性良好的表面,可用镉,但不应用于有熔炉的自动焊锡炉,尤其是不能用于Dip-soldering的设备上。当Cd含量超过0.15%时,铺展面积降低25%
6.铜:几乎不熔于锡与铅的固态溶液中,但又有金属化合物(Cu3Sn/Cu6Sn5)产生,在室温下这种物质看的很清楚,其形状成六角针尖型浮在焊锡表面上,当铜的含量增加时,焊锡工作温度亦需要来克服含砂状(grittiness)及缓慢湿润(sluggishness)。但温度的升高,又加速铜的熔入,如此会造成焊锡温度过高的问题,相反的当温度降低于熔点510℃时,铜、锡的金属化合物又开始出现,而且可以人工方式清除,这种方式可以除去大部份的铅杂质,此时,含锡量会减少,因除去的是铜、锡的合金。上述方法无法除去含量低于0.7-0.8%的杂质,在电子工业中一般铜含量高于0.3-0.8%时,即应换掉,但何时该换,并没有一个很严谨的规定,可依状况及发现问题时再换锡。为了降低铜含量,应尽量将不要焊接的部分用防焊剂盖住,同时尽量降低焊接温度及时间,以降低铜的融入量,并应定时加入新锡,如此将有助于杂质含量维持在一特定程度下,不再增加。
7.金:几乎不熔锡与铅的固态溶液中,但又有金属化合物(Au2PbAuPb2)(Au6SnAuSnAuSn4)等产生,金融入焊锡的速度非常快,在焊锡中会造成焊点灰暗及有浮渣的现象,在锡炉中当金的含量高达0.2%时,焊锡会变得黏滞而灰暗;因此,虽然金的可焊性非常好,但它所产生的问题也很大,使用时要特别小心注意。
8.铁:不熔于锡与铅的固态溶液中,但温度升高时有少量铁会融入锡中,有二种金属化合物(SeSnFeSn2)产生,当铁含量到达0.1%时,即会产生颗粒状出现,铁在焊锡作业温度下并不会熔于焊锡中,因此大部分的锡炉以后为材质,而不会产生问题,只有在高温427℃以上时才会开始融入焊锡,因此要特别注意炉心及加热器,不要直接接触焊锡。
9.镁:与铝的影响相同,在室温下不熔于锡铅,有金属化合物(Mg2SnMg2Pb)产生,在电子零件中几乎无镁的成份,因此通常不会造成问题。
10.银:不熔于锡与铅的固态溶液中,有金属化合物(Ag6SnAg3Sn)的产生,除非银含量到达一定的量,并不算是什么杂质污染,当超过限度时,会产生颗粒或疙瘩在焊点表面。银的来源通常是来自混成电路中(hybrid),含银金属烧在陶瓷上或一些零件脚上,银的成份会因此熔入焊锡中,当银含量超过2%时,会在冷却后分离出来,状况与铜相同。
11.镍:不熔于锡与铅的固态溶液中,有金属化合物(Ni3SnNi3Sn2Ni3Sn4)产生,这种杂质在焊锡中很少发生,也没有任何不利的影响发生。
12.硫:会影响湿润的效果。实验的报告中提到危险界限在7PPM(0.0007%),真正好的焊锡,硫的含量不可超过2-3PPM
13.锌:少量的融入锡,但不熔于铅的固态液中,不会产生金属化合物,其影响焊锡的特性很大,会使焊锡流动性降低,机械性能下降;当其含量达到0.005%时,即会造成结合性差,颗粒状固化时易脆;当其含量达到0.003%时,即会造成焊锡表面氧化,不耐腐蚀。因此少量的锌,即会造成很大的问题。

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