无铅焊锡制造常见问题

作者：Apollo Seiko

欢迎访问e展厅 展厅 12 焊接材料展厅 焊锡, 焊锡膏, 铜焊条/钎焊材料, 银焊料, 铝焊料, ... 面对无铅焊锡时代，Apollo Seiko自动焊锡设备能为产业界提供什么创新技术？ 在已出土的古希腊文物中可以得知，焊锡技术历史久远。更令人吃惊的是，那时尚未成熟的冶金技术就已经把锡(Sn)与铅(Pb)的合金成份定在接近63:37的最佳比例。这个比例的锡铅合金熔点最低、最易加工、导电性也良好，但后来却也发现这种合金对于环境的影响也非常深远。 由于越来越多的电子废弃物被弃置在自然环境中，焊锡的锡点经过土壤的分解、雨水的冲蚀，锡铅合金中有毒的铅被逐渐释出并溶解在自然环境中造成危害，欧洲议会更于2003年底通过立法，要求从2006年7月开始，在欧洲销售的电气和电子设备不得含有铅和其它有害物质。面对抬头的环保意识，焊锡材料不得不出现重大变革，原本价廉易取得的铅被其它如银(Ag)、锑(Sb)、铜(Cu)、铋(Bi)、锗(Ge)、镍(Ni)等金属所取代。虽然此举让自然环境得以受到保护，但却也使传统焊锡工艺面临挑战，连带的使自动焊锡设备亦跟着更新。 无铅焊锡制程常见的问题 · 金属活性不足 一般来说，少了铅的锡丝，依成分的差异而言，熔点至少得提高20～45℃，如此一来，烙铁头的温度设定也得跟着提高。由于温度提高之后，助焊剂的挥发速度亦随之增加，而助焊剂是锡丝熔化之后决定金属活性(流动性)的关键因子。过高的温度让助焊剂挥发过快，会直接造成锡的流动性不足，产生锡尖、锡桥或拉丝等严重影响焊接效果的不良。 · 高温环境产生氧化层 其实就算是以前的含铅焊接锡丝，只要是烙铁头处在工作温度的环境之中待机过久，烙铁头前端会产生一层焦黑的氧化物。这个现象在无铅焊锡的制程中更为严重，产生的速度是有铅焊接的数倍之谱，而这种金属与助焊剂在高温有氧环境下交互作用所产生的氧化物会严重影响到烙铁头前端的正常吃锡量。就算对焊点的锡量影响不大，氧化物残留在焊点对焊接制程的品质也影响甚钜。 · 烙铁头工作表面快速劣化 烙铁头通常是以铜棒为母材，外部电镀一层铁，以加强烙铁头的硬度。在焊接的过程中铁会与锡丝中的锡渐渐起化合作用，使烙铁头的寿命逐渐降低，这个现象与温度成正比－－意即温度越高，烙铁头的寿命就越低。当铁电镀层消耗殆尽，作为母材的铜裸露出来后，烙铁头的受侵蚀的速度会快速增加，最后在烙铁头上形成破洞而使整支烙铁头报废。此等现象在无铅焊锡环境下出现的速度比有铅焊锡快了三倍以上。 Apollo Seiko 对无铅焊接制程挑战的对策 · 适当调整烙铁头温度 现在的无铅自动焊锡制程，为了因应材料的特性，通常把焊接的工作温度提高30～50℃。但提高烙铁头的工作温度又会降低使用寿命，造成制造成本的负担。如果要降低烙铁头的工作温度，最快的方法是先预热(Pre-heat)工作物，让被焊接物本身的温度在焊接前先提高到100～150℃，如此可以不必将烙铁的温度提高太多又能达到焊接效果。但若制程上不允许或是被焊物因各种因素无法预热，我们建议使用带有专利TM烙铁头的APOLLO SEIKO自动焊锡设备来焊接，如此可不需将烙铁温度提高太多又可保持优良的焊接效果。 · 烙铁头前端吹氮气 在烙铁头前端吹氮气可让焊接的环境暂时与氧气隔绝，除了可降低烙铁头的氧化速度，还可保持助焊剂(FLUX)的活性。本公司的LF、TM烙铁头皆可让氮气从最前端徐徐吹出；体积轻巧的特殊滤心可直接将装在自动焊锡设备上，不需更改制程。 · 使用自动焊接设备 自动焊接与人工焊接不同，自动焊接因为机械手臂的位置精准、移动快速，参数的设定一旦固定之后几乎不需要更动，不会因为第一次焊接不成功而将高温的烙铁头持续在被焊物上加工而造成毁损。APOLLO SEIKO的L-CAT-EVO与J-CAT系列，都是专为自动焊锡而特殊设计的机种。 · 使用特殊工法制造的烙铁头 APOLLO SEIKO的特殊TM烙铁头不必将焊接温度提升太多，并且可以依照不同的制程要求订做出各种不同的形状，以提升焊接工作的品质、符合各种不同的焊接要求。 · 更改锡丝规格 自动焊锡的锡丝规格不同于手动焊接或是波峰焊接，锡的比例有些会高出许多；另外，锡丝里面助焊剂的含量也有决定性的影响，因此在选择自动焊锡的锡丝时需要特别注意，切勿让材料的错误选择抵销了设备的精密焊接效果。APOLLO SEIKO有许多这方面的经验，可提供您许多不同规格的锡丝。 · 使用非接触式自动焊锡设备 有些焊接制程因受到各种限制，无法使用烙铁头焊接，或是达不到预定效果。此时可以考虑用「非接触式」的雷射(激光)焊接设备。许多细微的焊接点因无法用烙铁头的制程都可考虑使用可微调功率的雷射焊接，但由于非接触式的焊接制程有着许多变量，一定要实际测过才能有足够的参数进行审慎的评估。 (end)

文章内容仅供参考 (投稿) (如果您是本文作者，请点击此处) (10/27/2008)