无铅烙铁头在正常使用过程中会不断腐蚀,这是众所 周知的常识,而无铅合金 (及与其配合使用的助 焊剂) 还会加速这种腐蚀,使无铅烙铁头的更换更加 频繁,会增加烙铁的使用成本,造成设备的采购成本高及利 用率低。解决这个问题的关键在于降低无铅烙铁头的最高和平均 温度,并同时提高焊接操作的效率。
无铅焊接和无铅烙铁头腐蚀
无铅烙铁头的腐蚀机理主要有两个:一是因为锡是一种比 铁更活跃的金属,自然容易侵蚀无铅烙铁头的铁镀层;二是因为 无铅助焊剂的腐蚀性比普通SnPb合金使用的助焊剂更强。 锡是无铅SAC合金的主要成分,因此,采用无铅焊接会加快无铅烙铁头的腐蚀。
与此同时,由于SAC合金的熔化温度比SnPb合金高(从 180oC 升到 217oC),人们认为必需相应地提高无铅烙铁头的温 度,以加快焊点的形成。
比较了使用SnPb合金和无铅SAC合金的工艺窗口。 形成无铅焊点的最佳温度范围要窄得多,但是这一温度范围 的上限对两种情况是相同的。超过这一上限温度加热有可能 导致焊点的潜在失效和焊盘脱落。就无铅烙铁头寿命来说,增加 无铅烙铁头温度反而会加速腐蚀无铅烙铁头的化学反应过程。 因此,在使用SAC合金时,提高焊接温度可能会损坏 元器件和增加无铅烙铁头的更换频率,从工艺的角度看也没必 要。
提高烙铁温度还容易使无铅烙铁头上的助焊剂提前挥发,从而削弱热传导。助焊剂提前挥发有两个结果,都会缩短 无铅烙铁头的寿命。首先,操作人员会在烙铁上用更大的力度 来补偿传热效果的降低,从而增加了无铅烙铁头损坏的可能 性;其次,清洁无铅烙铁头的强度和频率会因此提高,这也会加快铁镀层的腐蚀,从而增加无铅烙铁头的更换频率。