哈佛大学的Alexei Grigoriev等人用99.9999%的纯锡样本放置在坩埚中,并在超低真空下加热到240℃,然后向其中充纯氧,通过X光线衍射,反射及散射观察熔融Sn的氧化过程·
静态熔融焊料的氧化根据液态金属氧化理论,熔融状态的金属表面会强烈的吸附氧,在高温状态下被吸附的氧分子将分解成氧原子,氧原子得到电子变成离子,然后再与金属离子结合形成金属氧化物.暴露在空气中的熔融金属液面瞬间即可完成整个氧化过程,当形成一层单分子氧化膜后,进一步的氧化反应则需要电子运动或离子传递的方式穿过氧化膜进行,静态熔融焊料的氧化速度逐渐减小;熔融的SnCu0.7比Snpb37合金氧化的要快.
锡渣本身含锡量较高,但由于产生了难熔的Sn-Cu合金,所以很难被再利用。锡渣的产生有其必然性,也有规律性,在生产作业中注意各方面程序是可以将其降到的。
波峰焊时焊锡处于熔化状态,其表面的氧化及其与其它金属元素(主要是Cu)作用生成一些残渣都是不可避免的,但是合理正确地使用波峰焊设备和及时地清理对于减少锡渣也是至关重要的。
波峰高度的控制
波峰高度的控制不仅对于焊接质量非常重要,对于减少锡渣也有帮助。首先,波峰不宜过高,一般不应超过印刷电路板厚度方向的1/3,也就是说波峰顶端要超过印刷电路板焊接面,但是不能超过元器件面。同时波峰高度的稳定性也非常重要,这主要取决于设备制造商。从原理上讲,波峰越高,与空气接触的焊锡表面就越大,氧化也就越严重,锡渣就越多。另一方面,如果波峰不稳,液态焊锡从峰顶回落时就容易将空气带入熔融焊锡内部,加速焊锡的氧化。