UNIX焊錫機(jī)無鉛焊錫的要點(diǎn)

時(shí)間：2023-08-05作者：深圳市進(jìn)拓科技有限公司瀏覽：47

隨著產(chǎn)品小型化，高密度實(shí)裝基板、微細(xì)間距部品、多層基板開發(fā)的急速發(fā)展，伴隨著錫絲的無鉛化、錫焊接變得較困難了，因此必須重新研究焊接方法。在 SMT 再流焊的附加焊接工程及局部焊接的領(lǐng)域，微細(xì)化程度高且多種多樣的手工焊與機(jī)器人的無鉛錫焊接技術(shù)的確立也成了當(dāng)務(wù)之急。  

日本UNIX公司是***自動錫焊機(jī)器人和**錫焊焊接工具的制造商，產(chǎn)品廣泛被世界*大型企業(yè)所采用 。公司自1974 年成立以來，在自動錫焊機(jī)器人和**錫焊焊接工具領(lǐng)域不斷創(chuàng)新，技術(shù)始終良好于**業(yè)**，市場占有率處于良好地位，先后生產(chǎn)出世界速度較快 (0.5 秒/點(diǎn))的錫焊機(jī)器人，目前較為**的*二代半導(dǎo)體激光錫焊機(jī)器人 。  

日本UNIX公司長期致力于焊錫材料、焊接方法、焊接工具包括焊接工業(yè)用機(jī)器人方面的開發(fā) , 并率先在無鉛焊錫方面**技術(shù)突破。公司通過反復(fù)進(jìn)行各種實(shí)驗(yàn)，再加上生產(chǎn)現(xiàn)場的實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，對無鉛焊錫中的問題以及對策進(jìn)行了深入的研究。  

無鉛錫絲與傳統(tǒng)錫鉛焊絲的比較  

	無鉛錫絲	傳統(tǒng)錫鉛焊絲
拉伸強(qiáng)度大體相同	大體相同	大體相同
比重	7.4	8.4
浸潤性、延展性	比錫鉛焊絲 差
烙鐵頭壽命	約為 錫鉛錫絲的 1 ／ 3
光澤	沒有	銀色的光澤

采用無鉛錫絲容易出現(xiàn)的問題及原因  

（1）焊接溫度的上升與錫球、助焊劑的飛濺  

往高溫的烙鐵頭上供給含助焊劑的錫絲 ( 以后簡稱∶錫絲) ，則錫絲中的助焊劑會因受熱膨脹而破裂，造成錫絲飛濺。而且錫絲中所含助焊劑會因?yàn)闇囟鹊纳叨鴮?dǎo)致其活性降低。  

提高烙鐵頭溫度，烙鐵頭溫度和錫絲（室溫）溫差就變得較大，對錫絲的熱沖擊也較大， 錫絲和助焊劑飛濺就越厲害 。  

（2）漏焊、短接  

由于無鉛錫絲浸潤性、延展性差，一般條件焊接時(shí)，尤其對多層板通孔的焊接容易形成 漏焊、短接。  

（3） 烙鐵頭氧化及助焊劑碳化  

焊接作業(yè)中氧化物及助焊劑的碳化物等會附在烙鐵頭上。在機(jī)器人連續(xù)運(yùn)行的情況下，尤其是烙鐵頭吃錫面的氧化會造成焊接的不良。通過能量分散型 X 射線來分析烙鐵頭**附著物的成分，我們發(fā)現(xiàn)，在使用共晶錫絲的烙鐵頭上，附著物中碳 C 的含量比錫 Sn 多 , 這些碳是錫絲中的助焊劑被碳化后析離出來的。與之相反，在使用無鉛錫絲時(shí)，附著物中錫SN 的含量比碳 C 多。而這些錫是從無鉛錫絲中含量為 96% 的錫在受熱被氧化成氧化錫中析離出來的。 烙鐵頭消耗的過程，實(shí)際上是對烙鐵頭壽命起決定作用的鍍鐵層從開始形成錫的反應(yīng)層，反應(yīng)層逐漸變厚，直至崩潰消失的過程。通過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)經(jīng)過1小時(shí)就已形成反應(yīng)層；經(jīng)過 4 小時(shí)后反應(yīng)層成長了不少。16 小時(shí)后，與4小時(shí)和9小時(shí)相比，反應(yīng)層的厚度明顯變厚。  

（4）烙鐵頭和錫槽壽命短  

根據(jù)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，使用無鉛錫絲時(shí)，5000 次后吃錫面被侵蝕導(dǎo)致烙鐵頭發(fā)生變形；到10000 次后，烙鐵頭上就出現(xiàn)了空洞。與使用共晶錫絲的情況相比，其消耗快了2~3 倍。其次，在往烙鐵頭定量送錫的同時(shí)進(jìn)行清洗的連續(xù)作業(yè)中，測定了吃錫面厚度的變化量。通過比較得知∶使用無鉛錫絲時(shí)吃錫面的消耗量，是使用共晶錫絲時(shí)的2~3 倍。同時(shí)，烙鐵頭溫度越高消耗也就越劇烈。因此，烙鐵頭壽命當(dāng)然短。同樣的道理，錫槽壽命也變短。  

（5）對周邊部件的熱影響  

對于無鉛化，由于溫度提高，擔(dān)心的是對周邊部件的熱影響。今后，耐熱材料、零件的開發(fā)也會不斷發(fā)展，但是仍然會存在一些沒有進(jìn)行耐熱處理或很難進(jìn)行耐熱處理的部件。  

無鉛焊錫的對策  

（1）錫球、助焊劑等飛濺  

通過加熱錫絲從而減輕熱沖擊的預(yù)熱方法。雖然有把錫絲送入 V 形槽的方法，但是在使用無鉛錫絲時(shí)錫絲會迅速硬化，而且 烙鐵頭與送錫部件相接觸，烙鐵頭的熱量就會被奪走而造成溫度下降。 故可通過加熱錫絲從而減輕熱沖擊的預(yù)熱方法，大量減少 錫球、助焊劑等的飛濺 。  

開發(fā)用于焊接機(jī)器人的含助焊劑的錫絲，即使在高溫下也不會失去活性力，比用于手工焊的錫絲在一定程度較具有耐熱性。  

（2） 漏焊、短接等的對策  

 氮?dú)庾鳂I(yè)氛圍的焊接，通過使焊接氛圍處于低氧狀態(tài)、有抑制母材及錫絲的氧化從而提高錫焊接品質(zhì)的效果而被廣泛采用。不管是焊接機(jī)器人還是手工焊，通過利用氮?dú)舛歼_(dá)到了以下幾個(gè)效果。其一，焊點(diǎn)的光澤及切面變好，減少漏焊及短接等不良。其二，利用氮?dú)饪梢詼p少助焊劑的殘?jiān)：附訖C(jī)器人加工時(shí)通常使用含助焊劑的錫絲，為了確保焊接品質(zhì)，助焊劑的含有量通常為 2%~3% 。多層基板等中不易滲透的通孔也可能使用含 6% 助焊劑的錫絲。在品質(zhì)上，希望焊接后的助焊劑殘?jiān)M可能少。其三，通過使用氮?dú)饪梢允估予F頭壽命延長 2 倍左右。這是因?yàn)樵诘獨(dú)庾鳂I(yè)氛圍可以抑制烙鐵頭吃錫面的氧化。  

（3）防止烙鐵頭氧化及助焊劑碳化  

 使用傳統(tǒng)的錫鉛錫絲的時(shí)候，烙鐵頭上的附著物主要是助焊劑的碳化物，這些碳化物用海棉或吹氣等通常的清洗方法即可除去。而無鉛錫絲時(shí)，烙鐵頭上的殘留物主要是錫的氧化物。在此狀態(tài)下，錫絲無法溶化，熱量就無法傳遞到焊接物上，事實(shí)上也就無法進(jìn)行焊接，只能使用氧化鋁粉末或者特殊的助焊劑來除去。  

（4） 提高烙鐵頭和錫槽壽命  

不要一味地提升溫度，在適宜溫度下進(jìn)行焊接。選擇較適合的烙鐵。不需要把無鉛錫絲溶點(diǎn)的上升幅度 ( 與錫鉛錫絲相比 ) 全盤轉(zhuǎn)移到烙鐵頭上。問題的關(guān)鍵不在于溫度的高低，而在于要能夠以較快的速度傳給焊點(diǎn)所需的熱量。是否擁有加熱焊接物所需的足夠熱量、烙鐵頭的形狀是否與焊接物相符等成為解決問題的重點(diǎn)。具體注意事項(xiàng)，如下所述：  

① 使用**命的烙鐵頭，烙鐵頭鍍鐵層的厚度和品質(zhì)很重要。  

②在短時(shí)間內(nèi)完成焊接作業(yè)。要達(dá)到此要求，烙鐵的性能很關(guān)鍵。要求烙鐵頭具有快速傳熱短，時(shí)間內(nèi)完成焊接作業(yè)的性能。  

③在休息時(shí)間等不進(jìn)行焊接作業(yè)時(shí)烙鐵頭溫度能夠自動下降。  

④作業(yè)結(jié)束時(shí)，清洗后往烙鐵頭添上預(yù)留錫絲，盡快關(guān)閉電源。  

⑤錫絲的預(yù)熱，焊接物的預(yù)熱。先加熱錫絲至 100 ℃ 左右再進(jìn)行焊接作業(yè)。由此提高了無鉛錫絲初期溶化的速度和錫絲的浸潤性，從而可以相對降低烙鐵頭的設(shè)定溫度，另外還具有抑制錫球、助焊劑飛散的效果。同時(shí)，對焊接對象進(jìn)行預(yù)熱，在無鉛焊接中也成為一種常用的方法。  

⑥在氮?dú)夥諊羞M(jìn)行焊接。既可改善錫絲浸潤性的效果，又能抑制氧化。同時(shí)具有預(yù)熱效果。  




選擇烙鐵頭也是重中之重.


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