与传统的含铅焊料相比,无铅焊料的原理就是由一些合金混合物来替代原有的铅,其特点就是这种合金的熔融温度要略高于含铅焊料。
以Sn/Ag合金为例,其熔融温度为221摄氏度,高于含铅焊料的熔融温度183摄氏度,而另一些无铅焊料Sn/Ag/Cu熔点为218摄氏度、Sn/Ag/Cu/Sb熔点为217摄氏度。
二. 无铅焊接工具:
无铅焊接工具与以往含铅焊接相比,生产设备方面不会有太多的改变,而对于返修工艺来说,将面临更大的挑战。
如前段无铅焊料中,已提及无铅焊料的原理就是由一些合金混合物来替代原有的铅,而这些合金材料的成分中Cu的使用最多。Cu是易氧化物,其氧化物CuO2与Cu相比硬度降低,就如同氧化铁(铁锈)。一旦无铅焊料中的Cu在焊接过程中焊接时间过长,就容易造成被氧化,最终会成为产品质量的
缺陷。
由此可以得出结论,焊接过程越短,焊接质量就越为可靠!
在目前市场上有多款面向于无铅焊接领域的烙铁,对此做出了一个实验(如下图)
以下是2个试验条件和结果:
1. 4种烙铁头的温度都设在329Co,每个烙铁头连续完成10个焊点,每个焊点的温度达到同样的温度232Co时,完成下一个焊点。
当10个焊点都完成后,记录每种烙铁所用的全部时间如下:
METCAL——150秒 PACE——204秒
WELLER——245秒 HAKKO——316秒该试验表明,METCAL烙铁所用时间最短,说明其功率输出效率高,比HAKKO的速度快一倍以上。
2.如果使这4种烙铁都保持同样的焊接速度,即使每一个烙铁所用时间都保持在150秒,其它烙铁就必须升高烙铁头的温度,而METCAL烙铁仍维持329Co的温度不变:
METCAL——150 秒——329 Co PACE——150 秒——349 Co
WELLER——150 秒——380 Co HAKKO——150 秒——409 Co
我们可以得出结论,Metcal SP200的升温速度比其它至少快25%,而比Hakko926ESD则要快一倍以上。 无铅焊接虽然对焊接工具提出了更高的要求,但经实验我们发现部分无铅烙铁已经能满足现有无铅焊料的要求,使用Metcal烙铁更能有效的防止焊接过程中氧化现象的产生,确保了无铅焊接的可靠性。