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·
另外,不同温度下SnO2与PbO的标准生成自由能不同,前者生成自由能低,更容易产生,这也在一定程度上解析了为什麽无铅化以后氧化渣大量的增加.表一列出了氧化物的生成Gibbs自由能,可以看出SnO2比其他氧化物更易生成.通常静态熔融焊锡的氧化膜为SnO2和SnO的混合物. 氧化物按分配定律可部分溶解于熔融的液态焊料,同时由于溶差关系使金属氧化物向内部扩散,内部金属含氧逐步增多而使焊料质量变差,这在一定程度上可以解释为何经过高温提炼(或称还原)出来的合金金属比较容易氧化,且氧化渣较多;氧化膜的组成,结构不同,其膜的生常速度,生长方式和氧化物在熔融焊料中的分配系数将会有很大差异,而这又和焊料的组成密切相关.此外,氧化还和温度,气相中氧的分压,熔融焊料表面对氧的吸收和分解速度,表面原子和氧原子的化合能力,表面氧化膜的致密度,以及生成物的溶解,扩散能力等有关.
严格控制炉温
对于Sn63-Pb37锡条而言,其正常使用温度为240-250oC。使用方要经常用温度计测量炉内温度并评估炉温的均匀性,即炉内四个角落与炉中央的温度是否一致,我们建议偏差应该控制在±5 oC之内。需要指出的是,不能单看波峰炉上仪表的显示温度,因为事实上仪表的显示温度与实际炉温通常会存在偏差。这一偏差与设备制造商及设备使用时间均有关系。
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。