焊錫膏G1# ~ G6#每周一次的粘度值如表2 所示,從表2 看出G1#、G2#焊錫膏的初始粘度較G3# ~ G6#高,G1#兩周后砂化,G2#四周后砂化,G3# ~ G6#在八周內(nèi)的粘度保持穩(wěn)定。
分析焊錫膏G1# ~ G6#所對應(yīng)的焊錫粉F1# ~F6#,其氧含量依次升高,F(xiàn)1#最低50 mg /kg,F(xiàn)6#最高130 mg /kg。由表1、表2 得出焊錫粉氧含量對焊錫膏粘度穩(wěn)定性有一定的影響,焊錫粉氧含量在80 ~ 120 mg /kg 時焊錫膏的穩(wěn)定性較好。按照IPC - TM - 650 2. 4. 43 的試驗方法,以陶瓷片為載體對G1# ~ G6#進(jìn)行了錫珠試驗,試驗結(jié)果如圖5所示。從圖5 看出G1#焊點周邊沒有小錫珠,G2#、G3#、G4#焊點周邊出現(xiàn)了小于5 個的小錫珠,G5#焊點周邊出現(xiàn)了大于10 個的小錫珠、G6 #焊點周邊出現(xiàn)無數(shù)錫珠。由此推斷當(dāng)氧含量超過120 mg /kg 時,焊錫膏穩(wěn)定性雖好,但是焊點周圍產(chǎn)生大量小錫珠。
機理分析:造成焊錫膏粘度不穩(wěn)定導(dǎo)致發(fā)干的可能因素很多,可概括為使用條件原因和焊錫膏品質(zhì)原因,但最根本的是助焊劑( FLUX) 與錫粉發(fā)生化學(xué)反應(yīng)所引起焊錫膏粘度變化導(dǎo)致不穩(wěn)定。一般金屬發(fā)生腐蝕的根本原因是其熱力學(xué)上的不穩(wěn)定性,即金屬及其合金較某些化合物( 如氧化物、氫氧化物、鹽等) 原子處于自由能較高的狀態(tài),這種傾向在動力學(xué)條件具備時,就會發(fā)生金屬向低能轉(zhuǎn)變,即發(fā)生腐蝕。金屬腐蝕是以電化學(xué)理論為基礎(chǔ)的。電化學(xué)腐蝕要求有四個主要因素: 陽極、陰極、電解質(zhì)和構(gòu)成電流通路。
焊錫中除Sn 外還含有Ag、Cu ( 或其他元素)等相比較高電位的金屬,在有助焊劑介質(zhì)的作用下,形成無數(shù)個以Sn 為負(fù)極、Ag /Cu 等為正極的原電池,這就會發(fā)生如下反應(yīng):
當(dāng)焊錫粉表面龜裂或是凹凸不光滑時,其表面積相對增加,并且焊錫粉的裂縫處往往是保護層最薄弱的地方,在焊錫膏中助焊劑容易進(jìn)入焊錫粉裂縫中與之發(fā)生劇烈的化學(xué)反應(yīng),逐漸向整個焊錫粉擴散,最后導(dǎo)致焊錫膏砂化發(fā)干。反之表面較光滑的焊錫粉其表面的保護層較均勻,比表面積也相對小,與助焊劑發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的速率較慢,焊錫膏不易砂化發(fā)干。因此焊錫粉表面越光滑所制備焊錫膏的使用穩(wěn)定性和儲存穩(wěn)定性越好。
結(jié)語:當(dāng)焊錫粉的氧含量在80 ~ 120 mg /kg 時制備的焊錫膏穩(wěn)定性較好,焊錫粉氧含量低于80 mg /kg 焊錫膏易發(fā)干影,響印刷性能; 焊錫粉氧含量高于120mg /kg 焊點周邊小錫珠增多,影響焊接性能。