無鉛手工焊接—結束噩夢

中心議題：

? 無鉛手工焊接的合金和助焊劑有哪些

?選擇無鉛焊線的關鍵變量是什么

?無鉛SAC和SnCu的最佳焊接頭溫度是多少

解決方案：

? 無鉛焊線應至少含有2%的焊劑

? 當使用63/37焊料時，使用低溫650華氏度

? 使用無鉛焊料時，最佳溫度為700至800華氏度

隨著各公司紛紛向無鉛裝配過渡，一定量的手工焊接將始終存在。去年來自Tech Search International的一篇文章曾提到過在廣泛使用無鉛的亞洲，相對于無鉛SMT（表面貼裝技術）或波峰焊接，手工焊接問題更加突出。

Kester最近幾個月里接到了無數個關于無鉛手工焊接的電話。事實上，大多提問的電話和希望通過Kester大學進行培訓的請求都與無鉛手工焊接和返工相關。許多情況下，裝配工使用了來自不同焊料供應商的原料，但所有情況下都會發生類似的問題。通常并不僅僅是原料上的問題。

我們不建議操作人員在星期五使用含鉛焊料進行焊接，而星期一上午又轉換為無鉛。盡管這似乎很好理解，但一些裝配工已試過這樣做，而在轉換為無鉛手工焊接后僅幾個小時就出現了生產線中斷。這時操作員會抱怨，可靠性會降低，還會出現不良的接點質量。這可能是生產工程師的噩夢，但若重新回顧一下基本的手工焊接概念、在轉換前后操作員運用了轉換前的某些經驗、并且經過充分培訓后就不會出現這種情況了。

以下是裝配工人常常詢問到的有關無鉛焊料手工焊接的一些問題。實際上這些還是Kester大學進行無鉛手工焊接現場審核時提及的一些問題。

適應無鉛手工焊接的合金和助焊劑有哪些？

無鉛焊料的限制因素或許是其在焊線內的可用性；一些合金不容易引入焊線，錫鉍焊料即是如此。

此時用來制成焊線的最普遍的合金是錫銀銅和錫銅合金。它正好在此時為行業提供了補充，而68%的SMT裝配工和50%的波峰裝配工都選擇了錫銀銅（SAC）焊料。在波峰焊接中，由于無鉛錫棒的昂貴費用，他們中的20%選擇了錫銅（SnCu）合金。因而這兩種合金可提供手工裝配中使用的焊線。

SAC和SnCu焊料間主要的不同點在于其熔點；其熔化溫度分別為約217攝氏度和227攝氏度。從焊接性能上看，SAC較SnCu焊料更容易潤濕，從而也更容易流動，而其它的所有特性基本相同。

SAC和SnCu焊料都可提供免清洗、水洗和松香焊劑配方。免洗配方占總焊線使用的85%以上，而水洗配方小于15%，松香焊劑配方則少于5%。這些數字適用于北美地區。在全球其它地區，免洗配方最為普遍。

選擇一條良好的無鉛焊線的關鍵變量是什么？

到目前為止，焊線的焊劑含量將是決定潤濕效果的關鍵因素。

在潤濕平衡(Wetting Balance)法測試中，利用類似條件進行對比時，諸如SAC、SnCu的無鉛焊料和更高溫度選項的錫銻SnSb較63/37潤濕稍慢。

按重量計算，無鉛焊線應至少含有2%的焊劑。含鉛焊料具備較低的焊劑百分比，低至1%（wt/wt）；這一低焊劑量不適用于無鉛。

焊線內典型的通量分布中，焊劑密度接近于1 g/cc；因而這一量在橫截面中更為明顯。有時會用到多重中心，但無鉛焊接時使用的比例通常是2%或3%。較少的焊劑會導致焊接過程中出現更多難題。

若潤濕仍過于遲緩，可在焊線內試用3%的焊劑，但這將導致產生更多的殘渣，免洗設備中便不一定能保持美觀了。由于可能出現施用過量的問題，使用塑料擠瓶添加焊劑的做法通常不可取。這種做法不可用于免洗應用。

另一個重點是確保焊劑是專為無鉛應用設計，從而其應能經受更高的焊接頭溫度而不至于焦化、飛濺和分裂。在使用更高的焊接頭溫度時，一些焊劑比較容易冒煙。