無鉛烙鐵頭在正常使用過程中會不斷腐蝕,這是眾所 周知的常識,而無鉛合金 (及與其配合使用的助 焊劑) 還會加速這種腐蝕,使無鉛烙鐵頭的更換更加 頻繁,會增加烙鐵的使用成本,造成設備的采購成本高及利 用率低。解決這個問題的關鍵在于降低無鉛烙鐵頭的最高和平均 溫度,并同時提高焊接操作的效率。
無鉛焊接和無鉛烙鐵頭腐蝕
無鉛烙鐵頭的腐蝕機理主要有兩個:一是因為錫是一種比 鐵更活躍的金屬,自然容易侵蝕無鉛烙鐵頭的鐵鍍層;二是因為 無鉛助焊劑的腐蝕性比普通SnPb合金使用的助焊劑更強。 錫是無鉛SAC合金的主要成分,因此,采用無鉛焊接會加快無鉛烙鐵頭的腐蝕。
與此同時,由于SAC合金的熔化溫度比SnPb合金高(從 180oC 升到 217oC),人們認為必需相應地提高無鉛烙鐵頭的溫 度,以加快焊點的形成。
比較了使用SnPb合金和無鉛SAC合金的工藝窗口。 形成無鉛焊點的最佳溫度范圍要窄得多,但是這一溫度范圍 的上限對兩種情況是相同的。超過這一上限溫度加熱有可能 導致焊點的潛在失效和焊盤脫落。就無鉛烙鐵頭壽命來說,增加 無鉛烙鐵頭溫度反而會加速腐蝕無鉛烙鐵頭的化學反應過程。 因此,在使用SAC合金時,提高焊接溫度可能會損壞 元器件和增加無鉛烙鐵頭的更換頻率,從工藝的角度看也沒必 要。
提高烙鐵溫度還容易使無鉛烙鐵頭上的助焊劑提前揮發,從而削弱熱傳導。助焊劑提前揮發有兩個結果,都會縮短 無鉛烙鐵頭的壽命。首先,操作人員會在烙鐵上用更大的力度 來補償傳熱效果的降低,從而增加了無鉛烙鐵頭損壞的可能 性;其次,清潔無鉛烙鐵頭的強度和頻率會因此提高,這也會加快鐵鍍層的腐蝕,從而增加無鉛烙鐵頭的更換頻率。