目前虽然出现了一大批年产千吨以上的中型焊接材料生产企业,而且有少数国内企业的产品了行业比较高水平,占领了国内市场部分份额,并获得国内明星产品的称号,但这些企业规模与国外同行相比仍明显偏小,我国电子焊接材料企业“大而不强”的问题仍然十分突出,与国外高水平的焊接材料跨国公司相比,我国电子焊接材料企业利润率普遍较低。根据分会统计分析,目前国内锡焊料行业总体产量大概在14万吨左右。其中:锡丝、锡条类约12万吨,锡膏类约),涉及到精锡的总消耗量大约在11万吨左右。在锡丝、锡条(含带、条、棒、球等)方面,国际国内环境支持锡焊料行业稳中向好的平稳增长,特别是新兴行业的快速崛起给锡焊料带来可预期的前景。2017年,锡焊料会员单位产量合计约为。其中锡丝,有铅锡丝,无铅锡丝,无铅锡丝占比约。锡条(含带、条、棒、球等),锡球、阳极棒约为,有铅锡条,无铅锡条,无铅锡条占比约为。他预计全国锡焊料产业中锡丝锡条类(含带、条、棒、球等)总供应量在13万吨左右。目前的锡粉,2017年分会会员单位锡粉产量约为,其中:有铅,无铅,无铅锡粉占比约为。加上国内非会员外资企业的产量,国内锡粉总供应量大概在。
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助焊剂与氧化物的化学反应有几种:1、相互化学作用形成第三种物质;2、氧化物直接被助焊剂剥离;3、上述两种反应并存。松香助焊剂去除氧化层,即是第一种反应,松香主要成份为松香酸(AbieticAcid)和异构双萜酸(Isomericditerpeneacids),当助焊剂加热后与氧化铜反应,形成铜松香(Copperabiet),是呈绿色透明状物质,易溶入未反应的松香内与松香一起被,即使有残留,也不会腐蚀金属表面。氧化物曝露在氢气中的反应,即是典型的第二种反应,在高温下氢与氧发生反应成水,减少氧化物,这种方式常用在半导体零件的焊接上。几乎所有的有机酸或无机酸都有能力去除氧化物,但大部分都不能用来焊锡作业,助焊剂除了用于去除氧化物,还有其他功能,这些功能是焊锡作业时,必不可免考虑的。2.热稳定性(ThermalStability)当助焊剂在去除氧化物的同时,必须还要形成一个保护膜,防止被焊物表面再度氧化,直到接触焊锡为止。所以助焊剂必须能承受高温,在焊锡作业的温度下不会分解或蒸发,如果分解则会形成溶剂不溶物,难以用溶剂清洗,W/W级的纯松香在280℃左右会分解,此应特别注意。3.助焊剂在不同温度下的活性好的助焊剂不只是要求热稳定性,在不同温度下的活性亦应考虑。
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预热开始温度(Tsmin),一般没有特别的要求,通常比预热结束温度(Tsmax)低50℃左右;预热结束温度(Tsmax)为焊膏熔点以下20~30℃,通常200℃左右。保温时间(ts),一般在2~3min。确保PCBA在进入再流焊阶段前达到热平衡。从经验看,只要不超过5min,一般不会出现焊剂提前失效问题。二:恒温区所谓恒温意思就是要相对保持平衡。在恒温区温度通常控制在150-170度的区域,此时锡膏处于融化前夕,锡膏中的挥发进一步被去除,活化剂开始,并有效的去除表面的氧化物,SMA表面温度受到热风对流的影响。不同大小/不同元件的温度能够保持平衡。板面的温差也接近小数值,曲线状态接近水平,它也是评估回流焊工艺的一个窗口。选择能够维持平坦活性温度曲线的炉子将提高SMA的焊接效果。特别是防止立碑缺陷的产生。通常恒温区的在炉子的加热信道占60—120/S的时间,若时间太长也会导致锡膏氧化问题。导致锡珠增多,恒温渠温度过低时此时容易引起锡膏中溶剂得不到充分的挥发,当到回流区时锡膏中的溶剂受到高温容易引起激烈的挥发,其结果会导致飞珠的形成。恒温区的梯度过大。这意味着PCB的板面温度差过大,特别是靠近大元件四周的电阻/电容及电感两端受热不平衡。
未融锡端拉不住零件,形成立碑,根据经验墓碑问题特别容易发生在0603与0805大小的小电阻及电容上,因为其尺寸及锡膏印刷距离刚好容易立起零件。另外,氮气也会增加焊锡的“灯芯效应”,让锡膏可以沿着零件焊脚的表面爬锡更高,这对某些零件焊脚可能是加分,但是对某些连接器可能就是剪分,因为连接器的焊脚再往上通常是与其他零件连接的接触点,这些接触点如果吃锡可能会造成其他问题,而且现在的连接器脚间距很窄,焊锡往上爬可能有短路的风险。下面就来总结一下前面的观点:1、回流焊加氮气的优点:1)快速冷却而没有铜氧化2)提升焊接能力,端子和焊盘的润湿(wetting)较)增强焊锡性4)减少空洞率(void)。因为锡膏或焊垫的氧化降低,空洞自然就减少了。5)改善了助焊剂残留物和焊点表面的外观6)改进免清洗焊接的性能2、回流焊加氮气的缺点:1)烧钱2)增加墓碑的机率3)增强灯芯效应3、什么样的电路板或零件适合使用氮气回流焊?1)OSP表面处理双面回流焊的板子适合使用氮气。2)零件或电路板吃锡效果不好时可以使用。3)使用氮气后需注意墓碑不良是否增加。吸嘴应垂直于电路板并略有倾斜,才有利于焊有铅锡条被吸入,千万不要在吸锡时有提拉动作。
其中一项就是高温焊接过程中的氧化现象。我们都知道,氧化层会使焊接困难、润湿不良以及造成虚焊。氧化程度除了器件来料本身要有足够的控制外,拥护的库存条件和时间、加工前的处理(例如除湿烘烤)以及焊接中预热(或恒温)阶段所承受的热能(温度和时间)等都是决定因素。由于无铅焊接工艺窗口比起含铅焊接工艺窗口有着的缩小,业界有些人认为氮气焊接环境的使用也许有必要。氮气焊接能够减少熔锡的表面张力,增加其湿润性。也能防止预热期间造成的氧化。但氮气非,它不能解决所有无铅带来的问题。尤其是不可能解决焊接工艺前已经造成的问题。在目前的回流焊接设备中,使用强制热风对流原理的炉子设计是主流。热风对流技术在升温速度的可控性以及恒温能力方面较强。在加热效率和加热均匀性以重复性等方面较弱。这些弱点,在含铅技术中体现的并不严重,许多情况下还可以被接受。随着无铅技术工艺窗口的缩小和对重复性的更高要求,热风对流技术将受到挑战。无铅工艺和有铅工艺技术特点对比表:类别无铅工艺特点有铅工艺特点焊料合金焊料合金成分有多种焊料合金可供选择,目前逐步同意为(SAC305);比较好回流焊接和波峰焊接都选择同一款焊料合金。但是考虑到成本。
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锡粉生产主要以离心雾化和超声雾化为主,国外美国、日本、法国、德国、英国、韩国、新加坡、俄罗斯等国均有焊锡粉生产。超声雾化法生产的焊粉质量比较好,但单台设备的产量较小,并且制备细粉产效更低;离心雾化法产量较大,质量略差,但也能够满足用户需要,并且随着技术的进步已逐渐接近超声雾化法所制备的焊锡粉品质。日美等国以离心雾化技术为主,欧系主要采用超声雾化技术;在焊锡粉技术领域,由于法规要求和整个产品供应链中下游用户的大力推动,无铅环保、低成本高可靠和低温节能型焊粉已渐趋成熟。并且,随着便携和智能穿戴等电子产品用元器件的小型化发展趋势以及新的电子组装/封装形式的推广,合金焊粉向着微细化、窄粒度分布和功能化、专业化方向发展,这种发展趋势对焊粉产品的质量和制造技术水平的要求将更为苛刻和严格。目前国内外焊粉处于被动牵引和供应不足的情况,因而大企业间将更加注重上下游联合开发产品来解决技术问题和供应问题;而相比,随着国内制粉厂家雨后春笋般涌现,造成大众化中低端焊粉产品又处于产能过剩状态,加之经济新常态下的发展形势,中小型焊粉企业间势必拼杀更为激烈。2017年4月分会曾发文警示业内企业不要盲目上锡粉项目。
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