烙铁头腐蚀原因分析

1、烙铁头被腐蚀原因分析烙铁头被腐蚀机理:烙铁头的腐蚀机理主耍冇两个：一是因为锡是一种比铁更活跃的金属，口然容易侵蚀烙铁头的铁镀层；二 是因为无铅助焊剂的腐蚀性比评通snpb合金使用的助焊剂更强。而锡是无铅sn95sb5合金的主要成分.因 此由丁烙铁头材料本身的特性，烙铁头的被腐蚀是无法避免的。所冇的涂层农面都有缺陷存在，如下图的裂 缝所示。卩:焊锡熔化以后势必沿这些裂缝往里面渗透这种损坏被称为初始的损伤，大部分使用时间（约90%）会导致烙铁头的这种损伤。裂缝的扩散破坏一旦熔化的焊锡穿透铁的镀层进入到铜的内部，铜材料就会迅速被破坏，烙铁头的寿命就终止。10%的使用 时间会导致烙铁头这种损坏.佞的饥

2、层裂缝的扩散破坏与此同时，由于sn95sb5合金的熔化温度比普通snpb合金窩（从180°c升到235°c）,人们认为必需 相应地提高烙铁头的温度，以加快焊点的形成。但是，事实上并非如此。形成无铅焊点的最佳温度范围要窄 得多，但是这一温度范国的上限对两种情况是相同的。超过这一上限温度加热有可能导致焊点的潜在失效和 焊盘脱落。就烙铁头寿命來说，增加烙铁头温度反而会加速腐蚀烙铁头的化学反应过程。因此，在使用 sn95sb5合金时，提高焊接温度可能会损坏元器件和增加烙铁头的更换频率，从工艺的角度看也没必要。提窩烙铁温度还容易使烙铁头上的助焊剂提前挥发,从而削弱热传导。助焊剂提前挥

3、发冇两个结果，都 会缩短烙铁头的寿命。首先，操作人员会在烙铁上用更大的力度來补偿传热效果的降低，从而增加了烙铁 头损坏的可能性；其次，清洁烙铁头的强度和频率会因此提高，这也会加快铁镀层的腐蚀，从而增加烙铁头 的更换频率。应当坚持对烙铁头进行最基木的维护，包括保持烙铁头的吃锡状态良好。虽然良好的维护会减缓助焊剂 化学反应引起的腐蚀，但对sn95sb5合金中高锡含量引起的腐蚀却无能为力。增加烙铁头上的铁镀层厚度当然能延长烙铁头的寿命，然而，这会带來一些不良后果，包括降低烙铁头 与焊点z间的热传导效率，因而降低产能。铁镀层加厚还会增加烙饮头的尺寸，不符介当今细间距、高密度 和微小焊盘尺寸应川的耍求。

4、而ii还冇更深层面的问题需耍解决。fe plating thicknessauueoea -buuavl/ajn 6u-0zo:良好的镀层与对烙铁头很好的维护对改善烙铁头的热传导特性与延长烙铁头的使用寿命有重要的影响.选择合适的烙铁头温度：调整烙铁头温度（包括焊接时的温度和待工时的温度），防止烙铁头过热非常重要。事实上，无铅焊点 在业界町接 受的润湿速度下就可以形成，无需提高烙铁头的温度至超过snpb合金的温度。关键在于选择合适的烙铁头温度，并配合采用经优化的烙铁头形状，能最大限度地提高加热体至焊接处 z间的热传导。大多数的烙铁都在前端内置了一个陶瓷加热器，并在加热器与烙饮头间配冇一个温度传感

5、 器。检测传感器的输出就可以控制陶瓷加热器的温度，从而使烙铁头维持在某一恒定温度。然而，要将温 度传感器放到烙铁头与工件接触处是不切实际的，因此，加热控制器并不是在响应实际的烙铁头温度。这 样无可避免地要产生控制响应的厉滞。当加热控制器接收开启加热的信号时，烙铁头的温度已经落到优化 焊接温度范围之外。其后，当加热器开启时，烙铁头温度将在传感器指示需耍停止加热之而，就已冲过所希 里的设置温度点。这种过冲会助长对烙铁头的腐蚀，而且还有可能超过焊接工艺窗口，导致元器件或焊盘损 坏。为烙铁头量身定制的感应加热技术口然能限制烙铁头的戢大温度，无需温度传感和控制电路。当有热负 载时，它还能自动快速地做出响

6、应，维持烙铁头的温度。无传感器热控制感应加热是电流通过绕在磁芯上的线圈后的一种物 理效应。感应加热器适合于装有铜套的烙铁，该铜套 表面设冇磁性材料，磁性材料外绕冇通电的线圈。选择磁性镀层，使铜管温度在磁性材料达到具居里（curie） 温度时达到烙铁的最大预设温度。当温度达到居里温度，磁性材料不再具有磁性。因此，在该温度下感应 加热不再继续。当铜套温度低于居里温度（如开始焊接）时，磁性镀层的磁性恢复，加热重新开始。由于加热 元件深嵌于烙铁中，h靠近烙铁头，因此能够实现对烙铁头温度的真正稳定调节。这种加热器技术的最人优点是烙铁的温度绝不会超过曲磁性镀层厚度和材料所决定的最大温度，也排除 了人为損口

7、更改烙铁头温度的可能性（如操作人员金图擅口提高无铅焊接温度）。众所周知，720of或380oc左右的烙铁头温度足以满足 无铅合金和助焊剂完成焊接的要求，h润湿速 度合适，焊点质量高。由于该技术能预设温度，且无温度过冲，因此能大幅度减缓高锡含量焊料对烙铁头 的腐蚀。助焊剂碳化也将得到缓解，从而减小操作人员焊接时对焊点的施力以及清洁烙铁头的频率。闲置温度：降低烙诙头闲置时的温度对减缓无铅合金和助焊剂对烙恢头的腐蚀也冇很大作用。烙铁的寿命周期的很 大部分处于闲置状态，大幅度降低烙铁头在这个时间内的温度，可进一步缓减各种侵蚀对烙铁头寿命的影响。对于感应加热的烙铁，可用休眠烙铁架來放置闲置中的烙铁。烙铁

8、架采用了休眠支架（对操作人员不会有 影响）來减少部分的感应加热效应，并在烙铁闲逍时将温度降低到300of（149oc）。闲這濫度被降低到无铅 助焊剂的活性温度z下，这样就可防止助焊剂损坏烙铁头的镀层。闲过时也不再有助焊剂碳化发牛；因而在 烙铁从支架取下后，无需立即清洁烙铁头。这样，闲置时烙铁头镀层的腐蚀将大大减缓。休眠支架可让烙铁的操作温度迅速恢复，只要烙铁一离开 支架就能恢复，而-ii.不会过冲所设置的温度点。在实际应用中，只需将闲置温度降到300of,烙铁头的寿命 就可延长40%。除降低烙饮头的更换频率外，还有其它好处，包括降低功耗和烟气；这对于许多焊接工位都集中在一个 组装区域的情况，效

9、益非常可观。优化烙铁头特性:采用无铅材料进行焊接的操作员应注意烙铁头与焊点形状大小的匹配，这样才能在不增加烙恢头温度的情 况下获得最住的润湿速率。使用尺寸正确的烙铁头可让焊点与烙铁头间冇最大的接触面，从而提高热传导率。 最理想的情况是烙铁头和目标焊点的尺寸相同，平的烙恢头比闘的烙铁头冇更大的接触面积，从而冇更好的热 传导特性。标准的烙铁头是山以下成分构成：chromenickeliron plating现在的烙恢头町以用无铅焊锡所覆盖注:chrome（ $&）nieckel（磔）iron （铁）copper （铜）tin （锡）采用铜的原因是它冇良好的热传导特性，铁的作用是町以防止铜的耗散并保护铜的外形，最外侧的涂层（必 须是无铅焊材料）使烙诙的焊接具冇好的沾锡特性形成好的热传导特性。对这涂层的保护对于形成最住的热 传导极为关键。（珞与線的作用是防止在焊接中焊锡渗入烙铁头内部）correcttoo lighttoo heavy烙铁头的形状应当与被焊接物体有类似的形状与尺寸（左：形状介适，中：型状太小，右：形状太人）结论：由于sn10pb90合金熔点温度更高，而h使川的也是水洗助焊剂，因此，烙铁头的腐蚀是因为锡是无铅 sn95sb