波峰焊锡渣的形成

静态锡渣的产生原因，*简单的理解就是氧化还原理论：

  先了解一下锡的性质： 锡-原子序数50、原子量118.71，能溶于强碱性溶液、比重为7.3、熔点低只有232℃、沸点2260℃。锡的化学性质很稳定，常温下不容易被氧气氧化，只会在锡表面形成薄薄一层二氧化锡保护膜，所以经常能保持银光闪闪，但是随着温度的上升，它的氧化反应会慢慢加快，而在氧化过程中，空气中的氧分子被分解成氧原子，而氧原子夺得锡液中的电子之后，变成氧离子，而氧离子与熔融的金属离子结合形成金属氧化物SnO₂，在液面静止的情况下，它形成一层氧化膜覆盖在锡的表面，可防止锡液进一步氧化。1999年中国科学院金属腐蚀与防护研究所，依据PillingBedworth Ratio(简称PBR)的理论，做了合金上氧化物的研究。

  1923年发表的PBR理论是冶金学史上一个**性的研究成果，目的在寻找金属性氧化保护膜，以替代硅材料的保护膜，理论的核心是氧化物与形成该氧化物消耗的金属的体积比，是判断氧化膜完整性的重要依据，但一直都只有纯金属氧化物方面的研究和数据发表，直到1999年中国中科院鉴于已发展的关于PBR数据都是只针对纯金属，而实用的金属材料多为合金，中科院的专家以PBR理论为依据建立了基于合金氧化行为的一个简易模型，以便于中国企业开发新型抗氧化合金。

  依据PBR的理论和中科院的研究表明，金属的氧化膜内存在生长应力，若氧化物对应的PBR值小于1，也就说这类金属的氧化膜体积较小，不足以覆盖整个金属表面，则氧化膜不具有保护性能，因此金属氧化膜的密致性是否完整是抗氧化的关键。

 而熔融的合金，表面在炉中被密致的氧化膜所覆盖，氧化速度变得相对缓慢，不同的合金其氧化膜的结构也不同，膜的生长速度和成长方向也不同，而实验证明熔融的铅锡合金Sn/Pb37与无铅的熔融合金焊料SAC305/SAC0307/SC07，在冷却后相比可看出Sn/Pb37的表面明显细致的多，这也就表明有铅合金焊料Sn/Pb37的氧化膜密致性，其氧化膜也较完整，其它几种无铅合金焊料的氧化膜，因其膜内复杂的生长应力变化，可引起氧化膜的收缩或局部的破裂，使其保护氧化的作用变差这也是造成无铅合金焊料比有铅合金焊料更易氧化的重要因素。

动态锡渣的形成
众所皆知锡渣在静态下所形成保护膜，具有防止熔融焊液氧化的功能，故一般都着重于如何防止动态情况下熔融焊料的氧化。
我们分析一下动态与静态氧化的差异:
首先要探讨波峰焊接设备的特性：
大多数厂商采用双波峰的设备

 **个焊接波叫做振动波(或称为湍流波)，它将熔融的焊料打到置放在移动炼条上的PCBA底部，所有焊盘以及组件焊端的引脚上，其波面宽度比较窄而熔融焊料流速比较快向上喷起及向下扰动的过程，会大面积的与空气中的氧接触而���速氧化。
 同时在其扰动熔融焊料槽之际，会因剧烈的翻滚而形成漩涡运动和瀑布效应，并因此产生极为强烈的吸氧现象，而使得熔融焊料更快速氧化，而这些形成的氧化渣由于比重轻于熔融焊料，故浮于液面并且大量堆积。
**波的湍流波用以防止漏焊

 它穿过电路板熔融焊料并分布适当焊料，以较高速通过狭缝渗入间隙从喷孔喷出的熔融焊料其方向与电路板方向相同，但是单就紊流波本身并不适合焊接组件，因为它给焊点上留下不平整和过剩的焊料，因此需要**个波。
**焊料波称为平滑波(或称层流波)

  主要是消除由**波湍流波所产生的毛刺和焊桥，平滑波实际上与传统的通孔插装组件使用的波是一样的。两波之间的情况*为复杂特别是无铅炉，它们的间距小流量大,液面下湍流急，而不断翻滚熔融焊料，因强烈吸氧效应快速地产生氧化渣，同时也容易堵塞喷嘴，且两波之间多为湿渣，在没有分流前被湍流压迫，容易沉在液面下。
 因为有锡流切向力，所以有翻滚现象发生，SnO和助焊剂残留物在此情况下，形成了渣的晶核(黑色细颗粒)；并不断被泻下的焊料包裹，且越滚越大*后浮出液面，*终淤塞通道造成锡液不能正常流动。

动态熔融焊料所形成的氧化物远比静态下要复杂得多
 除了有少量表面氧化膜(约占整体氧化渣的10%左右)，但占绝大部份的氧化物，是产生于两波之间以及机械泵附近，随着剧烈的机械搅拌作用，熔融焊料形成漩涡运动而不停翻滚，而此时空气中的氧不断被吸入焊料槽内部，加上湍流波的起落也同步在熔融焊料槽内，形成相当的漩涡运动及其吸氧现象，由此造成氧化渣的不断堆积，另外还会挟杂一些PCBA过炉时碎屑掉入高温锡炉所产生的碳化物，以及助焊剂的残留物。
 由上述分析，可以清楚表明氧化渣是波峰焊接工艺难以避免的代价，由于其产生机制包含多种因素，包括波峰高度、焊接温度、焊接环境、波峰的扰度、合金的种类或纯度、使用助焊剂的类型、焊料的质量、加工PCBA的数量....等等，要消除锡渣相当不容易。