JR07抗氧化还原剂产品介绍-A版

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/ 3.1.静态熔融焊料的氧化 ：
根据液态金属氧化理论，熔融状态的金属表面会强烈的吸附氧，在高温状态下被吸附的氧分子 将分解成氧原子，氧原子得到电子变成离子，然后再与金属离子结合形成金属氧化物。若暴露在空 气中的熔融金属液面瞬间即可完成氧化过程，当形成一层单分子氧化膜后，进一步的氧化反应则需 要电子运动或离子传递的方式穿过氧化膜进行，静态熔融焊料的氧化速度逐渐减小。 不同温度下SnO2与PbO的标准生成自由能不同，前者生成自由能低，更容易产生氧化，这也 解析了为什麽无铅化以后氧化渣大量增加，通常静态熔融焊锡的氧化膜为SnO2和SnO的混合物。
波峰焊接设备
产生的锡渣
JR07锡渣抗氧化还原剂
还原后的残留物
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7.1.产品优点: a. 不易燃，无腐蚀性，无粘性 b. 几乎无烟、无味，无卤素，不含任何重金属成分，符合ROHS c. 优异的耐高温（无闪点）和耐挥发性能（几乎不会挥发） d. 不会改变焊料的有效成分；不污染PCBA，不用担心堵塞喷嘴或叶轮 e. 用量少还原率高达90%以上，有效提高产品品质及焊料的利用率 f. 减少焊料中氧的含量，增强焊料的流动性，有效帮助PCBA的焊接 g.无需改装设备和添加人员，可在线操作减少锡渣打捞的量及次数 h.反应后的残留物为泥状物，无粘性，易碎，可溶于水，有利于设备的日常维护与保养 i. 反应后的残留物可水解或通过生物降解；真正从环保的角度为企业节能、降耗 j. 产品通过SGS、MSDS、SIR、STIR、切片等的测试与认证，属于环保节能产品 在ICHIMURA --JR07锡渣抗氧化还原剂的再生处理工艺中，成功地采用了液体覆盖化 学置换反应还原法。这种还原剂为无毒的有机类材料，是可生物降解的物质，其本身和氧化 物对人类和环境无害。 利用液体覆盖还原处理废焊料工艺，一方面，由于温度控制相对低于 锡渣还原机的400℃以上高温；另一方面，液体还原剂的表面覆盖也有效地抑制铅烟的逸出； 不仅有效地还原了焊渣中的铅锡氧化物，而且也有效地避免了残余物和铅烟对环境的污染。 据Flextronics的评估报告显示，减去本系列产品的使用成本及锡渣兑换锡条的成本， 焊料节约达38%；FOXCONN、HASEE、SOLECTRON、PRIMAX、GBM、HUNTKEY、 PANASONIC、FUNAI等公司在对本产品进行评估后给出了很高的评价。
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/ 三、锡渣的形成
氧化渣的形成与熔融焊料的流动有关，流体的不稳定性及瀑布效应，可能造成吸氧 现象及熔融焊料的翻滚，使氧化渣的形成过程变得更加复杂。 此外，氧化和湿度、气相中空氧的分压、熔融焊料表面对氧的吸收和接触面、表面 氧化膜的致密度、以及生成物的溶解、扩散能力等有关。从工艺角度讲，氧化渣产生因 素包括波峰高度、焊接温度、波峰的扰度、使用助焊剂的类型、通过波峰PCBA的数量 及原始焊料的质量等。 氧化锡渣按分配定律可部分溶解于熔融的液态焊料， 同时由于溶差关系使金属氧化 物向熔融焊料内部扩散，熔融焊料的氧含量将逐步增多而使焊料质量变差；因此，浮在 熔融焊料表面的氧化锡渣应及时清理，否则不但不能减少锡渣的产生，反而将加速焊料 质量的恶化，直接影响产品的质量及可靠性；这在一定程度上可以解释为何经过高温提 炼出来的合金金属比较容易氧化，且氧化渣较多。
七、 ICHIMURA --JR07锡渣抗氧化还原剂
深圳市堃琦鑫华科技有限公司研发的ICHIMURA --JR07锡渣抗氧化还原剂，属高分子 有机化合物，系由多种表面活性剂、润湿剂、分散剂等材料经科学方法复配而成；该抗氧 化还原剂可以将包在氧化渣里面的锡分离出来，也可以将氧化的锡（SnO2）还原成锡 （Sn）；并且优先于Sn元素与O2结合，明显减少熔融焊料内部的O2含量，防止熔融焊料 进一步发生氧化，增强熔融焊料液面的流动性，有效帮助PCBA的焊接。 其与氧化物的还原过程大致可视为：O2+ JR = （JR）O；SnOx+ JR =Sn+ （JR） O ，式中：JR为抗氧化还原剂，SnOx为锡氧化物，Sn为还原锡，（JR）O为新生成物质
=>因此，大多数电子业都在寻求既可抗氧化又可将SnO2还原成Sn的产品 六、锡渣还原剂（粉）的研究与应用
由于无铅焊料中的抗氧化微量元素倾向于向熔融焊料表面凝聚，并优先于Sn元素与空 气中的氧结合，因 此微量元素很快就被消耗掉，焊料也就失去抗氧化的效果；因此在熔融 的焊料炉内定时添加一种抗氧化还原剂，使氧化锡渣立即被还原而无法堆积，同时有效阻 止氧化渣的进一步产生，是目前最切实可行的有效措施；因此国内外商家先后推出了锡渣 抗氧化还原剂（粉）。 所谓氧化、还原反应，是反应物在氧化、还原反应中得到电子或失去电子的狀態；反 应中得到电子的物質叫做氧化剂，反应中失去电子的叫做还原剂。
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抗氧化还原剂必须具备的条件： a. 必须符合环保要求，不影响生产场所的工作环境，不影响焊料的合金成分 b. 反应后的残留物无粘性或不能飞散，不能污染PCBA的板面及现有生产设备 c. 不易燃、 无腐蚀性，不改变现有生产工艺，不影响现有设备日常维护与保养 d. 用量少且还原率高，反应后的残留物易于处理，能通过生物降解，环保、 节能、降耗
五、氧化渣减少的措施
5.1. 采用氮气保护 : 氮气保护是利用氮气将空气中的氧与熔融焊料隔开，可有效减少氧化渣的产生;在氮 气保护下进行无铅焊接已成为普遍技术之一。氮气保护下氧氣的濃度低于50ppm时，无铅 焊料基本上不发生氧化，并将得到更好的焊接质量；氧溶度在50-500ppm时，氧化渣量可 减少85%-95%左右。氮气保护也会带来不足，主要表现是增加了PCBA表面锡珠的产生和 营运成本，通常节约的焊锡不足以抵消购买液氮或氮气发生器的运行和维护成本。
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/ 3.2.1 表面氧化膜 :
锡炉中的熔融焊料在空气中的暴露面和氧相互接触发生氧化。这种 氧化膜主要形成于相对静止的熔融焊料表面，主要成分是SnO。只 要表面不被破坏它就能起到隔绝空气的作用，保护内层熔融焊料不 继续氧化。这种氧化膜通常占氧化渣量的10%左右。
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/ 四、氧化锡渣的结构
锡渣中的氧化锡通 常是SnO2，灰色粉 末状;密度为6.95克/ 立方厘米;熔点 1630℃；结构式： O:SnO；锡含量： 70% - 90%以上。
锡渣主要由氧化锡SnO2 （即锡灰）和被包裹在氧化锡 内的锡Sn以及少部分的碳化物 质组成，在波峰焊炉中常看到 的火星就是碳化物质所产生的， 碳化物的增多将容易造成火灾； 被包裹在氧化锡内的锡的比例 在50%~90%（具体含量视捞 渣的情况而定）
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氧化锡渣的危害及解决方案
以环保为基础 以节能为目标 有效降低企业制造成本
JR07-V1
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簡報綱要
一、氧化锡渣的危害 二、氧化锡渣减少的意义 三、锡渣的形成
四、氧化锡渣的结构
五、氧化渣减少的措施 六、锡渣还原剂（粉）的研究与应用 七、 ICHIMURA --JR07锡渣抗氧化还原剂 八、同类相关产品的比较
空气中的氧 表层生成氧化物
三、锡渣的形成
高温 熔化的金属
3.2.动态熔融焊料的氧化 ：
波峰焊接过广泛使用双波峰，第一个波峰其波面宽度比较窄，熔融焊料流速比较快；第二个波 峰波面平整稳定如一面镜子，流速较慢。波的表面不断有新的熔融焊料与氧接触，氧化渣主要是在 熔融焊料快速流动时形成的，它与静态氧化有很大的不同，动态时形成的錫渣有三种形态：
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5.2.抗氧化焊料的使用:
日本学者Tadashi Takemoto等人向焊料中加入P和Ge元素，试验合金焊料为SnAg和SnAgCu。 设备为可容纳15KG的小波峰锡炉，试验温度为250℃。通过实验得到：氧化渣的量随时间线性增加； 添加少量的Ge和P可有效降低氧化渣的量，其中P的加入可使氧化渣的量降低到原来的50%左右。但 抗氧化效果都会随时间的增加及微量元素的消耗而逐步失效。因此後續便有了抗氧化还原剂的出现！
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/ 五、氧化渣减少的措施
5.4.电磁泵的研究与使用 : 1969年瑞士学者R.F.J.PERRIN首先提出了利用电磁泵送熔融金属焊料传导的新方案， 70年代中期瑞士KRISTN 公司利用此技术推出单相交流传导式电磁波峰焊接机系列产 品，1982年法国也有类似的技术获得专利；其技术主要是去掉了机械泵所有旋转的零 部件（含电机）；不足之处： a.波峰打起的速度很慢,耗电量大 b.同样存在流体的不稳定性及瀑布效应，由这几种现象形成的锡渣无法减少
五、氧化渣减少的措施
5.3.锡渣分离装置的研究 : 即行业中所说的锡渣还原机，其工作原理利用对装入氧化渣的滚筒加热到400℃以 上并进行搅拌压缩，分开可用的焊料并引导流入热炉中，最后成型再利用。無法還原的 废渣Sno2（锡灰）堆积在用于清除和可循环利用的容器中。该设备主要利用物理分离法， 已氧化的锡渣SnO2（熔点1630℃ ）通过此方法是不能被还原出锡的，还原出来的锡只 不过是在打撈锡渣时混杂在其中的纯锡；另外，大多数焊料生产厂家都采用加入P元素来 改善其抗氧化性能,而经过高温分离出来的錫中的抗氧化元素，在形成氧化锡渣时早已消 耗完毕， 400℃的高温将加速熔融焊料对氧化锡的溶解，而氧含量逐渐增多使焊料质量 变差；因此这种方法处理出来的焊料非常容易氧化。 利用锡渣还原机处理锡渣需专人操作、耗电、占用空间、噪音大，打捞、运输、储 存、还原过程复杂，增加管理成本。在还原率本身就不高的情况下，减去设备占用空间 的租金+錫渣储存空间的租金+员工工资+电费+设备投资等，还不如直接与厂家兑换锡条！ 由于此法易造成二次污染又消耗电能，使用此类设备的可行性也遭到嚴重质疑！
2.1 锡为全球最稀缺的矿种之一， 2008年全球探明的有价锡金属储量约712万 吨! 以2006年全球锡消费量36万吨计算，若锡资源未来无重大新发现，20年左右 就将消耗完毕！20年后谁拥有锡资源将堪比黄金！ 2.2 随着无铅焊接工艺的导入，高含锡量的无铅合金逐步替代传统的Sn63/37合 金；无铅焊料中Sn的含量比传统的有铅焊料高很多，因而更容易氧化，氧化渣 问题变得更为严重，浪费率高达30%-50%以上；产品的焊接质量及可靠性能也 受到相当大的影响，如何减少锡渣的产生变成电子业面临的必修之课程！ 2.3 降低无铅焊料氧化渣的产生、提高无铅焊料的利用率，可直接並有效的降低 制造成本；提高电子产品的品质与可靠性；是企业提升竞争力最简单、最直接、 最有效的措施！同时对全球锡资源的有效、合理利用也将做出巨大的贡献！