錫滓酸化の危害と解決方法

序　言

DIP半田技術が電子製造の過程で欠かせないことで、電子製品の溶接品質に重要な役割を果たしています。溶接の過程で液体の溶接材料を絶えず生み出します。出来た溶接材料液面を空気に現れて、その流動状態の溶融材料と酸素を接触して酸化されて酸化滓になります。こういう現象はDIP半田工芸の特徴で決定します。半田酸化滓は合金半田酸化物と大量の合金半田の混合物です。この半田酸化滓を絶えず生み出して溶融合金半田材料の表面に積み重ねて、液体溶接材料の流れに影響して、PCBA基板にも汚染する恐れがあるので、直接に製品の半田品質と安定性能に影響して、合金半田材料を酷くロスになってしまいます。

電子工業で、無鉛溶接技術の導入に従って、伝統Sn63/37合金半田の代わりに錫含有量高いの無鉛半田合金を使います。無鉛半田中でSn含有量は伝統的な有鉛半田より更に高いですので、もっと酸化し易い、酸化滓（SnO2）も以前より多いです。無鉛半田を幅広く使用されることに従って、酸化滓問題も厳しくになってしまって、ロス率は30%-50%以上達成して、製品の半田品質及び安全性も酷く影響を受けています。どのように酸化錫滓の産生を下げるのか電子製造業の面している必修科目になります。

 一、酸化錫滓の危害

 1. 液体錫の流動性と錫面の高さに影響する、半田品質にも影響する

 2. 基板に付着して、錫球など品質問題になって、直接に電子製品の電気安全性能に影響する

 3. 錫滓の処理及び運輸により余計の管理問題がでる、また、環境にある程度の影響がある。

  4. ばらばらの酸化滓はより易くと空気を溶融半田に止めて、半田の酸化に激化させる。

  5. 有用金属が錫滓に包まれて、再利用できないので、酷くロスになる

 二、酸化錫滓減少の意義

 錫はグローバルで最も欠乏な鉱物のひとつです。1993年の調査によって、錫の埋蔵量は1000万トンで、年産量は18万トンと計算すれば、また55.5年で採掘できます。その中で、中国の埋蔵量はまた29.6年で採掘できます。2008年にグローバルで調査した結果によって、有価錫金属の埋蔵量は約712万トンです。錫は欠乏資源なのに、用途は幅広いです。錫もグリーン金属なので、世界各国での戦略性の備蓄物質に入れます。金属資源環境保護の理念は半田材料中での鉛の代替及び化学材料中でのSb.、Sn.、Cd.の代替に現れます。しかし、いままで半田材料、ブリキ、ガラス、カドミウムなどの分野でまだ錫の代替品を見つかないです。電子化学産業が穏やかな成長およびグローバル化の環境保护風潮に、錫の平均需要量は毎年少なくとも5%（およその見当）のスピードで増やしています。2006年グローバル錫の消費量（36万トン）を基準として、未来で錫資源の新発見がなければ、20年前後で使用切れる恐れがあります。大変欠乏です。20年後、誰が錫資源を持っていけば、その価値は金に比べます。

未来の競争は資源の競争

資源のマスターは未来の発言権を掌握する

 ロンドン12月11日のニュースによると、イギリス国際研究所「International TinRes-

earch Institute、略称ITRI」は火曜日に公表するデータから見ると、2006年グローバル錫消費量は36.2万ドンに達して、2007年はそれと同じレベルを達成すると見込みます。半田材料の他に、グローバルで主にアプリケーションソフに適用する錫の用量は2004年以来大体安定していると該当イギリスの組織を述べます。つまり、即ち2004年以來錫消費量の増長は主に溶接工業で錫用量の迅速増加であることです。

2007年にLME3カ月分の錫価格は40％以上を上昇している見込みです。価格は2004年末以来、倍増していると分かりました。ITRIからデータを見ると、2006年半田材料は約グローバル錫消費量の52%を占めて、去年の50%より高くなります。統計及び市場研究部のマネージャーPeterKttleは、アジアで半田用の錫消費量は約80割を占めて、中国だげはグローバル半田業務の55%を占めると述べました。

電子製造業界で、鉛フリー半田技術の導入に従って、高く錫含有の無鉛半田合金は次第に伝統のSn63/37合金半田に取って代わりになっています。原材料のコストが倍増していて、無鉛半田の酸化滓も急増するので、電子製造業のコストが大幅で上昇するに至ります。ここ数年、原材料の価格が絶えず増加して、又労働コストもどんどん上昇しているから、前からずっと利潤が少ないの電子製造業にとって泣き面に蜂のようです。そして、酸化錫滓が半田の品質と安定性能への影響は電子製造エンジニアに困ります。2007年8月、上海有色金属ネットで長江スポット価格が13.6万元「約18000ドル」/トンに達します。6月29日、スポット価格は10.5万元/トンだけで、一か月内に3.1万元まで急増して、上げ幅は30%達します。グローバル錫消費量の急増に伴って、錫資源が急激に衰弱になって、錫の価格もどんどん上がっていきます。

環境保護に基づく省エネー、消耗減らすの提唱は肝心だ

無鉛半田材料酸化滓の生み出すの減らす及び無鉛半田材料の利用率の高めるは、直接に有効で電子製造業界の製造コストを下げて、電子製品の品質と安定性能を強めます。それも企業自身競争力を強める一番簡単、直接、有効な措置です。また、グローバル錫資源の有効、合理の利用に巨大な貢獻を果たします。

三、錫滓の形成：

 1〉、靜態溶融半田材料の酸化

 液体金属酸化理論によると、溶解狀態金屬の表面に酸素を吸着して、高溫狀態で吸著された酸化分子を酸化原子に分解して、酸素原子は電子を受けてイオンになって、金属イオンと反応して金属酸化物になります。空気に出た溶融金属の液面はあっという間に酸化できます。単分子酸化膜形成した後、更に酸化反応は電子運動或いはイオン運動で酸化膜を通して行う必要です。静態溶融半田材料の酸化スピードが遅くなって、溶融のSnCu0.7はSnpb0.7合金より早く酸化されます。

畢林-彼徳沃爾斯（Pilling-Bedworth）〈1〉理論表明：金属酸化膜は緻密か完備かが酸化防止の肝心です。金属酸化された後酸化物の体積が酸化前より大きいことは酸化膜の緻密及び完備の程度を決めます。溶融金属の表面が完備で緻密の酸化膜に包まれて、酸素原子は中への拡散或は金属イオンは外への拡散を阻止して、酸化スピードを遅くさせます。酸化膜の構成と構造は違うので、膜の成長スピード及び方式も違います。溶融SnCu0.7とSnpb37合金を260℃で同じ条件で冷却凝固された後、SnCu0.7の表面は粗末で、滑らかです。これから見ると液体SnCu0.7合金酸化膜の緻密完備性はSnpb37 より悪いと分かります。

ハーバード大学のAlexei Grigorievなど〈2〉　99.9999%の純錫サンプルを坩堝に置いて、超低い真空に240℃まで加熱してから、酸素補充します。それから、X光線の回折、反射及び散乱を通して酸化過程を観察します。彼らは研究中での発現によると、酸化圧に達すまでに、溶解錫液は酸化防止能力があります。圧力は4×10﹣４Pa～8.3×10﹣４Paになったら、酸化スタートです。この酸素分圧限界で溶解錫表面酸化物「小い島」の生長を観察できます。これらの「小い島」の表面は非常に粗末であって、それに錫表面のXレーザーの鏡面の反射信号は共同に減少して、酸化破片が存在していると証明できまます。表面酸化物のXレーザー回折図はどんな既知のSn酸化物と合わせないで、Bragg峰も二つだけ出ない，散乱相量は√3/2で、面心立方構造もはっきり観察できます。入射スキャナー（GID）で溶融液体錫表面構造を計って、既知の錫酸化と比べます。溶融液体錫がこの温度とプレッジャーで純酸素中での酸化物の造構造はSnO或はSnO2と違うと言えます。また、SnO2及びPbOの標準生成自由能が温度によって違います。SnO2の生成自由能が低くて、さらに生成し易いです。これもある程度で無鉛化後、酸化錫量の多発する原因を解析できます。添付一に記入した酸化物の生成Gibbs自由能によって、SnO2はほかの酸化物より生成しやすいと見える。普通の静態溶融半田の酸化膜はSnO2とSnOの混合物です。

配布定律によって、一部分の酸化物を溶融液体半田材料に溶けます。又、溶解公差の原因なので、金属酸化物を内部へ拡散していて、内部の金属酸素の含有量は次第に多くなって、溶接材料の品質を悪くさせます。これはある程度で高温精錬「還元」で出た合金金属は更に酸化し易い、酸化滓もよりと多いと言うことを解析できます。酸化膜の組生、構造によって、膜の生成速度、生長方式及び酸化物を溶融半田材料中での配布係数も違います。この特徴は半田材料の組成と密接に繋がています。。その外、酸化も温度、気相中での分圧、溶解溶接材料表面を酸素に対しての吸収と分解スピード、表面原子と酸素原子の化合能力、表面酸化膜の緻密度、生成物の溶解、拡散能力等と緊密に関連しています。

添付一  酸化物の標準Gibbs自由能

2〉、動態溶融溶接材料の酸化

DIP溶接過程でダブルDIFをよく使われています。一番目のDIPは川流DIPで、波の幅は狭くて、溶融溶接材料流動のスピードが速いです。二番目のDIPは層流波で波が、波の面は鏡のように安定で流動のスピードは遅いです。波の表面で絶えずに新生する溶融溶接材料と酸素を接触して、酸化滓は溶融溶接材料が迅速に流動する時出来たものです。静態酸化と大きく違います。動態出来た溶接材料滓は三つの形態がある：

a、表面の酸化膜   錫炉中での溶解溶接材料は高温で、空気に出た面と酸素を接触して酸化反応を発生します。この酸化膜は皮膜状態であって、主に半田炉の相対静止の溶解溶接材料表面で形成されます。主な成分はSnOです。溶解溶接材料の表面は破損されない限り、空気と隔絶できて、内層溶融溶接材料の継続での酸化を防止します。この表面酸化膜は酸化滓量の1割を占めます。

b、黒パウダー   このようなパウダーの粒が大きいです。溶融溶接材料の液面と機械ポンプ軸の交差部で生み出します。軸の周りに丸形で分布して積み重ねます。軸が高速回転すると溶融溶接材料と摩擦することがあります。溶融材料の熱伝導性能がよくて、軸の周りの温度が他の場所よりそれほど高くないです。黒パウダーは摩擦の温度の上昇で出来た物じゃなくて、軸の回転で周りの溶解溶接材料面に渦を出せて、酸化物を摩擦されて軸の運動戸と伴って、球になります。又、摩擦は溶接材料粒の表面のエネルギーを上がって、酸化を激化します「酸化滓量の2割を占める」。。

C、酸化滓    機械ポンプDIP発生器の中で発生した激しく機械攪拌の現象が融半田槽に酷く渦の運動になって、その上、デザインの不合理で溶融溶接材料面が激しく転げ回るに至ります。これらの渦巻きと転げ回りになった酸素吸着現象が空気中での酸素を絶えず溶融溶接材料の中に吸い込まれます。。吸着の酸素に限りがあり、溶融溶接材料内部の酸化過程が液面のように十分に行えないので、溶融溶接材料の中で多量の銀色粒状（豆腐滓の状態）のような酸化滓を生み出します。滓が多く生まれて、溶融溶接材料の中に酸化されてから、液面に浮いてたくさん積み重ねて、更には半田槽の半分以上の空間を占めて、ポンプ空洞部と流れ通路を塞ぎ、最後DIP高さを絶えず下げて、ポンプ羽とポンプ軸を損害します。もう一つの種類は、DIPで出来た溶融溶接材料は再度半田槽に入る過程で、溶融溶接材料と空気中の酸素の接触面を増やして、それに溶融半田槽の中で激しく渦巻いて酸素吸着現象になって、多量の酸化滓が出来たのです。普通、この二種類の滓は酸化滓総量の7割りを占めます。，ロスは一番酷いです。無鉛溶接材料を使ったらもっと多くの酸化滓を生み出すと見込みます。，SnCuはSnAgCuより多くて、典型な構造は90%金属プラス10%酸化物です。

日本学者Tadashi Takemotoなど〈3〉　SnAg3.5、 SnAg3.0Cu0.5 、 Sn63Pb37溶接材料を利用してテストを行って、全て溶接材料の酸化滓の重量は線性で増やして、三種類溶接材料の酸化滓の増加率は殆ど同じだと分かります。つまりその増加速度と溶接材料成分があまり関係がないです。酸化滓の形成は溶融溶接材料の流動性と関係があって、流体の不安定性及び滝反応は酸素吸着現象と溶解溶接材料の転げ回る現象を起こす可能性があるので、酸化滓の形成過程を更に複雑させます。また、技術角度から言えば、酸化滓の産生に影響する要因はDIP高さ、溶接高さ、溶接環境、DIPイミュー二テイ、合金の種類或は純度、補助溶接材の種類、DIPPCBAの数量及び原始溶接材料の品質などです。

四、酸化錫の構造

普通の錫とは主に酸化錫SnO2「つまり錫灰」と酸化錫内に囲まれる錫Sn及び少部分の炭化物質で組成します。酸化錫に囲まれる錫Snの比例は少なくとも50％以上であって、90％に達した物もあります。「具体的な含有量は弾ける錫の量によって決める」。

普通に、錫滓中での酸化錫「つまり錫灰」はSnO2です。灰色のパウダー、、四角、六方或は直角晶体です。密度：6.95グラム/立方センチメートル。溶解点：1630℃。構造式：O:SnO。分子量：150.69 。1800～1900℃で昇華します。水、アルコール、稀酸とアルカリ液に溶け難い、熱濃強アルカリ溶液に緩く溶けて分解できます。強アルカリと一緒に溶けると錫酸塩を生成出来ます。濃硫酸或は濃塩酸に溶けます。錫含有量：70% - 90%以上です。

五、酸化錫減少の措置

国内外学者と企業は無鉛DIF溶接酸化滓の減少措置に対して研究を行った、主な方面は下記の通り：

 1>、窒素保護採用 

 窒素保護は酸化滓の発生を減少する有効的措置です、窒素を利用して空気と溶融溶接材料を隔てるのは有効的に酸化滓の発生を減らします。無鉛溶接材料の湿潤性は伝統の有鉛溶接材料より著しく弱い、それに酸化し易い、窒素の保護で無鉛溶接を行うことは普遍的な技術の一つになっています。

窒素での半田は酸素溶度の下げるにつれて、無鉛溶接の酸化も著しく減少します。窒素保護ので酸素溶度は50ppmより低い或はもっと低い時，無鉛溶接材料は殆ど酸化されません、それに溶接品質も良くなって、酸素溶度は50-500ppmにある場合、酸化滓の量を85%-95%ぐらい減らします。

Linde 会社から推奨されたSOLDERFLEXRLIS DIP炉惰性気体保護システムがDIP溶接設備に改造「つまりDIPに槽付きのステンレス構造を半田槽に入れて、多く気体噴出パイプ及び気体制御パネルを配置する」を通して、惰性気体を直接に酸化滓の多発所に与えて、酸化滓の発生を制御します。溶接位置で酸素の含有量を100PPMぐらいコントロールできて、酸化滓は50%-80%減少できるそうです。

Claude Carsacなど〈4〉からのデータによると、異なる合金種類に対して、酸化滓減少の相対含有量の差別があまりないです。添付２は海外学者の研究結果〈5〉です。

添付２  大気条件と窒素保護条件で無鉛溶接材料の酸化滓の形成量の比較〈5〉

窒素保護でも欠点があります。主にPCBA表面錫球の増加と運営コストのアップに現れます。普通、節約した半田は液窒素の購買及び窒素発生器の運行とメンテナンスコストを相刹できません。半田品質の角度と高い無鉛溶接材料使用から見ると、節約すべきか他の協議することです。要するに、窒素保護システムを使う前に、真剣に計算と考えしなければならない。

2〉電磁ポンプの研究と使用 

機械ポンプWS発生器のデザインは不正当であれば、劇烈な機械攪拌現象があります。半田槽の中で劇烈な渦巻き現象と液面の転げ回り現象を起こして、酸素吸着現象になります。空気中での酸素を溶融溶接材料の中に吸収されて多量の酸化滓を形成してから液面に浮いて絶えず積み重ねます。1969年スイス学者R.F.J.PERRINは最初、電磁ポンプを利用して溶解金属溶接材料を伝導する新案を提出しました。70世代中期にスイスKRISTN会社は該当技術を利用して、最初に業界で単相交流伝導式電磁DIP溶接機シリーズ商品（６TFシリーズ）を展示しました。1982年フランスも類似の技術に特許権を取ったそうです。80世代末、我が国の電子工業部二十所でも単相反応式溶解金属電磁ポンプを発明してサンプルを作成したそうです。微DIP溶接機中で溶融溶接材料DIP動力技術発展の新い道を開拓しました。機械ポンプの全ての回転部品（モータ含み）を外しました。スイス学者より発明した電動式電磁ポンプとの違いは完全に伝導電流と発生したシステムを取り除いただけで、技術の上でもっと大きな進歩を取りました。

目下、電磁ポンプは単相感応式と多相感応式二種類があります。電磁ポンプの利点：

a、永遠に摩損なし、寿命が長い、メンテナンスが便利だ。

b、DIP安定で、溶融溶接材料の酸化減少、自動的に電網電圧を消す。

C、エネルギー総合利用できて、効率が高い。

d、溶接材料DIP動力学の特徴が良い。

e、稼働中、DIP溶接材料温度の下げる程度小

欠点：流体的不安定性と滝効果も存在します。このような現象で形成された錫滓は減少できないし、それに、目下電磁ポンプの値段は非常に高くなので、機械ポンプの幅広い用いるに及びません。

3〉錫滓分離装置の研究  

 即ち業界で言われてる錫滓還元機械です。Cookson会社より酸化錫滓自動掃除装置を開発しました。溶解溶接材料を指定の位置へ流れるためにスプレーノズルを特殊なデザインを行いました。掃除どろりとで酸化滓を収集装置に自動に掃除させます。収集措置の下は収集、酸化滓を圧縮する熱シリンダーです。再利用と利用不可の溶接材料を分けて、再利用できるの溶接材料を収集し熱炉に入れて、再利用の為に成型します。利用不可の滓Sno2（錫灰）を処理と循環利用用の容器に積み重ねます。その効率が手動清潔より80％向上させるそうです。

日本学者Tadashi Takemotoなど〈3〉　自分で開発した錫滓分離と再利用措置を使ってテストを行った、この装置を錫炉にセットします。DIP溶接機は8時間稼動すれば錫滓分離システム（OSS）は30分で結構です。該当システムが酸化滓を半分減少できるそうです。

日本千住会社より半田回収設備を開発しました。この原理は酸化滓を設備に入れて加熱してから胡麻を入れて特殊加工を行って、，酸化滓に混ぜ合わせって攪拌します。、胡麻油は酸化物を酸化滓混合物から還元して全て胡麻に吸着されて、溶接材料と酸化物を分けます。また、日本及び香港メーカーより機械攪拌作用で錫滓分離の分離機開発しました。大陸のあるメーカーは化学作用での錫滓還元器開発しました。還元率は80％ぐらい達するそうです。

この設備は遠心分離処理に属します。物理分離法を利用して、酸化されたSnO2は錫Snを還元できません。私たち見えた還元された錫とは、錫滓を処理する際その中に混ぜている純錫に過ぎない。高温、加圧と還元器が稼動状態での摩擦は却って錫滓を処理する時その中に混ぜている純錫を再度酸化させます。配布定率によって、一部分の酸化物は溶融の液体溶接材料に溶けます。また公差関係なので金属酸化物が内部へ拡散して、内部金属の酸素含有量が多くなって溶接材料品質を悪くさせます。多くの溶接材料メーカーはP元素を添加して酸化防止性能を改善します。高温分離(或は還元)で出た合金溶接材料の中の酸化防止元素が既に消耗しました。だからこの方法で出来た溶接材料が非常に酸化し易くて、酸化滓が多いくて、空間も浪費します。先任者操作必要、消費電力、ノイズ大き，引き上げ、運送、貯蓄、還元過程が複雑で管理コストがアップします。。もともと還元率があまり高くない状態で設備占用空間の家賃+貯蓄空間の家賃+社員給料+電気代+設備投資などよりも直接メーカーに錫棒を変えくださいと言ったほうがいい！二次汚染になりやすいし、電力も消耗して、元々電力供給きつい状態でこれらの設備を使用することに対して迷わせるでしょう！

上記の幾つの方法は全て物理分離の原理を使って酸化滓に混ぜている純錫Snを分離します。ある程度で酸化錫滓の発生を減らすのに、既に酸化されたSnO2がこの方法で錫Snを還元できませんし、また高温加熱で分離した錫がもっと酸化し易くて、更に多い酸化錫滓を生み出します。関連コストを取り除いて、コスト節約の目的に達しません。従って、多くの電子製造業者は酸化防止できるし、SnO2をSnに還元できる化学製品を探しています。

4〉酸化防止溶接材料の使用  

日本学者Tadashi Takemotoなど〈3〉　溶接材料にPとGe元素を入れて研究を行いました。テスト用合金溶接材料はSnAgとSnAgCuです。具体的な化学成分は添付三をご酸参照ください。設備は15KG収容できるの小いDIP溶接炉で、テスト温度は250℃です。テストした結果：酸化滓の重量は時間線性で増加して、少量のGeとPを入れれば酸化滓の重量を有効的に減らします。その中で入れたPは酸化滓の重量をもとの50％まで下げます。酸化滓に対しての化学分析によって、酸化滓に含有している微量元素中のGeの添加量は2-9%で、リンは4.5倍以上です。酸化滓中での主な成分はSnOです。酸素含有量は5at%ぐらいで、90%の酸化滓は金属から構成します。

添付三　　各種の半田合金の化学成分

国内学者もいろんな異同合金無鉛溶接材料に別々TI、 Ga、 Re、 Sb、 In、 Ni等各種の微量元素を入れてみて酸化滓の発生を減少するご意見を研究して提出しました。効果も受け取りました。目下国内DIP溶接工業で使っている無鉛溶接材料は主にSnCuとSnAgCuです。多数の溶接材料メーカーはP元素を入れて酸化防止性能を改善する方法を採用するのに、酸化防止効果は全て時間の増加、微量元素の消耗につれて段々失効していきます。したがって還元剤酸化防止剤が現れてきたのです。

錫滓還元剤(パウダー)の研究と応用

酸化滓の発生は溶解溶接材料の流動性と大きな繋がりがあります。流体の不安定及び妨害程度を酷くなって、酸素を吸着し易くて酸化滓を増加させます。今まで、DIP半田過程で溶接材料酸化滓混合物の形成メカニズムをまだ整えていないなので、DIP溶接を利用する電子生産企業にとって、噴流システムデザイン合理で、酸化滓発生少なくて、酸化滓を引き上げ易いDIP溶接機を選択するほうがいいです。コストパフォーマンス高いの酸化防止還元剤を協力して使って、酸化滓（SnO2）に伴ってのロスを減らして、さらに高い経済効果を獲得します。

    無鉛溶接材料中の酸化防止微量元素は溶解溶接材料の表面に傾いて凝集して、Sn元素より早く空気中の酸素と結合するため、微量元素は早いスピートで消耗されて、溶接材料酸化防止の効果も失っていきます。流体の不安定性と滝反応及び溶解溶接材料の転げ回りが酸素吸著現象に至ります。配布定率によって、一部分の酸化物は溶融の液体溶接材料に溶けます。また、公差関係で金属酸化物が內部へ拡散して、様々な原因で溶接材料合金內部の酸素含有量が段々増加されています。だから、溶融半田槽の中で別の酸化防止還元剤を入れて、生み出された酸化錫滓を積み重ねないようにすぐ還元させて、また酸化滓の産生を有効に防止する為、目下最も有効的な措置です。そのために海内外が相次いで錫滓(溶接材料酸化滓つまりSnO2業界で錫滓と呼ばれる)國內外業者は前後錫滓（溶接材料酸化滓即ちSnO2業界での錫滓）酸化防止還元剤（パウダー）を出しました。

    酸化防止還元剤の必要条件：

a>、環境保護の要求に適合のこと、生産場所の生産環境に影響無し、半田材料の合金成分へも影響無しのこと。

b>、反応後の残り物は粘り性無し或は飛び散らないこと、PCBA基板と現行設備（DIP溶接機など）を汚染しないこと。

c>、燃えにくい、腐食性ない、現有技術を変えない、現有設備の日常メンテナンスと保養への影響がないこと。

d>、錫滓の湿潤性及び浸み込む時間を減らして、液体の流動性を強めて、製品の品質を向上させる。

e>、錫滓内部酸素含有量を減少するで、真のグリーン製品だ。

f>、用量が少い、還元率が高い、反応後の残り物を処理し易い、一番いいのは生物の分解を利用できること、確実に環境保護の角度から企業のため省エネルギー、消耗減少を行う。

台湾のある会社より錫滓還元粉を研修した、主に各種不純物と酸化物を吸収して溶解溶接半田酸化と熱分散の損失を避けます。この還元粉の使用は溶接材料の酸化を９５％程減少できるそうです。欠點は煙霧が大きく、強い匂いがします。この還元粉を使う時DIP溶接機の改善を行って、反応後の残り物に粘り性があり、冷卻した後硬い固体になり、設備の日常メンテナンスと保養に不便です。

 アメリカP.Kay金屬Fein-Lineトートナー会社より開発した溶解蝋材表面活性剤は溶解溶接材料と接觸すると二つの功能ができます：１：溶解溶接材料の表面で保護シートを形成して溶接材料を酸化されないよう保護します。２：その中の活性成分と金属酸化物を反応で活性剤に溶解させて、有機金属化合物として金属酸化物と残りの活性剤の間にかけます。薬剤性が綺麗に消耗切れるまでに、活性剤と金属反応しない、、酸化滓だけと反応して、無煙無味です。酸化滓中の金属酸化物が溶解された時、互いに連結してる酸化物の順列は開放的で、どんな酸化滓に挾まれてる金屬でも一緒に集まって溶解溶接材料に流れ戻ります。その成分は活性剤成分の影響を受けられないです。このような技術では（溶接材料）40%-75%コストダウン出來るそうです。欠点は還元剤を使用する場合はDIP溶接機に対して改善しないといけないのです。かつ反応後の残り物には粘性があって、冷卻後硬く固体になり、設備或はPCBA基板に粘著して掃除しにくい、スプレーノズルを塞ぐ恐れがあります。設備の日常のメンテナンス、保養へ不便です。いったん油斷したらPCB基板にくっ付いたら綺麗に取らなくと製品の電気性能と溶接の信頼度に影響を及びます。かつ価格も高くて、下げた溶接材料コストと使用活性剤のコストが大体同じです。

 深圳市堃琦鑫華科技有限公司よりICHIMURA --JR07錫滓酸化防止還元剤を開発しました。高分子有機化合物に属して、多種表面活性剤、湿潤剤、分散剤等化学方法で配合して出來ものです。何の重金属を含まない、多數有機溶剤に溶ける、水にも溶けます。耐高溫（着火点は330℃以上）と耐発散性能（殆ど発散しない）が優れるて、殆ど無煙、無味、無粘り性、無腐食性です。それに酸化防止と還元功能もつく、用量少ないし還元率も９0%以上達します。FLEXTRONICS会社の評価報告によると、ICHIMURA --JR07錫滓酸化防止還元剤の使用コストを取り除いても溶接材料用量の節約は38%達します。FOXCONN、HASEE、SOLECTRON、PRIMAX、GBM、HUNTKEY等の会社評価報告ではICHIMURA --JR07錫滓酸化防止還元剤に対して高い評価を出すそうです。該当製品は操作簡単、便利で設備改善と人手追加必要がなくて、直接に半田容器に入れて還元できて、引き上げ量と引き上げ回數を減少できます。生産能率と溶接材料の利用率を高めて、溶接材料の有効成分を変えないです。PCBA基板を汚染しないで、還元率が高いです。耐高溫と耐発散性能が優れます。残り物には粘り性がなし、壊れ易い、水に溶ける、生物を分解できて、シリンダーの底に沈まなく、スプレーノズル或は葉輪を塞ぐ心配必要がないです。設備の保養にもいい、日常メンテナンスにも濡らした布で拭けば済めます。。

 ICHIMURA --JR07錫滓酸化防止還元剤は酸化滓に包まれた錫を分離できます。酸化された錫（SnO2）を可利用の錫（Sn）に還元できます。それに酸化防止還元剤中の有効成分はSn元素より早くと空気中の酸素元素O2を結合して、溶解溶接材料內部の酸化０２含有量を著しく減少ます。溶解溶接材料の酸化発生を防止して、溶解溶接材料液面の流動性を強めて、PCBAの溶接に有効です。

    製品はSGS、SIR、MSDS、STIR、片切等のテスト或は認証に合格した

酸化物の大体還元過程：O2+R=OxRx； PbOx + R = Pb + OR （1） ；SnOy + R = Sn +OR （2） 。PbOx は鉛酸化物で、Rは液体還元剤で、Pbは鉛還元で、OR は酸化物で、SnOyは錫酸化物で、 Snは錫還元です。

ICHIMURA --JR07錫滓酸化防止還元剤の再生処理技術において、液体被覆科学置換反応還元法を成功に採用しました。この還元剤は無毒な有機材料で生物分解できるの物質です。その自身と酸化物は人間と環境に損害がないです。液体被覆を利用して廃棄溶接材料を処理す技術の温度は280℃以下の低い範囲に制御されて、「錫滓還元機械の温度」400℃以上である鉛煙の温度より遙かに低い、液体還元剤の表面被覆も鉛煙の漏れるを有効的抑制できます。該当製品の中で微量の水分があることはその物の水溶性に決めます。使用される時見える煙が確かに水蒸気です。錫滓の鉛錫酸化物を有効的に還元するだけでなく、残り物と鉛煙を環境への汚染にも避けられます。

ICHIMURA --JR07錫滓酸化防止還元剤の利点は：

●水に溶ける、燃えにくい（着火点は330℃以上）、腐食性無し、粘り性無し

●熔接補助剤と混ざると化学反応が発生しない、PCB板に付着しない

●殆ど無煙、味がない、如何なる重金属成分も含まない、錫の成分へ影響無し

●溶接材料中での酸素の含有量を減らして、、溶接材料の流動性と湿潤性を

強めて、錫の表面張力を下げって、PCBAの溶接品質の改善に効果がある

●如何なる使用禁止の物質成分も含まない，例えば、PFoA+PFOS+SB、特定Benzotriazole「BTA」、TBBP-A、アスベスト、ホルムアルデヒド等、ROHS/REACHの標準に合格する。

●反応した後の残り物は泥状態で、粘り性無し、水溶或は生物分解できる、又、設備の

メンテナンス及び保養は簡単なので、環境保護の角度からエネルギーを節約して、消耗も減らす。

●還元率が高い、1キロー還元剤が30～50キロー錫滓を還元できる

●還元剤投入使用の有効期限は長い、一回添加すると4-6時間ぐらい続ける、人工作業も減らす

●SIR電遷移/切辺等の厳しくテストに合格したの真の環境保護、省エネーの製品「今までハンガリー、インド、タイ、マレーシア、シンガポール、イスラエルなどの国家と貿易往来がある」

参考文献：

1〉UR艾万思著作の『金属の腐食と酸化』　北京機械工業出版社 1976年.

2〉Alesei Grigoriev ,etc.Surface oxidation of liquid Sn.A.Grigoriev et al Surface Science 575 ( 2005) 223- 232.

3〉Tadashi Takemoto,Yeon Jun Joo,Shohei Mawatari,Rikiya Kato .Reduction of dorss formation during wave soldering using lead-free solders 0-7695-1266-6/01 ﹩10.00 2001IEEE.1131-1136.

4〉Claude Carsac etc,Inert soldering with lead-free Alloys Review And Evaluation[R].IPCSMEMA Council APEXSM 2001.

5〉C.Carsac ,J.Uner and M. Theriault Inert soldering with lead-free alloys: review and Evaluation.IPCSMEMA Council APEX 2001:3-7.

Nobeyan　2008/06/16