1 引言
电感线圈和电子变压器的生产领域，大多数工厂采用浸焊的方式实现COIL和PIN或BASE的连接。浸焊采用的温度往往高达400℃以上，如此高温的作业过程中，不可避免的发生铜溶解进锡炉的情况，致使锡炉中Cu离子的含量逐步攀升，严重时可影响正常焊锡作业。
那么我们需要的范围是多少呢？在管控的过程中，又如何确定Cu离子的含量在我们需要的范围之内呢？这是一个极易被元器件行业生产管理者忽略的地方，笔者多方征询，发现行业内还没有形成定论。
于是，我想把敝公司多年来的实际生产经验总结出来，希望提供一个行业内借鉴参考的依据。
2 浸焊使用Sn-0.7Cu合金锡条
图1是Sn-Cu三相图，从中可以看出：纯Sn熔点是231.9℃（图中标示的232℃），纯Cu熔点是1084℃（图中标示1085℃），二者的合金熔点呈现偏态分布状况，从右往左看，随Cu离子含量的增加，熔点逐步升高，其中在0.7%-7%这一个区间呈近似的线性规律。固态相区和液态相区之间，是膏状物状态，固液并存，合金熔化但仍存在固态单质晶体。
Cu离子含量在0.7%时，合金的共晶熔点是227℃，到达7%时，熔点升高到415℃， 那么可以得出随Cu离子含量增加熔点相应升高的近似规律，计算如下：
（415-227）/（7-0.7）=29.84
这说明，当Cu离子含量每增加1%时，合金熔点近似升高29.84℃；也就是说，当Cu离子含量每增加0.1%时，合金熔点近似升高2.984℃.
理论上讲，DIP类电感变压器元件PIN与COIL的焊接，采用400℃浸焊，Cu离子含量在5%以内都是可以执行的，但是由于Cu离子在锡液中的分布往往是不均匀的，所以这样的含量偶尔会造成焊锡效果的差异，诸如焊面发黄，表面呈粒子状突起等外观不良现象，已经不是我们所需要的品质状态。所以比较合理的管控范围是2.5%以内，即图中所标示的B点。再结合客户的使用状况，无铅波峰焊锡炉大多采用260-275℃进行焊锡作业（图2），其锡的熔点一般不超过240℃，其中Cu离子含量被要求在1%以下，在波焊前，采用喷雾方式喷洒无铅助焊剂，对焊接双方进行有效润湿，以确保焊锡效果。所以我们不必担心因为元件引脚Cu离子含量高而引起焊接不良。 
那么对于SMD类的元件呢？
SMD类元件必须结合元件本身结构和客户的使用状况。
客户方面：无铅回流焊大多采用245-260℃进行焊锡作业（图3），大多采用Sn/3Ag/0.5Cu的锡膏，该锡膏的熔点只有217℃.锡膏本身含有8-11%的助焊剂成份，用以焊接过程中润湿焊接物表面；
产品本身结构方面，分两种情况：
1）焊锡点直接作为元件电极。例如，一些端子镀银的元件。客户使用时，直接把浸焊的表面与PCB PAD连接。
2）焊锡点仅仅作为COIL和BASE的连接。例如：一些带有金属或陶瓷BASE的元件。客户使用时，是把元件的BASE PAD和PCB PAD连接。
对于第1种情况，为保证回流焊锡效果，浸焊的锡炉必须定期进行检测，锡合金熔点不要超过235℃，计算得出：平均Cu离子含量不能超过0.97%，ALPHA公司推荐给行业内通用的标准： 1%以下。图中所标示的A点。
对于第2种情况，焊接点并不直接跟PCB接触的产品，我们可以采用2.5%以下的管控标准。
3 浸焊采用Sn-Ag-Cu合金锡条

图4是Sn-Ag-Cu系相图，ALPHA公司提供的SACX合金系熔化完全的温度数据：
SACX 0.7Cu-- 228℃
SACX 1.0Cu-- 236℃
SACX 1.3Cu-- 258℃
我们可供参考的地方是：DIP类和SMD第2类情况的元件仍然可以管控2.5%，SMD第1类情况的元件仍然管控1.0%。
4 Cu离子含量的增加是否会影响到焊接点的可信赖度呢？
我就此请教了中国焊接学会钎焊及特种连接专业委员会副主任，日本广岛大学博士后，美国焊接协会特别研究员，时任Yikst公司副总的马鑫博士，他明确告知：Cu离子含量的增高对焊接点的信赖性并无影响，但Cu离子含量偏高时，会对可焊性有负面影响。
ALPHA公司也给出同样的结论：
1）我们对SACX系合金推荐的Cu离子含量的上限是1.0%；
2）更高的Cu离子含量并不会对焊点的物理强度产生负面影响，但可能会影响生产能力。
这就是我们区分对待波峰焊锡炉和浸焊锡炉中Cu离子含量的原因。
5 Cu离子含量超标预防及调整方案
除了我们大家都知道的定期检测和定期更新之外，其实还有一个比较可行的预防方案，就是每2-3天刮除锡炉表层的铜离子。方法如下：
晚上下班后，把锡槽设定温度降低到250℃左右，等锡液慢慢冷却（注意不可以采用风扇或其它方式急剧冷却），当锡面出现轻微膏状时，用刮刀把表面2毫米左右厚的锡刮出来，丢进废锡槽。刮除动作应执行4次，往返各2次。
至于调整方案，每个工厂可以请教自己的供应商，应使用哪种锡条来降低Cu离子含量，然后根据自己的检测结果进行计算，得出需要加入的量即可。
例如：使用ALPHA的SACX0307锡条，ALPHA推荐使用SA0300（Sn/0.3Ag）进行调整. 你的锡炉熔锡量是8kg， 检测结果为Cu离子含量是1.4%，现在你希望调整到0.7%，则计算如下：
8-0.7*8/1.4=4kg
就是说，取出4kg旧锡，再加入4kg的SA0300新锡即可把Cu离子含量降低到0.7%。
6 结论
其实不仅仅是Cu，其它金属或非金属元素污染了锡炉，都会影响焊锡效果，作为生产管理者，应当注意观察产品焊锡情况的变化，制定出对锡炉成份监测和管理的办法，确实去执行，才能实现品质保证。