助焊剂产品知识.ppt

助焊劑產品知識,-,蘇州柯仕達電子材料有限公司,目 錄,1.助焊劑定義 2.助焊劑的作用及焊接曲線 3.助焊劑的塗布方式 4.助焊劑的組成 5.助焊劑的主要參數 6.助焊劑分類 7.助焊劑相關知識 8.助焊劑的選擇 9.焊接不良的分析 10.公司助焊劑簡介,助焊劑的定義及作用,在焊接領域裡眾所周知一個道理,幾乎所有的金屬暴露於空氣中就會立刻氧化,此氧化物會阻礙潤濕,阻礙焊接.因此,我們可以在真空中清洗金屬和焊接,但是,這不是很實際的方法. 有一些材料可以去除氧化物且蓋住金屬表面使氧化物不再形成,這就是助焊劑,它是焊接工程必要的材料.它們阻礙焊錫的流動.理想上,它們也不攻擊焊點上的金屬或四周的材料,而且也必須易於被去除,助焊劑(FLUX)這個字是來自拉丁文,是”流動”的意思,但在此處它的作用不只是幫助流動,還具有其它的作用,助焊劑的作用,助焊劑是一種具有化學及物理活性的物質,能夠除去被焊金屬表面的氧化物或其他形成的表面膜層以及焊錫本身外表上所形成的氧化物;為達到被焊表面能夠沾錫及焊牢的目的,助焊劑的功用還可以保護金屬表面,使在焊接的高溫環境中不再被氧化;第三個功能就是減少熔錫的表面張力(surface tension),以及促進焊錫的分散和流動等.,焊接原理,可以粗略的分為三個階段: 1.擴散;2.基底金屬熔解;3.金屬間化合物的形成,Fl f,Fsf=Flfcoc,Molten Solder,FLUID,Base metal,Fls,Fsf,(A),Molten solder,(B),Molten solder,Intermetallic compound layer,(C),圖A:液體焊料在基底金屬上的擴散,接觸角(由介面張力的平衡來決定小潤濕角形成良好的焊 接獲得小潤濕角的原則(1)低表面張力的助焊劑(2)高的表面張力,即高表面能的基板(3)低有 面張力的焊料).圖B基底金屬溶解入液體焊料.圖C基底金屬與液體焊料起反應形成金屬間化 合物層(IMC),助焊劑反應,助焊劑的最主要的任務是除去金屬氧化物.助焊劑反應的最通常的類型是酸基反應.在助焊劑和金屬氧化物之間的反應可由下面簡單的方程式舉例說明,MOn+2n RCOOH M(RCOO)n+nH2O,Sno2+4RCOOH Sn(RCOO)2+2H2O 目前常使用,MOn+2nHX MXn+nH2O,SnO2+4HCl SnCl4+2H2O 水洗型助焊劑,助焊劑中松香結構,COOH,分子式:C20H30O2,大多數的松香因含有兩個不飽合鍵，對空氣和光都很 敏感，因此松香酸暴露於空氣中顏色會加深。,焊接曲線,助焊劑的塗布方式,助焊劑對被焊表面塗布方法有傳統波焊中的泡沫式，噴頭噴霧式及表面沾浸式塗布方法,助焊劑的成份組成,1.成膜劑 保護劑覆蓋在焊接部位,在焊接過程中起防止氧化作用的物質,焊接完成後,能形成一層保護膜.常用松香用保護劑,也可以添加少量的高分子成膜物質. 2.活化劑 焊劑去除氧化物的能力主要依靠有機酸對氧化物的溶解作用,這種作用由活化劑完成.活化劑一般選用具有一定熱穩定性的有機酸. 3.擴散性(表面活性劑) 擴散劑可以改善焊劑的流動性和潤濕性,其作用是降低焊劑的表面張力,並引導焊料向四周擴散,從面形成光滑的焊點. 4.溶劑 溶劑的作用是將松香,活性劑,擴散劑等物質溶解,配製液態焊劑,通常採用乙醇,異丙醇等,助焊劑的主要指標,助焊劑的主要指標:外觀、物理穩定性、比重、固態含量、可焊性、鹵素含量、水萃取液電阻率、銅鏡腐蝕性、表面絕緣電阻、酸值.下面簡要對這些指標進行分解. 1.外觀:助焊劑外觀首先必須均勻,液態焊劑還需要透明(水基松香助焊劑則是乳狀的). 2.物理穩定性:通常要求在一定的溫度環境(一般5-45)下,產品能穩定存在. 3.比重:這是工藝選擇與控制參數. 4.固態含量(不揮發物含量):表示的是焊劑中的非溶劑部分,實際上它不揮發物含量意義不同,數值也有差異,後者是從測試的角度講的,它與焊接後的殘留量有一定的對應關係,但並非唯一. 5.可焊性:指標非常關鍵,它表示助焊效果,以擴展率來表示,為了保證良好的焊接,一般控制在80-92之間. 6.鹵素含量:這是以離子氯的含量來表示離子性的氯、溴、碘的總和. 7.水萃取液電阻率:該指標反映的是焊劑中導電離子的含量水準,阻值越 ,不離子含量越多,隨著助焊劑向低固含免清方向發展,因此最新的ANSI/J-STD-004 標準已經放棄該指標. 8.腐蝕性:助焊劑由於其可焊性的要求,必然會給PCB或焊點帶來一定的腐蝕性,為了衡量腐蝕性的大小,銅板腐蝕測試反映的是焊後殘留物的腐蝕性大小,銅鏡腐蝕測試是使用當時的腐蝕性大小.其環境測試時間為10天(一般為7-10天). 9.表面絕緣阻抗:按GB或JIS標準的要求SIR值最低不能小於1010 ,而J-STD-004則要求SIR值最低SIR值最低不能小於108,由於試驗方法不同,這兩個要求的數值間沒有可比性. 10.酸值:中和一克樣品所需要的KOH的毫克數.,助焊劑的主要指標的測試方法,1.外觀:用目測方法檢驗是否透明,是否有沉 澱,分層和異物. 2.比重:用比重計進行測試,同時在測試助焊劑的溫度. (有機溶劑比重隨溫度變化而變化,溫度每升高一度,比重下降0.001) 3.酸價:稱取2克左右的助焊劑,用25ml IPA溶劑稀釋,再加三滴酚酞示劑,用0.1mol/L的氫氧化鉀的滴定液進行滴定.(IPC-TM-650) 4.計算公式:mgKOH/g(flux)=56.11VM/m V(ml):所耗標準氫氧化鉀的滴定液的摩爾濃度 m:助焊劑的品質(g),助焊劑相關的概念,PH值:5ml助焊劑溶解於ml去離子水，用PH計進行測試. 助焊劑的PH值為3.0,測其酸根離子濃度為0.001moll PH值-logH+ 酸性強弱是由物質的電離常數決定的,清洗劑參數介紹,.閃點：表示可燃液體加熱到液體表面上的蒸氣和空氣的混合物與火焰接觸發生閃火時的最低溫度測定閃點有開口杯法和閉口杯法兩種，一般前者用於測定高閃點液體，後者測定低閃點液體（閃點低表示著火的危險性大，可是閃點不是指溶劑繼續燃燒的溫度，僅僅表示液面的蒸氣可燃，要能夠不斷燃燒，必須連續產生蒸氣） .自燃點：指可燃物質在沒有火焰、電火花等明火源的作用下，由於本身受空氣氧化而放出熱量，或受外界溫度、濕度影響使其溫度升高而引起燃燒的最低溫度稱為自燃點,臭氧危害物質 Ozone depleting substances,Chlorofluorocarbon(CFCs)氟氯烷碳化物 Hydrochlorofluorocarbon(HCFCS)氟氯氫烷碳化物 Halon 海龍 Carbon Tetrachloride (CCl4) 四氯化碳 Methyl chloroform=1,1,1-Trichlorothane(CH3C Cl3)（1，1，1-三氯乙烷） Bromomethane(CH3Br) 溴代甲烷 Hydrobromofluorocarbon(HBFC),可能臭氧危害物質,Hydrofluorocarbon(HFC) Perfluorocarbon(PFC)全氟化合物 Chlorinated hydrocarbon(CHCs)氯碳氫化物,助焊劑分類,用於焊接制程的助焊劑可分為三種基本的型式，每一種分類的特性皆與其助焊劑或助焊劑殘渣皆為低度活性者 L=表示助焊劑本身或助焊劑殘渣皆為低度活性者 M=表示助焊劑本身或助焊劑殘渣為中度活性者 H=表示助焊劑本身或助焊劑殘渣為高度活性者 若是含有松香的助焊劑,則在L、M、H代字後加上“R”,J-STD-004焊劑活性分類的測試要求,助焊劑活性分類,J-STD-004,對於J-STD-004而言,沒有不合格的助焊劑產品,僅僅類別不同而已.J-STD-004將所以的焊劑分成24個類別,涵了目前所有的焊劑類型,該標準根據助焊劑的主要組成材料將其分為四大類:松香型(Rosin,RO);樹脂型(Resin,RE);有機酸型(organic,OR),無機酸型（Inorganic,IN),括弧中為縮寫字母代號。其次，根據銅鏡試驗的結果將焊劑的活性成分水準劃分為三級：,：表示助焊劑或是助焊劑的殘留的活性低或無活性； ：表示助焊劑或是助焊劑殘留活性中性； ：表示助焊劑或助焊劑的殘留活性高,助焊劑分類,電子組裝分級,第一級:消費性產品 Class1:Consumei Products 此級包含關鍵用途的產品著重在可靠性及成本效益，而其使用壽命之延續並非主要目的所在，其產品的實例多在一般性消費用途上 第二級：一般工業級 Class2:General industrial 此級含有高性能的商用工業級產品，對使用的延續已有所要求，對不間斷執行事務的能力要求，則非關鍵所在 第三級：高可靠度 Class3:High Reliability 此級的設備產品及持續的性能則為關鍵所在，任何設備發生停機時，都將無法容忍，或及設備是用維持生命者皆屬此級,各級組裝板之試驗條件,助焊劑型式之間字碼說明,1.2.3=表示已做絕緣電阻試驗且已及格者 X=表示已清洗或未清洗之組裝品，及絕緣電阻試驗不及格者 LRIN=表示配方為松香基之助焊劑，其助焊劑及殘渣皆為低活性者，其未清洗之試樣也能過Class 1 在SIR上的各項要求 MZCN=表示助焊劑及其殘渣皆已具中度之活性,其已清洗或未清洗的試樣 M/X=表示助焊劑或助焊劑具有中度活性,其各級產品之已清洗或未清洗試樣,皆無法通過STR上的各項要求,焊接不良原因分析(一),焊接不良原因分析(二),焊接不良原因分析(三),焊接不良原因分析（五）,焊接不良原因分析(六),焊接不良原因分析(七),焊接不良原因分析（八）,焊接不良原因分析（九）,焊接不良原因分析（十）,焊接不良原因分析（十一）,環保型系列助焊劑,本公司環保型系列助焊劑是低固含量，不含松香及鹵化物的免洗助焊劑，具有快幹，焊點光亮，結構飽滿，無腐蝕性，焊錫性卓越，潤焊性極優且穩定安全等特性。在標準比重內作業可達到完全免清洗之效果並符合各類電器性能要求。 使用與電腦及其周邊設備或高精密的多層板。配合噴霧設備使用，沒有廢料的產生。本產品使用時低煙、沒有刺激氣味，不污染工作環境，不影響人體健康，不污染錫爐的軌道及夾具，過錫後PC板表面平整均勻，無殘留，如同洗過一般。 FD-201環保型助焊劑 低固態含量，過錫後板面如同洗過一般； 低煙，沒有刺激氣味，不污染工作環境，不影響人體健康； 不污染焊錫爐的軌道及夾具； 不含CFC，不會破壞臭氧層。 FD-301環保型助焊劑 上錫速度快，潤濕性高，即使很大的貫穿孔依然可以上錫； 過錫後PCB面平整均勻，無殘留； 焊點光亮結構飽滿； 固態含量僅為2.3，焊後板面如同洗過一般； 潤濕性非常好； 能通過嚴格的表面阻抗測試。,環保型助焊劑規格表,低固態免洗松香型系列助焊劑,此系列助焊劑採用高級進口天然松香經特殊化學反應去除天然樹脂中雜質及不良物並配合多種高精密度焊接材料反應合成，具有低固含、快幹、焊點光亮、結構飽滿、無腐蝕性、焊錫性卓越、潤焊性極優且穩定安全等特性。在標準比重內作業，此系列助焊劑可達到完全免洗清洗之效果並符合各類電器性能要求。基板若須清洗時按一般清洗流程作業即可獲得相當良好之信賴度。 FD-203免洗松香型助焊劑 低固態含量，錫焊後板面乾淨； 焊接後錫爐上松香殘留極少； 焊後焊點光亮飽滿； 良好的潤濕性，流平性； 焊前和焊後高溫作業時基板及零件不產生任何腐蝕。,低固含免洗松香助焊劑規格表,手浸焊系列助焊劑,傳統助焊劑多是用於波峰焊接方式，塗布方式主要是噴霧或發泡，這些助焊劑由於其活性的原因，並不適合於預塗布、修補、手拖焊或是鍍線材。公司針對這些要求另外設計了專用於拖焊、修補、鍍線