助焊剂FLUX分类与基础知识.doc

助焊剂的分类及基础知识一助焊剂分类(flux classification)助焊剂分类是基于其活性和成分(它决定活性)。而助焊剂活性又是其除去表面污物有效性的指标。助焊剂通常分成无机酸、有机酸(oa)、天然松香与人造松香(免洗)。j-std-004按字母从a到y的顺序分类助焊剂(表一)。表一、基于材料成分和卤化物含量的助焊剂分类ow0k&n5gn8c助焊剂类型符号 助焊剂成分材料 符号 助焊剂活性水平(%卤化物) 助焊剂类型jwjk*vlra rosin ro low(0%) l0o1zw9w+i六西格玛品质论坛b rosin ro low(2.0%) h1g resin re low(0%) l0-质量-spc ,six sigma,ts16aiz$p6f&?h resin re low(2.0%) h11uh+d4e(e6)t!tngq六西格玛品质论坛m organic oa low(0%) l0f5vbhp3nhn organic oa low(2.0%) h1:r6ar.ztt inorganic in low(0%) l0q.z3m(p*w0e:b,u inorganic in low(2.0%) h1,kd3mg n助焊剂的总分类：天然松香(rosin)、人造松香(resin)、有机酸(organic)和无机酸(inorganic)，有进一步的分类。例如，助焊剂a的完整描述是天然松香或ro-h0，表示它是不含卤化物的天然松香助焊剂。这类中的其它无卤化物助焊剂是ro-m0和ro-h0，但人们认为它们相对比ro-l0更活跃。卤化物含量单独不是活性水平的指标，因为其它成分可能替代卤化物。j-std的分类描述助焊剂活性和助焊剂残留物的活性如下：i*o/?/p$s:gp_ l = 低或无助焊剂/助焊剂残留物活性 -ha?sna+zr m = 中性无助焊剂/助焊剂残留物活性 o3x.&e2r5pm h = 较高无助焊剂/助焊剂残留物活性 rfc2t7c+yvz六西格玛品质论坛在每个分类中有三种助焊剂活性或腐蚀性水平：低、中、高。在每一个这些次分类中，进一步的分级由数字0和1表示。零表示不含卤化物，而1表示在低活性的助焊剂种类中小于0.5%的卤化物含量，在中等活性的助焊剂种类中0.52.0%的卤化物含量，在高活性的助焊剂种类中大于2.0%的卤化物含量。 3n(vqeq有各种测试，如，铜镜、卤化物含量、腐蚀性、熔蚀的平衡与分散，这些助焊剂必须通过的测试，来分类到一个特定的类别(详情参阅j-std-004)。分类到l和m的助焊剂必须通过比h类更多的测试。简单的说，l、m或h类的带0后缀的助焊剂必须比相同类的带1后缀的助焊剂通过更多的测试。8los w.j2i+c.u4m六西格玛品质论坛通常，助焊剂可分成高腐蚀性的(无机酸助焊剂)、腐蚀性的(oa)、中等腐蚀性的(基于天然松香的)和非腐蚀性的(免洗或低残留物助焊剂)。可是，在任何助焊剂种类中，有不同等级的腐蚀性。 hif|m)f六西格玛品质论坛任何种类的高腐蚀性的无机酸助焊剂很少在电子工业中使用，而中等腐蚀性的助焊剂通常只使用在商业电子中。中等腐蚀性的天然松香和人造松香助焊剂具有与oa助焊剂可比的活性，设计用于溶剂清洗，而oa助焊剂是用于水洗的。可是，低残留物和免洗型的人造松香助焊剂具有的活性很低。-质量-spc ,six sigma,ts16949,msa,fmea m p4q#rv$b9d1 天然松香助焊剂也叫做r(rosin)，rma(rosin mildly activated)和ra(rosin activated)。天然松香助焊剂可以用水洗或溶剂方法来清洗。ra助焊剂很少在锡膏中使用。用于回流焊接，除了天然松香，也可使用oa和免洗焊膏。可是，对波峰焊接，rma、ra、oa和免洗助焊剂都可使用。不管使用的助焊剂类型，都必须提供工作所需的活性水平与板的清洁度要求之间的良好平衡。二助焊剂的主要功能有：(a_m?m&n六西格玛品质论坛1、清除焊接金属表面的氧化膜；六西格玛品质论坛)g!ru+n)2、在焊接物表面形成一液态的保护膜隔绝高温时四周的空气，防止金属表面的再氧化六西格玛品质论坛s3、降低焊锡的表面张力，增加其扩散能力；0o;g5f1k%fw六西格玛品质论坛4、焊接的瞬间，可以让熔融状的焊锡取代，顺利完成焊三sl)jobabbm-质量-spc ,six sigma,ts16949,msa,fmea助焊剂的特性e2s%u7)xth e-质量-spc ,six sigma,ts16949,msa,fmea1、化学活性（chemical activity）:要达到一个好的焊点，被焊物必须要有一个完全无氧化层的表面，但金属一旦曝露于空气中回生成氧化层，这中氧化层无法用传统溶剂清洗，此时必须依赖助焊剂与氧化层起化学作用，当助焊剂清除氧化层之后，干净的被焊物表面，才可与焊锡结合。助焊剂与氧化物的化学放映有几种：1、相互化学作用形成第三种物质；2、氧化物直接被助焊剂剥离；3、上述两种反应并存。松香助焊剂去除氧化层，即是第一中反应，松香主要成份为松香酸（abietic acid）和异构双萜酸（isomeric diterpene acids），当助焊剂加热后与氧化铜反应，形成铜松香（copper abiet），是呈绿色透明状物质，易溶入未反应的松香内与松香一起被清除，即使有残留，也不会腐蚀金属表面。氧化物曝露在氢气中的反应，即是典型的第二种反应，在高温下氢与氧发生反应成水，减少氧化物，这种方式长用在半导体零件的焊接上。*d/ peqs;六西格玛品质论坛2、热稳定性（thermal stability）:当助焊剂在去除氧化物反应的同时，必须还要形成一个保护膜，防止被焊物表面再度氧化，直到接触焊锡为止。所以助焊剂必须能承受高温，在焊锡作业的温度下不会分解或蒸发，如果分解则会形成溶剂不溶物，难以用溶剂清洗，w/w级的纯松香在280左右会分解，此应特别注意。nnrrq3、助焊剂在不同温度下的活性:好的助焊剂不只是要求热稳定性，在不同温度下的活性亦应考虑。助焊剂的功能即是去除氧化物，通常在某一温度下效果较佳，例如ra的助焊剂，除非温度达到某一程度，氯离子不会解析出来清理氧化物，当然此温度必须在焊锡作业的温度范围内。另一个例子，如使用氢气做为助焊剂，若温度是一定的，反映时间则依氧化物的厚度而定。当温度过高时，亦可能降低其活性，如松香在超过600（315）时，几乎无任何反应，如果无法避免高温时，可将预热时间延长，使其充分发挥活性后再进入锡炉。也可以利用此一特性，将助焊剂活性纯化以防止腐蚀现象，但在应用上要特别注意受热时间与温度，以确保活性纯化。s t1b&nvd.wu$xt-质量-spc ,six sigma,ts16949,msa,fmea4、润湿能力（wetting power）:为了能清理材表面的氧化层，助焊剂要能对基层金属有很好的润湿能力，同时亦应对焊锡有很好的润湿能力以取代空气，降低焊锡表面张力，增加其扩散性。c)x0s:h6sm(?5_8v5、扩散率（spreading activity）:助焊剂在焊接过程中有帮助焊锡扩散的能力，扩散与润湿都是帮助焊点的角度改变，通常“扩散率”可用来作助焊剂强弱的指标四.助焊剂常见状况与分析一、焊后pcb板面残留多板子脏：1.焊接前未预热或预热温度过低(浸焊时，时间太短)。2.走板速度太快(flux未能充分挥发)。3.锡炉温度不够。4.锡液中加了防氧化剂或防氧化油造成的。5.助焊剂涂布太多。6.组件脚和板孔不成比例（孔太大）使助焊剂上升。7.flux使用过程中，较长时间未添加稀释剂。二、着 火：1.波峰炉本身没有风刀,造成助焊剂涂布量过多,预热时滴到加热管上。2.风刀的角度不对(使助焊剂在pcb上涂布不均匀)。3.pcb上胶条太多,把胶条引燃了。4.走板速度太快(flux未完全挥发,flux滴下)或太慢(造成板面热温度太高)。5.工艺问题(pcb板材不好同时发热管与pcb距离太近)三、腐 蚀（元器件发绿，焊点发黑）1.预热不充分（预热温度低，走板速度快）造成flux残留多，有害物残留太多）。2.使用需要清洗的助焊剂，焊完后未清洗或未及时清洗。四、连电，漏电（绝缘性不好）1.pcb设计不合理，布线太近等。 2. pcb阻焊膜质量不好，容易导电。 五、漏焊，虚焊，连焊 1.flux涂布的量太少或不均匀。 2.部分焊盘或焊脚氧化严重。 3.pcb布线不合理（元零件分布不合理）。 4.发泡管堵塞，发泡不均匀，造成flux在pcb上涂布不均匀。 5.手浸锡时操作方法不当。 6.链条倾角不合理。 7.波峰不平。 六、焊点太亮或焊点不亮1.可通过选择光亮型或消光型的flux来解决此问题）；2.所用锡不好（如：锡含量太低等）。七、短 路 1）锡液造成短路： a、发生了连焊但未检出。b、锡液未达到正常工作温度，焊点间有“锡丝”搭桥。c、焊点间有细微锡珠搭桥。d、发生了连焊即架桥。2） pcb的问题：如：pcb本身阻焊膜脱落造成短路八、烟大，味大： 1.flux本身的问题a、树脂：如果用普通树脂烟气较大b、溶剂：这里指flux所用溶剂的气味或刺激性气味可能较大c、活化剂：烟雾大、且有刺激性气味2.排风系统不完善九、飞溅、锡珠：1）工 艺a、 预热温度低（flux溶剂未完全挥发）b、走板速度快未达到预热效果c、链条倾角不好，锡液与pcb间有气泡，气泡爆裂后产生锡珠d、手浸锡时操作方法不当e、工作环境潮湿2）p c b板的问题a、板面潮湿，未经完全预热，或有水分产生b、pcb跑气的孔设计不合理，造成pcb与锡液间窝气c、pcb设计不合理，零件脚太密集造成窝气十、上锡不好，焊点不饱满 1.使用的是双波峰工艺，一次过锡时flux中的有效分已完全挥发 2.走板速度过慢，使预热温度过高 3.flux涂布的不均匀。 4.焊盘,元器件脚氧化严重，造成吃锡不良 5.flux涂布太少；未能使pcb焊盘及组件脚完全浸润 6.pcb设计不合理；造成元器件在pcb上的排布不合理，影响了部分元器件的上锡 十一、flux发泡不好 1.flux的选型不对 2.发泡管孔过大或发泡槽的发泡区域过大 3.气泵气压太低 4.发泡管有管孔漏气或堵塞气孔的状况,造成发泡不均匀 5.稀释剂添加过多 十二、发泡太好 1.气压太高 2.发泡区域太小 3.助焊槽中flux