助焊剂FLUX介绍.ppt

FoxconnTechnologyGroup SMTTechnologyDevelopmentCommittee SMTTechnologyCenterSMT技術中心 Flux介紹 目錄 助焊劑的作用助焊劑的工作原理助焊劑的要求助焊劑的分類助焊劑的組成 助焊剂的作用 焊接工序 预热 焊料开始熔化 焊料合金形成 焊点形成 焊料固化作用 辅助热传導 去除氧化物 降低表面张力 防止再氧化说明 溶剂蒸发 受热 焊剂覆盖在基材和焊料表面 使传热均匀 放出活化剂与基材表面的离子状态的氧化物反应 去除氧化膜 使熔融焊料表面张力小 润湿良好 覆盖在高温焊料表面 控制氧化改善焊点质量 助焊剂的作用 助焊劑之作用 清潔表面 隔離空氣 降低焊錫表面張力 增進金屬表面的潤錫能力及擴散能力 助焊剂的作用 1 溶解被焊母材表面的氧化膜在大气中 被焊母材表面总是被氧化膜覆盖着 其厚度大约为2 10 9 2 10 8m 在焊接时 氧化膜必然会阻止焊料对母材的润湿 焊接就不能正常进行 因此必须在母材表面涂敷助焊剂 使母材表面的氧化物还原 从而达到消除氧化膜的目的 2 防止被焊母材的再氧化母材在焊接过程中需要加热 高温时金属表面会加速氧化 因此液态助焊剂覆盖在母材和焊料的表面可防止它们氧化 助焊剂的作用 3 降低熔融焊料的表面张力熔融焊料表面具有一定的张力 就像雨水落在荷叶上 由于液体的表面张力会立即聚结成圆珠状的水滴 熔融焊料的表面张力会阻止其向母材表面漫流 影响润湿的正常进行 当助焊剂覆盖在熔融焊料的表面时 可降低液态焊料的表面张力 使润湿性能明显得到提高 助焊剂的作用 助焊劑的工作原理 就是在整个焊接过程中 助焊剂通过自身的活性物质作用 去除焊接材质表面的氧化层 同时使锡液及被焊材质之间的表面张力减小 增强锡液流动 浸润的性能 帮助焊接完成 所以它的名字叫 助焊剂 助焊劑的工作原理 如果要对助焊剂工作原理进行一个全面分析 那就是通过助焊剂中活化物质对焊接材质表面的氧化物进行清理 使焊料合金能够很好地与被焊接材质结合并形成焊点 在这个过程中 起到主要作用的是助焊剂中的活化剂等物质 这些物质能够迅速地去除焊盘及元件管脚的氧化物 并且有时还能保护被焊材质在焊接完成之前不再氧化 助焊劑的工作原理 另外 在去除氧化膜的同时 助焊剂中的表面活性剂也开始工作 它能够显著降低液态焊料在被焊材质表面所体现出来的表面张力 使液态焊料的流动性及铺展能力加强 并保证锡焊料能渗透至每一个细微的钎焊缝隙 在锡炉焊接工艺中 当被焊接体离开锡液表面的一瞬间 因为助焊剂的润湿作用 多余的锡焊料会顺着管脚流下 从而避免了拉尖 连焊等不良现象 助焊劑的工作原理 助焊剂的要求 助焊剂的要求具一定的化学活性具有良好的热稳定性具有良好的润湿性对焊料的扩展具有促进作用留存于基板的焊剂残渣 对基板无腐蚀性具有良好的清洗性氯的含有量在0 2 W W 以下 助焊剂应具备的性能 1 助焊剂应有适当的活性温度范围 在焊料熔化前开始起作用 在施焊过程中较好地发挥清除氧化膜 降低液态焊料表面张力的作用 焊剂的熔点应低于焊料的熔点 但不易相差过大 2 助焊剂应有良好的热稳定性 一般热稳定温度不小于100 助焊剂的要求 助焊剂应具备的性能 3 助焊剂的密度应小于液态焊料的密度 这样助焊剂才能均匀地在被焊金属表面铺展 呈薄膜状覆盖在焊料和被焊金属表面 有效地隔绝空气 促进焊料对母材的润湿 4 助焊剂的残留物不应有腐蚀性且容易清洗 不应析出有毒 有害气体 要有符合电子工业规定的水溶性电阻和绝缘电阻 不吸潮 不产生霉菌 化学性能稳定 易于贮藏 助焊剂的要求 助焊劑的分類 无机系列助焊劑有机系列助焊劑树脂系列助焊劑 助焊剂的种类繁多 一般可分为 助焊劑的分類 1 无机系列助焊剂无机系列助焊剂的化学作用强 助焊性能非常好 但腐蚀作用大 属于酸性焊剂 因为它溶解于水 故又称为水溶性助焊剂 它包括无机酸和无机盐兩类 含有无机酸的助焊剂的主要成分是盐酸 氢氟酸等 含有无机盐的助焊剂的主要成分是氯化锌 氯化铵等 它们使用后必须立即进行非常严格的清洗 因为任何残留在被焊件上的卤化物都会引起严重的腐蚀 这种助焊剂通常只用于非电子产品的焊接 在电子设备的装联中严禁使用这类无机系列的助焊剂 2 有机系列助焊剂有机系列助焊剂的助焊作用介于无机系列助焊剂和树脂系列助焊剂之间 它也属于酸性 水溶性焊剂 含有有机酸的水溶性焊剂以乳酸 柠檬酸为基础 由于它的焊接残留物可以在被焊物上保留一段时间而无严重腐蚀 因此可以用在电子设备的装联中 但一般不用在SMT的焊膏中 因为它没有松香焊剂的粘稠性 起防止贴片元器件移动的作用 若使用失當易造成過度的腐蝕 故在使用上多采清洗作業 以減低腐蝕程度 此類代表有機酸 organicacids OA 鹵素和胺及氨基化合物等 助焊劑的分類 助焊劑的分類 3 树脂系列助焊剂在电子产品的焊接中使用比例最大的是松香树脂型助焊剂 由于它只能溶解于有机溶剂 故又称为有机溶剂助焊剂 其主要成分是松香 松香在固态时呈非活性 只有液态时才呈活性 其熔点为127 活性可以持续到315 锡焊的最佳温度为240 250 所以正处于松香的活性温度范围内 且它的焊接残留物不存在腐蚀问题 这些特性使松香为非腐蚀性焊剂而被广泛应用于电子设备的焊接中 松香助焊剂有液态 糊状和固态 种形态 固态的助焊剂适用于烙铁焊 液态和糊状的助焊剂分别适用于波峰焊和再流焊 在实际使用中发现 松香为单体时 化学活性较弱 对促进焊料的润湿往往不够充分 因此需要添加少量的活性剂 用以提高它的活性 松香系列焊剂根据有无添加活性剂和化学活性的强弱 被分为非活性化松香 弱活性化松香 活性化松香和超活性化松香 种 美国MIL标准中分别称为R RMA RA RSA 助焊劑的分類 非活性化松香 R 它是由纯松香溶解在合适的溶剂 如异丙醇 乙醇等 中组成 其中没有活性剂 消除氧化膜的能力有限 所以要求被焊件具有非常好的可焊性 通常应用在一些使用中绝对不允许有腐蚀危险存在的电路中 如植入心脏的起搏器等 助焊劑的分類 弱活性化松香 RMA 这类助焊剂中添加的活性剂有乳酸 柠檬酸 硬脂酸等有机酸以及盐基性有机化合物 添加这些弱活性剂后 能够促进润湿的进行 但母材上的残留物仍然不具有腐蚀性 除了具有高可靠性的航空 航天产品或细间距的表面安装产品需要清洗外 一般民用消费类产品 如收录机 电视机等 均不需设立清洗工序 在采用弱活性化松香时 对被焊件的可焊性也有严格的要求 助焊劑的分類 活性化松香 RA 及超活性化松香 RSA 在活性化松香助焊剂中 添加的强活性剂有盐酸苯胺 盐酸联氨等盐基性有机化合物 这种助焊剂的活性是明显提高了 但焊接后残留物中氯离子的腐蚀变成不可忽视的问题 所以 在电子产品的装联中一般很少应用 随着活性剂的改进 已开发了在焊接温度下能将残渣分解为非腐蚀性物质的活性剂 这些大多数是有机化化合物的衍生物 助焊劑的分類 1 固化物 Solids 包括松香 松香油等具黏滯性 略具清潔被焊金屬之效能 且可阻隔空氣 防止被焊高溫下之氧化 焊接能力防止塌陷黏滯力殘留物之顏色印刷能力ICT測試能力 ROSIN之職責 助焊劑的組成 2 活性劑 Activators 包括鹵素及有機酸 具有強力清潔金屬表面之能力 其腐蝕性亦強 活化強度信賴度保存期限 ACTIVATORS之職責 助焊劑的組成 3 溶劑 Solvents 包括乙醇 水等 可降低前二者之含量百分比 使其作用易於掌控 同時有助於助焊劑溫度之降低 在使用時涂布更