助焊剂的简介(精选PPT)

助焊剂简介 优诺电子焊接材料有限公司 1 简介内容 1 助焊剂定义及作用2 助焊剂分类3 助焊剂相关知识4 助焊剂的选择5 焊接不良的分析6 公司助焊剂简介7 助焊剂的测试方法简介 2 助焊剂的定义及作用 在焊接领域里众所周知一个道理 几乎所有的金属暴露于空气中就会立刻氧化 此氧化物会阻碍润湿 阻碍焊接 因此 需要一些方法来去除此氧化物 且不会形成再次氧化 我们可以在真空中清洗金属和焊接 但是 这不是很实际的方法 有一些材料可以去除氧化物且盖住金属表面使氧化物不再形成 这就是助焊剂 它是焊接工程必要的材料 它们尚需具备其他的特性 如耐焊接温度 自由流动和不阻碍焊锡的流动 理想上 它们也不攻击焊点上的金属或四周的材料 而且也必须易于被去除 助焊剂 FLUX 这个字是来自拉丁文 是 流动 的意思 但在此处它的作用不只是帮助流动 还具有其它的作用 助焊剂是一种具有化学及物理活性的物质 能够除去被焊金属表面的氧化物或其他形成的表面膜层以及焊锡本身外表上所形成的氧化物 为达到被焊表面能够沾锡及焊牢的目的 助焊剂的功用还可保护金属表面 使在焊接的高温环境中而不再被氧化 第三个功能就是减少熔锡的表面张力 Surfacetension 以及促进焊锡的分散和流动等 助焊剂对被焊表面的涂布方法有传统波焊中的泡沫式 波流式 喷射式及表面沾浸式的涂布方法 在预热过程中 多种助焊剂在得到热能的协助后 皆能充满活力而得以对各种金属外表执行清洁的任务 因此 助焊剂本身在各种涂布焊接工程学上 除清洁作用外 还有润焊湿润 摭散性 助焊剂活性 热稳定性 化学活性等 3 助焊剂分类 用于焊接制程的助焊剂可分为三种基本的型式 每一种分类的特性皆与其助焊剂或助焊剂残渣之腐蚀性或导电性有关 L 表示助焊剂本身或助焊剂残渣皆为低度活性者M 表示助焊剂本身或F染残渣为中度活性者H 表示助焊剂本身或助焊剂残渣为高度活性者若是含有松香的助焊剂 则在L M H代字后加上 R 4 J STD 004焊剂活性分类的测试要求 5 助焊剂活性度分类 6 J STD 004 对于J STD 004而言 没有不合格的助焊剂产品 仅仅类别不同而已 J STD 004将所有的焊剂分成24个类别 涵盖了目前所有的焊剂类型 该标准根据助焊剂的主要组成材料将其四大类 松香型 Rosin RO 树脂型 Resin RE 有机酸型 organic OR 无机酸型 Inorganic IN 括号中的缩写字母代号 其次 根据铜镜试验的结果将焊剂的活性成分水平划分为三级 L 表示助焊剂或是助焊剂的残留的活性低或无活性低 M 表示助焊剂或是助焊剂残留活性中性 H 表示助焊剂或助焊剂的残留活性高 7 助焊剂分类 8 电子组装品分级 第一级 消费性产品Class1 ConsumerProducts此级包含关键用途的产品着重在可靠性及成本效益 而其使用寿命之延续并非主要目的所在 其产品的实例多在一般性消费用途上 第二级 一般工业级Class2 Generalindustriae此级含有高性能的商用工业级产品 对使用的延续已有所要求 对不间断执行事务的能力要求 则非关键所在 第三级 高可靠度Class3 HightReliability此级的设备产品及持续性的性能则为关键所在 任何设备发生停机时 都将无法容忍 或及设备是用维持生命者皆属此级 9 各级组装板之试验条件 10 助焊剂型式之简字码说明 表示已做绝缘电阻试验且已及格者X 表示已清洗或未清洗之组装品 及绝缘电阻试验不及格者LRIN 表示配方为松香基之助焊剂 其助焊剂及残渣皆为低活性者 其未清洗之试样也能过Class1在SIR上的各项要求 MZCN 表示助焊剂及其残渣皆已具中度之活性 其已清洗或未清洗的试样M X 表示助焊剂或助焊剂具有中度活性 其各级产品之已清洗或未清洗试样 皆无法通过STR上的各项要求 11 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 如使用氯气做助焊剂 如温度是一定的 反应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 600OF 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 将助焊剂活性钝化以防止腐蚀现象 但在应用上要特别注意受热时间与温度 以确保活性钝化 12 润湿能力 为了能清理基材表面的氧化层 助焊剂要能对基材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 增加其摭散性 13 扩散性 助焊剂在焊接过程中应有助于焊锡扩散的能力 摭散与润湿都是帮助焊点的角度改变以形成优良焊点 通常扩散率 Spreadfactor 可用来作助焊剂的强弱指标 14 化学活性 要达到一个好的焊点 被焊物必须要在一个完全无氧化层的表面 但金属一旦暴露于空气中会生成氧化层 这种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 才可以与焊锡接合 助焊剂与被氧化物的化学反应有几种 1 是相互起化学作用形成第三种物质 2 氧化物直接被助焊剂剥离 3 上述二种反应并存 松香助焊剂去除氧化层 即是第一种反应 松香主要成份为松香酸 Abi eticacid 和异构双萜酸 lsomericditerpeneacids 当助焊剂加热后与氧化铜反应 形成铜松香 Copperabiet 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 氧化物暴露在氢氧中的反应 即是典型的第二种反应 在高温下氢与氧反应成水 减少氧化物 这种方式常用在半导体零件的焊接上 几乎所用的有机酸或无机酸都有能力去除氧化物 但大部分由于安全性的考虑都不能用来焊锡 助焊剂除了去除氧化物的功能外 还有其他功能 这些功能是在焊锡作业时 必须考虑的 15 热稳定性 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 Decomposition 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 左右分解 此应特别注意 16 焊接不良原因分析 一 17 焊接不良原因分析 一 18 焊接不良原因分析 二 19 焊接不良原因分析 三 20 焊接不良原因分析 四 21 焊接不良原因分析 五 22 焊接不良原因分析 六 23 焊接不良原因分析 七 焊料疏松无光泽 开孔 24 焊接不良原因分析 八 引线局部不润湿 25 焊接不良原因分析 九 26 助焊劑外觀的測定 目視檢測成品外觀應均勻一致 透明 無沉淀 分層現象 無異物 27 助焊剂的组成 助焊剂组成 松香有机酸酸表面活性剂其它添加剂载体溶剂 28 助焊劑固体含量的測定 重量分析法JIS 3197 原理將已稱重的助焊劑樣品先後在水浴及烘箱中除去揮發性物質 冷卻後再稱重 助焊劑的固体含量由以上所得到的數值計算而得 步骤 將燒杯放入恒溫110 2 的烘箱中烘乾 放入乾燥器中 冷卻至室溫 稱重 精確至0 001g 重复以上操作直至燒杯恒重 兩次稱量相差不超過0 005g 移取足量的樣品 確保含有0 5 1g的不揮發物質 入燒杯 稱重 精確至0 001g 稱重過程中防止揮發性物質散失 在水浴上加熱燒杯 蒸發掉大量揮發性物質 若樣品為固態 則省去此初步加熱過程 將樣皿放入110 2 烘箱中烘3小時 取出後在乾燥器中冷卻至室溫稱重 精確至0 001g 計算助焊劑中固体物質百分含量計算如下式 100 xM2 M1其中 M2 乾燥後殘餘物質量 g M1 稱取的樣品重量 g 29 助焊剂比重测定 用数字比重计直接测试GB T4472 84 30 助焊剂水萃取物电导度的测定J STD 004 步骤 将烧杯用含有洗涤剂的热水清洗 放自来水冲洗几次後 用蒸馏水洗至少5次 控乾 在烧杯中分别加入0 1mL样品和50ml蒸馏水 电导仪经蒸馏水撤底清洗后浸入烧杯搅匀读数 所有蒸馏水的电导度不应大于2 s cm 否则即表示被离子性物质所污染 实验需重做 水萃取液电导度以 s cm表示 31 卤化物的定性测定IPC TM 650 2 3 33 适用于 助焊剂中氯化物和溴化物与试纸上的铬酸色彩作用而使其变色 从而检出是否有氯化物和溴化物的存在 高于0 07 该法适于液态助焊剂 助焊剂萃取液及焊锡膏的测定 判断 小心检视试纸的变色情形 如试纸上出现圆形的白色或淡黄色征象时 即表示助焊剂中已存有氯化物或溴化物 某些化学品如游离卤化物之胺类 氰胺类及異氰胺类等 都会造成试验不及格的假象 并应小心避免某些酸类也会形成假象 此时需另以pH试纸检查变色处的pH值 若其pH值低于3时 还需再用别的方法去分析氯化物及溴化物 32 卤化物含量的测定IPC TM 6502 3 35 原理 用水萃取助焊剂中的卤化物 然後用硝酸银进行滴定 卤化物含量以助焊剂中氯化物的百分含量来表示步骤 A 移取约20g液态助焊剂于125ml分液漏斗中 B 加25ml氯仿于漏斗并混合均匀 C 加20ml蒸馏水并摇动10秒钟 D 静置分层後将氯仿层放至烧杯中 E 把水层移入锥形瓶 F 按上述操作再萃取两次 G 将萃取液加热 不超过80 冷却至室温 加数滴0 1 的酚汰指示剂 H 用1N的NaOH溶液滴至溶液变红 然後滴加0 2N的HNO3溶液至红色消失 I 然後加0 1M的K2Cr2O7溶液 用0 1NAgNO3标准溶液滴定至红褐色为终点 结果计算 卤化物含量 3 55VN MV AgNO3耗量 ml N AgNO3浓度 N M 称样量 g 33 pH值的测定 移取5ml样品放入装有45ml蒸馏水的高形烧杯中混匀 用pH计测定pH值 34 酸价的测定 IPC TM 6502 3 13 原理 助焊剂的酸价可通过KOH 乙醇溶液滴定经计算而得 酸价以mgKOH g表示 步骤 称取2 5g样品 精确到0 001g 于250ml锥瓶中 加入25ml異丙醇75 体积 与去离子水25 体积 的混合液 滴数滴酚酞指示剂于锥瓶中 用KOH 乙醇标液进行滴定 直至淡紫色终点 保持15秒钟不消失 同时做空白 结果计算 试样酸价mgKOH g 56 1C V V0 M其中 C KOH当量浓度V 滴定消耗KOH ml V0 空白滴定消耗KOH体积 ml M 称取的样品重 g 35 沸點的檢測 GB T225 7 取約40ml試樣於100ml燒杯中 确保温度计水雏球顶部低於液面5mm 放幾粒沸石於燒杯中 用电炉或酒精加热 将温度计插入试液中 注意不要让水银球接触杯底 當溶液臨近沸騰時 開始進行讀數 溶液開始沸騰後 且讀數已穩定時 記錄下此刻的溫度 該溫度即為檢測沸點 36 銅境測試 IPC TM 650 2 3 32 1987 12 REV B 原理 通過比較液態助焊劑或焊錫膏与標准助焊劑對銅鏡的作用效果來評定其腐蝕性 銅鏡的處理通常實驗前銅鏡并不需要清洗 只有在結果有爭議時 才將銅鏡浸入EDTA溶液進行清洗 以除去銅面氧化物 用純水沖洗后 浸入無水乙醇 再用干燥無油的空气吹干 在干淨的銅面上滴一滴標准助焊劑溶液 若待測之助焊劑為焊錫膏形式時 則在銅面上小心均勻地鋪上一層焊錫膏 其直徑為8mm 厚度為0 25mm 約10ml 然后將備妥的試片水平置于無塵的溫濕箱內 放置24 0 5小時 然后 取出試片浸在清洁的异丙醇中洗去各种助焊劑試樣 結果分析小心檢查各試片上銅面可能被蝕去的痕跡 如有任何銅面被蝕透 從玻璃看透到背面時 即表示助焊劑腐蝕性太強而不及格 若標准助焊劑也不及格時 則試驗失敗需重做 若只在銅表面發生反應而出現變色情形 或銅厚度只部分受損而未穿透時 則仍算及格 有些化學品也會造成銅面蝕透 如游离鹵素 強酸 無机酸及游离胺類等 不可使之接触到試驗的銅面 37 表面绝缘阻抗的测定GB JIS 3197 原理 通过对电路在恒温恒温环境表面绝缘阻抗变化的测定来确定助焊剂的特性 分别将0 3ml焊剂试样均匀滴加在按5 11 4 1制备的三块试件上 并在235 5 的焊料槽