助焊剂的四大功能

1、助焊剂的四大功能助焊剂(FLUX)这个字来源于拉丁文 流动”(Flow in soldering ) 的意思，但在此它的作用不只是帮助流动，还有其他功能。助焊剂的主要功能有：1、清除焊接金属表面的氧化膜；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3、降低焊锡的表面张力，增加其扩散能力；4、焊接的瞬间，可以让熔融状的焊锡取代，顺利完成焊接。助焊剂的特性1、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

2、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

3、应成水， 减少氧化物， 这种方式长用在半导体零件的焊 接上。几乎所有的有机酸或无机酸都有能力去除氧化物， 但大部分都不 能用来焊锡，助焊剂被使用除了去除氧化物的功能外， 还有其他功能， 这些功能是焊锡作业时，必不可免考虑的。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 C左右会分解， 此应特别注意。3、助焊剂在不同温度下的活性好的助焊剂不只是要求热稳

4、定性，在不同温度下的活性亦应考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 C) 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。4、润湿能力( Wetting P

5、ower )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。5、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。助焊剂常见状况与分析2003-7-9 阅读 108 次一、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

6、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

7、，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，

8、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、

9、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

10、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 添加过多 4.未及时添加稀释剂 ,造成 FLUX 浓度过高十三、 FLUX 的颜色 有些无透明的 FLUX 中添加了少许感光型添加剂， 此类添加剂遇光后变色， 但不影响 FLUX 的 焊接效果及性能；十四、 PCB 阻焊膜脱落、剥离或起泡1、80% 以上的原因是 PCB 制造过程中出的问题A、清洗不干净B、劣质阻焊膜C 、 PCB 板材与阻焊膜不匹配D 、钻孔中有脏东西进入阻焊膜E 、热风整平时过锡次数太多2、锡液温度或预热温度过高3、焊接时次数过多 4 、手浸锡操作时， PCB 在锡液表面停留时间过长

11、免清洗助焊剂的可靠性评价摘 要：论述了免清洗焊剂可靠性检测问题，并在试验的基础上 做了比较和分析。提出了评价免清洗焊剂可靠性的必要性。关键词：免清洗助焊剂；可靠性评价；试验方法中图分类号：TG4 2 文献标识码：E 文章编号：1001-3474(2001)04-0155-02 免清洗助焊剂是随电子工业发展及环境保护的需要而产生的一种新型焊剂。它在解决不使用CFC类清洗溶剂减少环境污染方面和 解决因细间隙、高密度元器件组装带来的清洗困难和元器件与清洗剂 之间的相容问题方面具有重要的意义。 从9 0年代初开始，免清洗助 焊剂在电子工业领域里的电子元器件与印制板的焊接生产中广泛应 用。但是，随着高密

12、度、轻量化、微型化、高性能化的电子产品应用 范围日益扩大，应用环境日益复杂，对产品的可靠性要求越来越高， 相应地对于免清洗助焊剂在可靠性方面提出了更高的要求。 本文在实 验的基础上对使用免清洗助焊剂焊后基板测试情况加以解析， 论述了 评价免清洗助焊剂可靠性的必要性。免清洗助焊剂焊后残留物的影响及微观机理作为免清洗助焊剂必须具备以下几个条件：（1）焊后残留物最少；（2 ）焊后残留物在温度、湿度下保持惰性且无腐蚀；（3 ）焊后残 留物应有高的绝缘电阻值。 所谓焊后残留物， 即助焊剂中的焊后不挥 发成分和残留的活性成分以及焊后反应生成的金属氧化物等。 从物理 学的角度看，这种反应生成物和残留物质有可

13、能是各向同性电介质。 对于此种电介质的分子可分为两类； 一类为无极分子， 另一类为有极 分子。对于无极分于构成的电介质，外电场越强，产生的诱导偶极矩 越大，表面极化电荷就越多，电介质的极化就越强。对于有极分子构 成的电介质来说， 产生极化的过程与上述有所不同。 虽然每一个分子 都有一定的固有偶极矩， 但在没有外电场的情况下， 由于分子都作杂 乱无章的热运动，所以对外不呈现电性。但是，在外电场的作用下， 每一个分子都受到一电场力矩的作用， 在此力矩的作用下， 分子偶极 短将转向外电场的方向。 对于整个电介质来说， 在垂直于电场方向的 两表面上，也还是有极化电荷的产生。综上所述，虽然不同的电介质

14、极化的微观机理不尽相同， 但是在宏观上都表现为在电介质表面上出 现面极化电荷或在电介质内部出现体极化电荷， 即产生极化现象。 这 种极化现象是免清洗助焊剂焊后残留物产生绝缘劣化和腐蚀发生的 根本原因。此外，高温高湿也会加剧极化现象。目前市场上常见的免清洗助焊剂虽然固体含量低， 配制时将其活 性成分的腐蚀性降为最小， 但并不能完全排除焊后印制板上留有电介 质残留物。因此长时间的潮热条件下工作的电路板， 线路间在电场作 用下台发生绝缘劣化及腐蚀现象。可靠性评价试验目前国内最常用的可靠性评价试验为表面绝缘电阻试验。 试验方 法如下：试验时用规定的材质的梳型电极或环型电极， 均匀地涂覆定 量的焊剂，在

15、约8 5 C的温度下干燥3 0mi n作为试片。先在常 态下测定上述试片的绝缘电阻，然后将试片置于温度为4 0C士2 C ,湿度约9 0%的恒温恒湿箱中， 保持96h后取出，再放入用在2 0 CC温度下的特级酒石酸钠的饱和溶液调节湿度9 0%的干燥器中，在lh内取出，然后在标准状态下，使用绝缘电阻测 定器测定表面绝缘电阻。用这个常规的试验方法能否准确地评价免清洗助焊剂的可靠性 呢？根据资料可知国外对于免清洗助焊剂的表面绝缘电阻要求较高， 一般要求做加偏置电压、长时间潮热试验。观察焊后焊剂残留物对表 面绝缘电阻的时效影响，以此来衡量免清洗助焊剂的可靠性。 通过以 下一系列试验可以说明一些问题。2

16、.1试验方法试验使用梳型电极如图1所示。将梳形电极用酒精清洗干净并充 分干燥，在上面涂覆一定量的免清洗助焊剂，干燥后将其放入温度为 2 3 5 C炉中，时间5s,制成试样。然后将试样放入恒温恒湿箱 内 温度4 0 C2 C，湿度9 5%RH,外加偏置电压10 0V。在96h、150h、200h、500 h时从恒温恒湿箱内取出试 样lh 为了使其充分干燥所需的时间后,在测定电压为5V时分 别测定试样的绝缘电阻值。测定后迅速放回恒温湿箱内继续试验。 试 样数：n = 6。2.2测试结果采用上述试验方法，对3种免清洗助焊剂进行了测试。表1中列 出三种免清洗助焊剂所对应的表面绝缘电阻平均值。从表1中可

17、看出3种免清洗助焊剂的表面绝缘电阻值在9 6 2OOh之间无明显变化。但在3 0 0 h后出现下降趋势， 且随着时间 延长下降趋势明显加快。表13种清洗助焊剂的绝缘电阻值时间t/hSIRR/ Q961502003005001#2221.41.22#3.33.3321.53#3.43.43.22.52表2说明了免清洗助焊剂表面状况在加电压潮热试验后也发生了变化。而且随着时间加长，试样表面状况均有不同程度的变化。其中3#试样出现明显的腐蚀现象，试样表面布满绿斑且试样铜线锈蚀变细。图2、图3、图4所示为潮热试验5 0 0 h后试样的表面状况。时间t/h表面状况1#2#3 #96铜线无变色铜线无变色铜线无变色-150铜线色加深绿色锈斑出现铜线略有发乌200无变化绿斑变大无变化从图2、图3可以看出经5 0 0 h恒温恒湿、 加偏置电压试验后1#2#试样表面状况没有大的变化。但是，从图4中可以看