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助焊劑

日期:2016-10-21 / 人氣: / 來源:www.bcreader.com

助焊劑的作用

助焊劑是裝聯工藝中不可缺少的工藝材料,對保證焊接質量起著非常重要的作用。

1. 去除被焊金屬表面的氧化物;

2. 防止焊接時焊料和被焊表面的再氧化;

3. 降低焊料的表面張力,增強潤濕性;

4. 有利于熱量傳遞到焊接區。

助焊劑的分類

助焊劑的分類有多種,如按助焊劑的形態可分為液態助焊劑、固態助焊劑和膏狀助焊劑;

按助焊劑活性的大小可分為未活化(R型)、中度活化(RMA型)和活化(RA型)三類;

按助焊劑的主要化學成分可分為樹脂型、有機型和無機型三類。

從使用的角度,傾向于先按助焊劑的殘留物溶解性能進行分類,然后再按活性大小、活性劑種類進行細分,以利選型和工藝操作。

助焊劑類型
助焊劑類型 脂溶性
有機溶劑清洗
低活性(R)
中等活性(RMA)
全活性(RA)
水溶性
用水清洗
無機酸及鹽類
有機酸及鹽類
有機胺及鹽類
免清洗 有機溶劑類
無揮發性有機化合物類(VOC)

1. 無機型助焊劑

主要成分為無機鹽和無機酸。其特點是活性和腐蝕性較大,能夠用水清洗。由于其焊后殘留物有很強的吸濕性和腐蝕性,焊后必須清洗干凈、徹底。因此,在SMT工藝中一般很少使用。

2. 有機型助焊劑

主要成分由除松香或樹脂外的有機材料組成,包括有機酸、有機胺、有機鹵化物等。與無機型助焊劑相比,其活性較弱,但具有活化時間短、加熱迅速分解,殘留物基本上呈惰性、吸濕性小的特點,經常在SMT工藝中使用,殘留物可用溶劑或水清洗。

樹脂型、松香型助焊劑都屬于有機型助焊劑類,由于它的重要性,把它們單列出來。前者的主要成分為除松香外的天然樹脂或合成樹脂,后者為天然松香樹脂。它們的助焊性能好,而樹脂可起到成膜劑的作用,焊后殘留物能形成一層致密的保護涂層,對焊接表面能起到一定的保護作用。
助焊劑分類

助焊劑的主要成分

助焊劑一般由活化劑、成膜劑、添加劑和溶劑組成。

1. 活化劑

活化劑是為提高助焊能力而添加的活性物質,它對助焊劑凈化焊料與被焊件表面起重要作用,是助焊劑的有效成分。

助焊劑的活性是指它與焊料和被焊件表面氧化物等起化學反應的能力,從另外一個角度看,就是清潔金屬表面和增強潤濕性的能力。潤濕性強則助焊劑的擴展率高,可焊性就好。在助焊劑中活化劑的添加量較少,通常為1%~5%,若為含氯的化合物,其氯含量應該控制在0.2%以內。

有機型助焊劑通常使用有機酸、有機胺作為活化劑。

2. 成膜劑

助焊劑中加入成膜劑,能在焊后形成一層致密的有機膜,保護焊點和基板,使其具有防腐蝕性和優良的電絕緣性。在實際焊接過程中,成膜劑作為載體,攜帶活性劑向焊盤周圍擴散,協助活性劑提高上錫能力,同時也會起到阻止焊料及被焊金屬再次氧化的作用。

常用的成膜物質有天然樹脂、合成樹脂以及部分有機化合物,如松香及改性松香、酚醛樹脂、丙烯酸樹脂、改性環氧樹脂、聚乙二醇等。一般加入量為10%~20%。

3. 添加劑

添加劑是為了適應焊接工藝和工藝環境的需要而加入的具有特殊物理和化學性能的物質。由于工藝條件和對助焊劑本身的要求不同,添加劑的種類及加入量也不同。常用的添加劑有:PH調節劑、潤濕劑、消光劑、光亮劑、緩蝕劑、發泡劑、阻燃劑等。

4. 溶劑

波峰焊使用的是液態助焊劑,為此必須將助焊劑組成中的固體或液體成分溶解在溶劑里,使之成為均相溶液。用作助焊劑的溶劑應滿足以下條件。

a. 對助焊劑中固體或液體成分均具有良好的溶解性;

b. 常溫下揮發適中,在焊接溫度下迅速揮發;

c. 氣味小、毒性小。

目前,國內外助焊劑中大多采用低級脂肪醇,如乙醇(沸點為78℃)、異丙醇(沸點為82.4℃)。

助焊劑怎么選用

助焊劑的選用主要考慮以下兩個方面。

1. 助焊劑的效力(潤濕能力、傳熱能力、清潔表面能力);

2. 助焊劑的腐蝕性。

理想的助焊劑應該是高效力、低腐蝕性。然而,助焊劑的效力與助焊劑的腐蝕性是兩個彼此對立的指標,助焊劑的效力(活性)越高,它的腐蝕性就越大;反過來,也一樣。因此,助焊劑的活性只能在一定的范圍內選擇。其次,還需要考慮與工藝的配合性,如與焊接溫度的適應性、與焊接時間的匹配性、焊后是否要清洗。

助焊劑質量要求

1. 助焊劑效力要求

a. 潤濕時間(Wt)小于2.0s;

b. 最大潤濕力Fmax應大于最小可接受要求,即150μN/mm;

c. 至少有95%的表面區域浸潤。

2. 助焊劑殘留控制要求

a. 離子污染度的測試。

1級:離子污染物含量≤1.5μgNaCI/cm2,被認為PCBA無污染,清洗質量高;

2級:離子污染物含量1.5~5.0μgNaCI/cm2,被認為清洗質量高;

3級:離子污染物含量5.0~10.0μgNaCI/cm2,被認為清洗質量符合要求;

4級:離子污染物含量≥10.0μgNaCI/cm2,被認為清洗不干凈;

我國《免洗類液態助焊劑技術條件(試行稿)》,將離子污染程度分為三個等級,即

1級:離子污染物含量≤1.5μgNaCI/cm2盈发彩票|官网登录,被認為殘留非常少;

2級:離子污染物含量1.5~3.0μgNaCI/cm2,被認為質量比較高;

3級:離子污染物含量>3.0~5.0μgNaCI/cm2盈发彩票|官网登录,被認為質量符合要求;

b. 表面絕緣電阻(SIR)測試。

傳統助焊劑的表面絕緣電阻(SIR)的測試,一般采用IPC-SF-818標準的測試方法。在85℃、85%RH、100VDC條件下連續進行7天的測試,要求表面絕緣電阻>108Ω。

3. 外觀要求

波峰焊后盈发彩票|官网登录,PCB表面不應該有明顯的、可見的殘留物。如果存在明顯的可見白色霧狀暈斑/圈盈发彩票|官网登录,應該調整助焊劑的噴涂量,或增加或減少。另外,一些條件也對殘留物產生影響,如雙波峰焊接殘留物比單波峰明顯些盈发彩票|官网登录、深色的PCB(阻助焊劑顏色)比淺色的PCB殘留物明顯些。

助焊劑使用須知

1. 助焊劑怎么清洗

根據應用,除低活性的松香助焊劑和免洗助焊劑外,一般都需要清洗盈发彩票|官网登录。

免洗助焊劑盈发彩票|官网登录,為了使其在不清洗的條件下殘留物的腐蝕性也滿足要求,它一般使用兩類活化劑:一類是室溫下無活性,在焊接溫度下才具有活性;一類是在室溫下有活性,但在焊接溫度下能夠揮發、升華、分解或轉化盈发彩票|官网登录,留在PCBA上的殘留物沒有腐蝕性。在手工焊接條件下,總有部分助焊劑沒有完全分解,其殘留物具有腐蝕性盈发彩票|官网登录,因此對可靠性要求比較高的產品,手工焊接時,即使是免洗助焊劑也需要清洗。

2. 不同工藝對助焊劑的要求

免洗助焊劑相對于樹脂型助焊劑和水溶性助焊劑盈发彩票|官网登录,應該適當延長預熱時間盈发彩票|官网登录,嚴格控制焊接溫度盈发彩票|官网登录,使活化劑充分發揮作用和分解轉化。助焊劑的涂敷方法是噴霧型還是發泡型盈发彩票|官网登录、焊接時間是長還是短,都需要考慮。

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作者:PCBA加工


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