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1、助焊剂产品的基本知识助焊剂产品的基本知识一.表面贴装用助焊剂的要求 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. 二.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:辅助热传异/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.三.助焊剂的物理特性助焊剂的
2、物理特性主要是指与焊接性能相关的溶点,沸点,软化点,玻化温度,蒸气 压, 表面张力,粘度,混合性等.四.助焊剂残渣产生的不良与对策助焊剂残渣会造成的问题 对基板有一定的腐蚀性 降低电导性,产生迁移或短路 非导电性的固形物如侵入元件接触部会引起接合不良 树脂残留过多,粘连灰尘及杂物 影响产品的使用可靠性 使用理由及对策 选用合适的助焊剂,其活化剂活性适中 使用焊后可形成保护膜的助焊剂 使用焊后无树脂残留的助焊剂 使用低固含量免清洗助焊剂 焊接后清洗 五.QQ-S-571E 规定的焊剂分类代号代号 焊剂类型 S 固体适度(无焊剂)R 松香焊剂 RMA 弱活性松香焊剂 RA 活性松香或树脂焊剂AC
3、不含松香或树脂的焊剂 美国的合成树脂焊剂分类:SR 非活性合成树脂,松香类 SMAR 中度活性合成树脂,松香类 SAR 活性合成树脂,松香类 SSAR 极活性合成树脂,松香类六.助焊剂喷涂方式和工艺因素喷涂方式有以下三种:1.超声喷涂: 将频率大于 20KHz 的振荡电能通过压电陶瓷换能器转换成机械能,把焊剂雾化,经压力喷嘴到 PCB 上.2.丝网封方式:由微细,高密度小孔丝网的鼓旋转空气刀将焊剂喷出,由产 生的喷雾,喷到 PCB 上. 3.压力喷嘴喷涂:直接用压力和空气带焊剂从喷嘴喷出喷涂工艺因素:设定喷嘴的孔径,烽量,形状,喷嘴间距,避免重叠影响喷涂的均匀性. 设定超声雾化器电压,以获取正
4、常的雾化量. 喷嘴运动速度的选择 PCB 传送带速度的设定 焊剂的固含量要稳定 设定相应的喷涂宽度 七.免清洗助焊剂的主要特性可焊性好,焊点饱满,无焊珠,桥连等不良产生 无毒,不污染环境,操作安全 焊后板面干燥,无腐蚀性,不粘板 焊后具有在线测试能力 与 SMD 和 PCB 板有相应材料匹配性 焊后有符合规定的表面绝缘电阻值(SIR) 应焊接工艺(浸焊,发泡,喷雾,涂敷等) 助焊剂常见状况与分析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
5、造成的。5.助焊剂涂布太多。6.元件脚和板孔不成比例（孔太大）使助焊剂上升。9FLUX 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
6、未及时清洗。四、连电，漏电（绝缘性不好）PCB 设计不合理，布线太近等。 PCB 阻焊膜质量不好，容易导电。 五、漏焊，虚焊，连焊 FLUX 涂布的量太少或不均匀。 部分焊盘或焊脚氧化严重。 PCB 布线不合理（元零件分布不合理） 。 发泡管堵塞，发泡不均匀，造成 FLUX 在 PCB 上涂布不均匀。手浸锡时操作方法不当。 链条倾角不合理。 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
7、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
8、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 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 走板速度过慢，使预热温度过高 FLUX 涂布的不均匀。焊盘,元器件脚氧化严重，造成吃锡不良 FLUX 涂布太少；未能使 PCB 焊盘及元件脚完全浸润 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 FLUX 的选型不对 发泡管孔过大或发泡槽的发泡区域过大 气泵气压太低 发泡管有管孔漏气或堵塞气孔的状况,造成发泡不均匀 稀释剂添加过多 十二、发泡太好 气压太高 发泡区域太小 助焊槽中 FLUX 添加
9、过多 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剂焊料检测方法剂焊料检测方法一.卤素含量的测定二、酸值的测定:三、扩展率测定:四、焊剂含量测定(焊丝)五、锡含量测定九
10、、比重十一、水溶物电导率试验十二、绝缘电阻试验十三、铜板腐蚀试验组件的波峰焊接工艺组件的波峰焊接工艺电子组件的组装过程中，焊接起到了相当重要的作用。它涉及到产品的性能、可靠性和质量等，甚至影响到其后的每一工艺步骤。电子制造业的各个厂家围绕 SMT 的焊接工艺展开了激烈的竞争，旨在进一步提高焊接质量，克服焊接中存在的短路、桥接、焊球和漏焊等缺陷，从而提高产品质量，满足市场需求。目前，最广泛使用的焊接工艺主要有波峰焊接和再流焊接。波峰焊接工艺主要是用于通孔和各种不同类型元件的焊接，是一种关键的群焊工艺。尽管波峰焊接工艺已有多年的历史，而且还将继续沿用下去，然而，我们要是能够用上切实可行的、有生命力
11、的波峰焊接工艺需持时日。因为这种工艺必须达到快速、生产率高和成本合理等要求。换言之，这种工艺与焊接前的每一工艺步骤密切相关，其中包括资金投入、 PCB 设计、元件可焊性、组装操作、焊剂选择、温度/时间的控制、焊料及晶体结构等。1 焊料目前，波峰焊接最常用的焊料是共晶锡铅合金：锡 63；铅 37，应时刻掌握焊锡锅中的焊料温度，其温度应高于合金液体温度 183，并使温度均匀。过去，250的焊锡锅温度被视为“标准” 。随着焊剂技术的革新，整个焊锡锅中的焊料温度的均匀性得到了控制，并增设了预热器，发展趋势是使用温度较低的焊锡锅。在 230240的范围内设置焊锡锅温度是很普遍的。通常，组件没有均匀的热质
12、量,要保证所有的焊点达到足够的温度，以便形成合格的焊点是必要的。重要的问题是要提供足够的热量，提高所有引线和焊盘的温度，从而确保焊料的流动性，湿润焊点的两面。焊料的温度较低就会降低对元件和基板的热冲击，有助于减少浮渣的形成，在较低的强度下，进行焊剂涂覆操作和焊剂化合物的共同作用下，可使波峰出口具有足够的焊剂，这样就可减少毛刺和焊球的产生。焊锡锅中的焊料成份与时间有密切关系，即随着时间而变化，这样就导致了浮渣的形成，这就是要从焊接的组件上去除残余物和其它金属杂质的原因及在焊接工艺中锡损耗的原因。以上这些因素可降低焊料的流动性。在采购中，要规定的金属微量浮渣和焊料的锡含量的最高极限，在各个标准中，
13、(如象 IPC/J-STD-006 都有明确的规定)。在焊接过程中，对焊料纯度的要求在 ANSI/J-STD-001B 标准中也有规定。除了对浮渣的限制外，对 63锡；37铅合金中规定锡含量最低不得低于 61.5。波峰焊接组件上的金和有机泳层铜浓度聚集比过去更快。这种聚集，加上明显的锡损耗，可使焊料丧失流动性，并产生焊接问题。外表粗糙、呈颗粒状的焊点常常是由于焊料中的浮渣所致。由于焊锡锅中的集聚的浮渣或组件自身固有的残余物暗淡、粗糙的粒状焊点也可能是锡含量低的征兆，不是局部的特种焊点，就是锡锅中锡损耗的结果。这种外观也可能是在凝固过程中，由于振动或冲击所造成的。焊点的外观就能直接体现出工艺问题
14、或材料问题。为保持焊料“满锅”状态和按照工艺控制方案对检查焊锡锅分析是很重要的。由于焊锡锅中有浮渣而“倒掉”焊锡锅中的焊剂，通常来说是不必要的，由于在常规的应用中要求往锡锅中添加焊料，使锡锅中的焊料始终是满的。在损耗锡的情况下，添加纯锡有助于保持所需的浓度。为了监控锡锅中的化合物，应进行常规分析。如果添加了锡，就应采样分析，以确保焊料成份比例正确。浮渣过多又是一个令人棘手的问题。毫无疑问，焊锡锅中始终有浮渣存在，在大气中进行焊接时尤其是这样。使用“芯片波峰”这对焊接高密度组件很有帮助，由于暴露于大气的焊料表面太大，而使焊料氧化，所以会产生更多的浮渣。焊锡锅中焊料表面有了浮渣层的覆盖，氧化速度就
15、放慢了。在焊接中，由于锡锅中波峰的湍流和流动而会产生更多的浮渣。推荐使用的常规方法是将浮渣撇去，要是经常进行撇削的话，就会产生更多的浮渣，而且耗用的焊料更多。浮渣还可能夹杂于波峰中，导致波峰的不稳定或湍流，因此要求对焊锡锅中的液体成份给予更多的维护。如果允许减少锡锅中焊料量的话，焊料表面的浮渣会进入泵中，这种现象很可能发生。有时，颗粒状焊点会夹杂浮渣。最初发现的浮渣，可能是由粗糙波峰所致，而且有可能堵塞泵。锡锅上应配备可调节的低容量焊料传感器和报警装置。2 波峰在波峰焊接工艺中，波峰是核心。可将预热的、涂有焊剂、无污物的金属通过传送带送到焊接工作站，接触具有一定温度的焊料，而后加热，这样焊剂就
16、会产生化学反应，焊料合金通过波峰动力形成互连，这是最关键的一步。目前，常用的对称波峰被称为主波峰，设定泵速度、波峰高度、浸润深度、传送角度及传送速度，为达到良好的焊接特性提供全方位的条件。应该对数据进行适当的调整，在离开波峰的后面(出口端)就应使焊料运行降速，并慢慢地停止运行。PCB 随着波峰运行最终要将焊料推至出口。在最挂的情况下，焊料的表面张力和最佳化的板的波峰运行，在组件和出口端的波峰之间可实现零相对运动。这一脱壳区域就是实现了去除板上的焊料。应提供充分的倾角，不产生桥接、毛刺、拉丝和焊球等缺陷。有时，波峰出口需具有热风流，以确保排除可能形成的桥接。在板的底部装上表面贴装元件后，有时，补偿焊剂或在后面形成的“苛刻的波峰”区域的气泡，而进行的波峰整平之前，使用湍流芯片波峰。湍流波峰的高竖直速度有助于保证焊料与引线或焊盘的接触。在整平的层流波峰后面的振动部分也可用来消除气泡，保证焊料实现满意的接触组件。焊接工作站基本上应做到：高纯度焊料(按标准)、波峰温度(230250)、接触波峰的总时间(35 秒钟)、印制板浸入波峰中的深度(5080)，实现平
