培訓(xùn)教程(助焊劑).

1、培訓(xùn)教程(助焊劑助焊劑是一種促進(jìn)焊接的化學(xué)物質(zhì).在錫焊中,它是一種不可缺少的輔助材料,其作用極為重要.1.助焊劑的作用(1溶解被焊母材外表的氧化膜在大氣中,被焊母材外表總是被氧化膜覆蓋著,具厚度大約為2X10-92M0-8m.在焊接時(shí),氧化膜必然會(huì)阻止焊料對(duì)母材的潤(rùn)濕,焊接就不能正常進(jìn)行,因此必須在母材外表涂敷助焊劑,使母材外表的氧化物復(fù)原,從而到達(dá)消除氧化膜的目的.(2預(yù)防被焊母材的再氧化母材在焊接過(guò)程中需要加熱,高溫時(shí)金屬外表會(huì)加速氧化,因此液態(tài)助焊劑覆蓋在母材和焊料的外表可預(yù)防它們氧化.(3降低熔融焊料的外表張力熔融焊料外表具有一定的張力,就像雨水落在荷葉上,由于液體的外表張力會(huì)立即聚結(jié)

2、成圓珠狀的水滴.熔融焊料的外表張力會(huì)阻止其向母材外表漫流,影響潤(rùn)濕的正常進(jìn)行.當(dāng)助焊劑覆蓋在熔融焊料的外表時(shí),可降低液態(tài)焊料的外表張力,使?jié)櫇裥阅苊黠@得到提升.2.助焊劑應(yīng)具備的性能(1助焊劑應(yīng)有適當(dāng)?shù)幕钚詼囟确秶?在焊料熔化前開始起作用,在施焊過(guò)程中較好地發(fā)揮去除氧化膜、降低液態(tài)焊料外表張力的作用.焊劑的熔點(diǎn)應(yīng)低于焊料的熔點(diǎn),但不易相差過(guò)大.(2助焊劑應(yīng)有良好的熱穩(wěn)定性,一般熱穩(wěn)定溫度不小于100c(3助焊劑的密度應(yīng)小于液態(tài)焊料的密度,這樣助焊劑才能均勻地在被焊金屬表面鋪展,呈薄膜狀覆蓋在焊料和被焊金屬外表,有效地隔絕空氣,促進(jìn)焊料對(duì)母材的潤(rùn)濕.(4助焊劑的殘留物不應(yīng)有腐蝕性且容易清洗；不應(yīng)

3、析出有毒、有害氣體；要有符合電子工業(yè)規(guī)定的水溶性電阻和絕緣電阻；不吸潮,不產(chǎn)生霉菌；化學(xué)性能穩(wěn)定,易于貯藏.1.助焊劑的種類助焊劑的種類繁多,一般可分為無(wú)機(jī)系列、有機(jī)系列和樹脂系列.(1無(wú)機(jī)系列助焊劑無(wú)機(jī)系列助焊劑的化學(xué)作用強(qiáng),助焊性能非常好,但腐蝕作用大屬于酸性焊劑.由于它溶解于水,故又稱為水溶性助焊劑,它包括無(wú)機(jī)酸和無(wú)機(jī)鹽2類.含有無(wú)機(jī)酸的助焊劑的主要成分是鹽酸、氫氟酸等,含有無(wú)機(jī)鹽的助焊劑的主要成分是氯化鋅、氯化俊等,它們使用后必須立即進(jìn)行非常嚴(yán)格的清洗,由于任何殘留在被焊件上的鹵化物都會(huì)引起嚴(yán)重的腐蝕.這種助焊劑通常只用于非電子產(chǎn)品的焊接,在電子設(shè)備的裝聯(lián)中嚴(yán)禁使用這類無(wú)機(jī)系列的助焊劑

4、.(2有機(jī)系列助焊劑(OA有機(jī)系列助焊劑的助焊作用介于無(wú)機(jī)系列助焊劑和樹脂系列助焊劑之間,它也屬于酸性、水溶性焊劑.含有有機(jī)酸的水溶性焊劑以乳酸、檸檬酸為根底,由于它的焊接殘留物可以在被焊物上保存一段時(shí)間而無(wú)嚴(yán)重腐蝕,因此可以用在電子設(shè)備的裝聯(lián)中,但一般不用在SMT的焊膏中,由于它沒(méi)有松香焊劑的粘稠性(起預(yù)防貼片元器件移動(dòng)的作用.(3樹脂系列助焊劑在電子產(chǎn)品的焊接中使用比例最大的是松香樹脂型助焊劑.由于它只能溶解于有機(jī)溶劑,故又稱為有機(jī)溶劑助焊劑,其主要成分是松香.松香在固態(tài)時(shí)呈非活性,只有液態(tài)時(shí)才呈活性,其熔點(diǎn)為127c活性可以持續(xù)到315Co錫焊的最正確溫度為240-25OC,所以正處于松

5、香的活性溫度范圍內(nèi),且它的焊接殘留物不存在腐蝕問(wèn)題,這些特性使松香為非腐蝕性焊劑而被廣泛應(yīng)用于電子設(shè)備的焊接中.為了不同的應(yīng)用需要松香助焊劑有液態(tài)、糊狀和固態(tài)3種形態(tài).固態(tài)的助焊劑適用于烙鐵焊,液態(tài)和糊狀的助焊劑分別適用于波峰焊和再流焊.在實(shí)際使用中發(fā)現(xiàn),松香為單體時(shí),化學(xué)活性較弱,對(duì)促進(jìn)焊料的潤(rùn)濕往往不夠充分,因此需要添加少量的活性劑,用以提升它的活性.松香系列焊劑根據(jù)有無(wú)添加活性劑和化學(xué)活性的強(qiáng)弱,被分為非活性化松香、弱活性化松香、活性化松香和超活性化松香4種,美國(guó)MIL標(biāo)準(zhǔn)中分別稱為R、RMA、RA、RSA,而日本JIS標(biāo)準(zhǔn)那么根據(jù)助焊劑的含氯量劃分為AA0.1wt%以下、A0.10.5

6、wt%、B0.51.0wt%3種等級(jí).非活性化松香R:它是由純松香溶解在適宜的溶劑如異丙醇、乙醇等中組成其中沒(méi)有活性劑,消除氧化膜的水平有限,所以要求被焊件具有非常好的可焊性.通常應(yīng)用在一些使用中絕對(duì)不允許有腐蝕危險(xiǎn)存在的電路中,如植入心臟的起搏器等.弱活性化松香RMA:這類助焊劑中添加的活性劑有乳酸、檸檬酸、硬脂酸等有機(jī)酸以及鹽基性有機(jī)化合物.添加這些弱活性劑后,能夠促進(jìn)潤(rùn)濕的進(jìn)行,但母材上的殘留物仍然不具有腐蝕性,除了具有高可靠性的航空、航天產(chǎn)品或細(xì)間距的表面安裝產(chǎn)品需要清洗外,一般民用消費(fèi)類產(chǎn)品如收錄機(jī)、電視機(jī)等均不需設(shè)立清洗工序.在采用弱活性化松香時(shí),對(duì)被焊件的可焊性也有嚴(yán)格的要求.活

7、性化松香RA及超活性化松香RSA:在活性化松香助焊劑中,添加的強(qiáng)活性劑有鹽酸苯胺、鹽酸聯(lián)氨等鹽基性有機(jī)化合物,這種助焊劑的活性是明顯提升了,但焊接后殘留物中氯離子的腐蝕變成不可無(wú)視的問(wèn)題,所以,在電子產(chǎn)品的裝聯(lián)中一般很少應(yīng)用.隨著活性劑的改良,已開發(fā)了在焊接溫度下能將殘?jiān)纸鉃榉歉g性物質(zhì)的活性劑,這些大多數(shù)是有機(jī)化化合物的衍生物.K免清洗技術(shù)1.免清洗的概念1什么是免清洗免清洗是指在電子裝聯(lián)生產(chǎn)中采用低固態(tài)含量、無(wú)腐蝕性的助焊劑,在惰性氣體環(huán)境下焊接,焊后電路板上的殘留物極微、無(wú)腐蝕,且具有極高的外表絕緣電阻SIR,一般情況下不需要清洗既能到達(dá)離子潔凈度的標(biāo)準(zhǔn)美軍標(biāo)MIL-P-228809離

8、子污染等級(jí)劃分為：一級(jí)1.5ugNaCl/cm況污染;二級(jí)1.55.0ugNACl/cm2W量高;三級(jí)05.010.0ugNaCl/cm2?合要求；四級(jí)10.0ugNaCl/cm2不干凈,可直接進(jìn)入下道工序的工藝技術(shù).必須指出的是免清洗與不清洗是絕對(duì)不同的2個(gè)概念,所謂不清洗是指在電子裝聯(lián)生產(chǎn)中采用傳統(tǒng)的松香助焊劑RMA或有機(jī)酸助焊劑,焊接后雖然板面留有一定的殘留物,但不用清洗也能滿足某些產(chǎn)品的質(zhì)量要求,如家用電子產(chǎn)品、專業(yè)聲視設(shè)備、低本錢辦公設(shè)備等產(chǎn)品,它們生產(chǎn)時(shí)通常是不清洗的,但絕對(duì)不是免清洗.2免清洗的優(yōu)越性提升經(jīng)濟(jì)效益：實(shí)現(xiàn)免清洗后,最直接的就是不必進(jìn)行清洗工作,因此可以大量節(jié)約清洗人

9、工、設(shè)備、場(chǎng)地、材料水、溶劑和能源的消耗,同時(shí)由于工藝流程的縮短,節(jié)約了工時(shí)提升了生產(chǎn)效率.提升產(chǎn)品質(zhì)量：由于免清洗技術(shù)的實(shí)施,要求嚴(yán)格限制材料的質(zhì)量,如助焊劑的腐蝕性能不允許含有鹵化物、元器件和印制電路板的可焊性等；在裝聯(lián)過(guò)程中,需要采用一些先進(jìn)的工藝手段,如噴霧法涂敷助焊劑、在惰性氣體保護(hù)下焊接等.實(shí)施免清洗工藝,可預(yù)防清洗應(yīng)力對(duì)焊接組件的損傷,因此免清洗對(duì)提升產(chǎn)品質(zhì)量是極為有利的.有利于環(huán)境保護(hù)：采用免清洗技術(shù)后,可停止使用ODS物質(zhì),也大幅度地減少了揮發(fā)性有機(jī)物VOC的使用,從而對(duì)保護(hù)臭氧層具有積極作用.2 .免清洗材料的要求1免清洗助焊劑要使焊接后的PCB板面不用清洗就能到達(dá)規(guī)定的質(zhì)

10、量水平,助焊劑的選擇是一個(gè)關(guān)鍵,通常對(duì)免清洗助次I劑有以下要求：低固態(tài)含量：2%以下傳統(tǒng)的助焊劑有較高的固態(tài)含量2040%、中等的固態(tài)含量1015%和較低的固態(tài)含量510%,用這些助焊劑焊接后的PCB板面留有或多或少的殘留物,而免清洗助焊劑的固態(tài)含量要求低于2%,而且不能含有松香,因此焊后板面根本無(wú)殘留物.無(wú)腐蝕性：不含鹵素、外表絕緣電阻1.0X1011.傳統(tǒng)的助焊劑由于有較高的固態(tài)含量,焊接后可將局部有害物質(zhì)包裹起來(lái)隔絕與空氣的接觸,形成絕緣保護(hù)層.而免清洗助焊劑,由于極低的固態(tài)含量不能形成絕緣保護(hù)層,假設(shè)有少量的有害成分殘留在板面上,就會(huì)導(dǎo)致腐蝕和漏電等嚴(yán)重不良后果.因此,免清洗助焊劑中不

11、允許含有鹵素成分.對(duì)助焊劑的腐蝕性通常采用以下幾種方法進(jìn)行測(cè)試：a.銅鏡腐蝕測(cè)試：測(cè)試助焊劑焊膏的短期腐蝕性b.銘酸銀試紙測(cè)試：測(cè)試焊劑中鹵化物的含量c.外表絕緣電阻測(cè)試：測(cè)試焊后PCB的外表絕緣電阻,以確定焊劑(焊膏的長(zhǎng)期電學(xué)性能的可靠性d.腐蝕性測(cè)試：測(cè)試焊后在PCB外表殘留物的腐蝕性e.電遷移測(cè)試：測(cè)試焊后PCB外表導(dǎo)體間距減小的程度可焊性：擴(kuò)展率80%可焊性與腐蝕性是相互矛盾的一對(duì)指標(biāo),為了使助焊劑具有一定的消除氧化物的水平,并且在預(yù)熱和焊接的整個(gè)過(guò)程中均能保持一定程度的活性,就必須包含某種酸.在免清洗助焊劑中用得最多的是非水溶性醋酸系列,配方中可能還有胺、氨和合成樹脂,不同的配方會(huì)影

12、響其活性和可靠性.不同的企業(yè)有不同的要求和內(nèi)部控制指標(biāo),但必須符合焊接質(zhì)量高和無(wú)腐蝕性的使用要求.助焊劑的活性通常是用pH值來(lái)衡量的,免清洗助焊劑的pH值應(yīng)限制在產(chǎn)品規(guī)定的技術(shù)條件范圍內(nèi)(各生產(chǎn)廠家的pH值略有不同.符合環(huán)保要求：無(wú)毒,無(wú)強(qiáng)烈刺激性氣味,根本不污染環(huán)境,操作平安.(2免清洗印制電路板和元器件在實(shí)施免清洗焊接工藝中,制電路板及元器件的可焊性和清潔度是需要重點(diǎn)控制的方面.為保證可焊性,在要求供給商保證可焊性的前提下,生產(chǎn)廠應(yīng)將其存放在恒溫枯燥的環(huán)境中,并嚴(yán)格限制在有效的儲(chǔ)存時(shí)間內(nèi)使用.為保證清潔度,生產(chǎn)過(guò)程中要嚴(yán)格地限制環(huán)境和操作標(biāo)準(zhǔn),預(yù)防人為的污染,如手跡、汗跡、油脂、灰塵等.3

13、 .免清洗焊接工藝在采用免清洗助焊劑后,雖然焊接工藝過(guò)程不變,但實(shí)施的方法和有關(guān)的工藝參數(shù)必須適應(yīng)免清洗技術(shù)的特定要求,主要內(nèi)容如下：(1助焊劑的涂敷為了獲得良好的免清洗效果,助焊劑涂敷過(guò)程必須嚴(yán)格限制2個(gè)參數(shù),即助焊劑的固態(tài)含量和涂敷量.通常,助焊劑的涂敷方式有發(fā)泡法、波峰法和噴霧法3種.在免清洗工藝中,不宜采用發(fā)泡法和波峰法,其原因是多方面的,第一發(fā)泡法和波峰法的助焊劑是放置在敞開的容器內(nèi),由于免清洗助焊劑的溶劑含量很高,特別容易揮發(fā),從而導(dǎo)致固態(tài)含量的升高,因此,在生產(chǎn)過(guò)程中用比重法來(lái)限制助焊劑的成分保持不變是有困難的,且溶劑的大量揮發(fā)也造成了污染和浪費(fèi)；第二,由于免清洗助焊劑的固體含量

14、極低,不利于發(fā)泡；第三,涂敷時(shí)不能限制助焊劑的涂敷量,涂敷也不均勻,往往有過(guò)量的助焊劑殘留在板的邊緣.因此,采用這2種方式不能得到理想的免清洗效果.噴霧法是最新的一種焊劑涂敷方式,最適用于免清洗助焊劑的涂敷.由于助焊劑被放置在一個(gè)密封的加壓容器內(nèi),通過(guò)噴口噴射出霧狀助焊劑涂敷在PCB的外表,噴射器的噴射量、霧化程度和噴射寬度均可調(diào)節(jié),所以能夠精確地限制涂敷的焊劑量.由于涂敷的焊劑是霧狀薄層,因此板面的焊劑非常均勻,可保證焊接后的板面符合免清洗要求.同時(shí),由于助焊劑完全密封在容器內(nèi),不必考慮溶劑的揮發(fā)和吸收大氣中的水分,這樣可保持焊劑比重(或有效成分不變,一次參加至用完之前無(wú)需更換,較發(fā)泡法和波

15、峰法可減少焊劑的稀釋劑用量60%以上.因此,噴霧涂敷方式是免清洗工藝中首選的一種涂敷工藝.在采用噴霧涂敷工藝時(shí)必須注意一點(diǎn),由于助焊劑中含有較多的易燃性溶劑,噴霧時(shí)散發(fā)的溶劑蒸氣存在一定的爆燃危險(xiǎn)性,因此設(shè)備需要具有良好的排風(fēng)設(shè)施和必要的滅火器具.(2預(yù)熱涂敷助次I劑后,焊接件進(jìn)入預(yù)熱工序,通過(guò)預(yù)熱揮發(fā)掉助焊劑中的溶劑局部,增強(qiáng)助焊劑的活性.在采用免清洗助焊劑后,預(yù)熱溫度應(yīng)限制在什么范圍最為適當(dāng)呢實(shí)踐證實(shí),采用免清洗助焊劑后,假設(shè)仍按傳統(tǒng)的預(yù)熱溫度90±0c來(lái)才5制,那么有可能產(chǎn)生不良的后果.其主要原因是：免清洗助焊劑是一種低固態(tài)含量、無(wú)鹵素的助焊劑,其活性一般較弱,而且它的活性劑在低溫下幾乎不能起到消除金屬氧化物的作用,隨著預(yù)熱溫度的升高,助焊劑逐漸開始激活,當(dāng)溫度到達(dá)100c時(shí)活性物質(zhì)才被釋放出來(lái)與金屬氧化物迅速反映.另外,免清洗助焊劑的溶劑含量相當(dāng)高約97%,假設(shè)預(yù)熱溫度缺乏,溶劑就不能充分揮發(fā),當(dāng)焊件進(jìn)入錫槽后,由于溶劑的急劇揮發(fā),會(huì)使得熔融焊料飛濺而形成焊料球或焊接點(diǎn)實(shí)際溫度下降而產(chǎn)生不良焊點(diǎn).因此,免清洗工藝中限制好預(yù)熱溫度