助焊劑的原理

1、物理性質(zhì) :液體.分無色透明 ,淡黃色 ,白色 ,黃色等種類 .按使用類分為松香助焊劑/有機(jī)酸助焊劑化學(xué)性質(zhì) : 松香經(jīng)脫脂 ,去酸等加工成天然松香合成樹脂。成干粉狀固態(tài)溶于異丙醇等醇類化合物及去離子水作化學(xué)溶劑或水性溶劑類. 按一定的固態(tài)和液體均勻組合而成.其活化物主要為有機(jī)酸、 鹵化物。 比重為松香與溶劑 （稀釋劑 ）之比.介于 0.805-0.870 之間 .常溫下易揮發(fā) ,而使 比重增大 ,久置會產(chǎn)生沉淀物 ,影響其化學(xué)活性和焊接質(zhì)量.主要作用 :去處 PCB 和元件引腳上的氧化物,防止焊接工藝升溫過程中焊點(diǎn)再氧化的產(chǎn)生. 利用其自身的活性輔助焊料進(jìn)行焊接.減低焊點(diǎn)表面張力，提高焊料的

2、潤濕性保護(hù)焊點(diǎn)免受腐蝕和環(huán)境影響在 PCB 表面形成一層保護(hù)膜 , 防止板沾上焊錫使用方式 : 發(fā)泡 ,噴霧 ,浸漬 ,涂刷 .我們使用的為超聲波噴霧的方式將FLUX 涂至 PCB 和元件引腳上 .超聲波噴霧與其它方式相比,具有霧化細(xì)膩 ,用料節(jié)儉的特點(diǎn) .由于采用了模塊控制 .其操作更精確 .焊接中常見缺陷討論1. 沾錫不良 :這種情況是不可接受的缺點(diǎn),在焊點(diǎn)上只有部分沾錫.分析其原因及改善方式如下:1. 外界的污染物如油 ,脂,臘等 ,此類污染物通常可用溶劑清洗,此類油污是在印刷防焊劑時(shí)沾上的 .2. 硅脂類通常用於脫模及潤滑之用,通常會在 PCB 板及元件腳上發(fā)現(xiàn) ,而硅脂類不易清理 ,

3、因之使用它要非常小心尤其是當(dāng)它做抗氧化油常會發(fā)生問題,因它會蒸發(fā)沾在PCB 板上而造成沾錫不良.3. 常因貯存狀況不良或 PCB 板製程上的問題發(fā)生氧化, 而 FLUX 無法去除時(shí)會造成沾錫不良過二次錫或可解決此問題 .4. 噴霧 FLUX 方式不正確 ,氣壓不穩(wěn)或噴霧不均勻而使PCB 板部分沒有沾到助焊劑 .5. 浸錫時(shí)間不足或錫溫不足會造成沾錫不良,因?yàn)槿坼a需要足夠的溫度及時(shí)間使FLUX 活化 ,通常焊錫溫度應(yīng)高於熔點(diǎn)溫度50 C至80 C之間，沾錫總時(shí)間約3秒.2. 局部沾錫不良 （處理方法同上 ） :此一情形于沾錫不良相似 ,不同的是局部沾錫不良不會露出銅箔面 ,只有薄薄的一層錫無法

4、形成飽滿的焊點(diǎn) .3. 冷焊或焊點(diǎn)不亮 :焊點(diǎn)看似碎裂 ,不平 ,大部分原因是零件在焊錫正要冷卻形成焊點(diǎn)時(shí)振動而造成,注意錫爐輸送是否有異常振動 .爪片變形或冷卻風(fēng)扇未開 .焊接時(shí)間可適當(dāng)延長 .4. 焊點(diǎn)破裂 :通常是焊錫 ,PCB 板,通孔,及元件腳之間膨脹係數(shù),未配合而造成 ,應(yīng)在 PCB 板材質(zhì) ,零件材料及設(shè)計(jì)上去改善 .5. 焊點(diǎn)錫量太大 :通常在評定一個(gè)焊點(diǎn) ,希望能又大又圓又胖的焊點(diǎn),但事實(shí)上過大的焊點(diǎn)對導(dǎo)電性及抗拉強(qiáng)度未必有所幫助 .1. 錫爐輸送角度不正確會造成焊點(diǎn)過大,傾斜角度由 3到 7度依基板設(shè)計(jì)方式調(diào)整 ,一般角度約 4.5 度角 ,角度越大沾錫越薄角度越小沾錫越厚

5、.2. 提高錫槽溫度 ,加長焊錫時(shí)間 ,使多余的錫再回流到錫槽.3. 提高預(yù)熱溫度 ,可減少基板沾錫所需熱量,曾加助焊效果 .4. 改變 FLUX 比重 ,略為降低助焊劑比重,通常比重越高吃錫越厚也越易短路,比重越低吃錫越薄但越易造成錫橋 ,錫尖 .通常 FLUX 比重為 0.830 左右較為理想 .6. 錫尖 :此一問題通常發(fā)生在DIP（雙列PTH）或WIVE（裝配元件）的焊接製程上，在零件腳頂端或焊點(diǎn)上發(fā)現(xiàn)有冰尖般的錫 .1. PCB 板的可焊性差 ,此一問題通常伴隨著沾錫不良,此問題應(yīng)由 PCB 板可焊性去探討 ,可試由提升 FLUX 比重來改善 .2. PCB 板上金道 （PAD） 面

6、積過大 ,可用綠 （防焊）漆線將金道分隔來改善,原則上用綠 （防焊 ）漆線在大金道面分隔成 5mm 乘 10mm 區(qū)塊 .6-3. 錫槽溫度不足沾錫時(shí)間太短,可用提高錫槽溫度加長焊錫時(shí)間,使多余的錫再回流到錫槽來改善.6-4. 出波峰后之冷卻風(fēng)流角度不對,不可朝錫槽方向吹 ,會造成錫點(diǎn)急速 ,多余銲錫無法受重力與內(nèi)聚力拉回錫槽 .7. 防焊綠漆上留有殘錫:1. PCB 板製作時(shí)殘留有某些與 FLUX 不能相容的物質(zhì) , 在過熱之後煙化產(chǎn)生黏性黏著焊錫形 成錫絲 ,可用丙酮 （* 已被蒙特婁公約禁用之化學(xué)溶劑）,氯化烯類等溶劑來清洗,若清洗后還是無法改善 ,則有 PCB 板層材有不正確清洗的可能

7、,本項(xiàng)事故應(yīng)及時(shí)回饋 PCB 板供應(yīng)商 .2. 不正確的PCB板烘干會造成此一現(xiàn)象，可在插件前先行烘烤120 C二小時(shí)，本項(xiàng)事故應(yīng)及時(shí)回饋基板供應(yīng)商 .3. 錫渣被波峰馬達(dá)打入錫槽內(nèi)再噴流出來而造成基板面沾上錫渣,此一問題較為單純良好的錫爐維護(hù),錫槽正確的錫面高度 （一般正常狀況當(dāng)錫槽不噴流靜止時(shí)錫面離錫槽邊緣10mm 高度）8. 白色殘留物 :在焊接或溶劑清洗過後發(fā)現(xiàn)有白色殘留物在基板上,通常是松香的殘留物 ,這類物質(zhì)不會影響表面電阻質(zhì) ,但客戶不接受 .1. FLUX 通常是此問題主要原因 ,有時(shí)改用另一種 FLUX 即可改善 ,松香類 FLUX 常在清洗時(shí) 產(chǎn)生白斑 ,此時(shí)最好的方式是尋

8、求供應(yīng)商的協(xié)助,產(chǎn)品是他們供應(yīng)他們較專業(yè) .2. PCB 板製作過程中殘留雜質(zhì) ,在長期儲存下亦會產(chǎn)生白斑,可用稀釋劑或 IPA 清洗即可 .3. 不正確的噴霧亦會造成白班,通常是某一批量單獨(dú)產(chǎn)生 ,應(yīng)及時(shí)回饋基板供應(yīng)商並使用FLUX 或IPA 清洗即可 .4. 廠內(nèi)使用之 FLUX 與 PCB 板氧化保護(hù)層不相容 ,均發(fā)生在新的 PCB 板供應(yīng)商 ,或更改 FLUX 廠 牌時(shí)發(fā)生 ,應(yīng)請供應(yīng)商協(xié)助 .5. 因 PCB 板製程中所使用之溶劑使基板材質(zhì)變化 ,尤其是在鍍鎳過程中的溶液常會造成此問題 , 建議儲存時(shí)間越短越好 .6. 助焊劑使用過久老化 ,暴露在空氣中吸收水氣劣化 ,建議更新助焊劑

9、 （,噴霧式每月更新或每月清 洗 FLUX 儲液桶和噴霧導(dǎo)管 .7. 使用松香型助焊劑 ,過完焊錫爐候停放時(shí)間太九才清洗,導(dǎo)致引起白班 ,盡量縮短焊錫與清洗的時(shí)間即可改善 .8. 清洗基板的溶劑水分含量過高,降低清洗能力並產(chǎn)生白斑 .應(yīng)更新溶劑 .9. 深色殘留物及浸蝕痕跡 : 通常黑色殘余物均發(fā)生在焊點(diǎn)的底部或頂端,此問題通常是不正確的使用 FLUX 或清洗造成.1. 松香型 FLUX 焊接後未立即清洗 ,留下黑褐色殘留物 ,盡量提前清洗 .縮短放置時(shí)間即可 .2. 酸性 FLUX 留在焊點(diǎn)上造成黑色腐蝕顏色,且無法清洗 ,此現(xiàn)象在手焊中常發(fā)現(xiàn) ,改用較弱之助焊劑並盡快清洗 .3. 有機(jī)類

10、FLUX 在較高溫度下燒焦而產(chǎn)生黑班,確認(rèn)錫槽溫度 ,改用較可耐高溫的助焊劑即可.1 0.綠色殘留物 :綠色通常是腐蝕造成 ,特別是電子產(chǎn)品但是並非完全如此,因?yàn)楹茈y分辨到底是綠銹或是其他化學(xué)產(chǎn)品 ,但通常來說發(fā)現(xiàn)綠色物質(zhì)應(yīng)為警訊 ,必須立刻查明原因 ,尤其是此種綠色物質(zhì)會越來 越大,應(yīng)非常注意 ,通?？捎们逑磥砀纳?.1. 腐蝕的問題通常發(fā)生在裸銅面或含銅合金上,使用非松香性助焊劑,這種腐蝕物質(zhì)內(nèi)含銅離子因此呈綠色 ,當(dāng)發(fā)現(xiàn)此綠色腐蝕物,即可證明是在使用非松香助焊劑後未正確清洗.銅鐵合金是氧化銅與 松香酸 （松香主要成分 ）的化合物 ,此一物質(zhì)是綠色但絕不是腐蝕物且具有 高絕緣性 ,不影影響

11、品質(zhì)但客戶不會同意,應(yīng)清洗 .3. 其它 的殘餘物或 PCB 板製作上類似殘余物,在焊錫後會產(chǎn)生綠色殘餘物,應(yīng)要求基板製作廠在基板製作清洗後再做清潔度測試,以確?；迩鍧嵍鹊钠焚|(zhì).11. 白色腐蝕物白色殘留物是指 PCB 板上白色殘留物 ,而本項(xiàng)目談的是零件腳及金屬上的白色腐蝕物,尤其是含鉛成分較多的金屬上較易生成此類殘餘物,主要是因?yàn)槁入x子易與鉛形成氯化鉛,再與二氧化碳形成碳酸鉛 （白色腐蝕物 ）.在使用松香類助焊劑時(shí) , 因松香不溶於水會將含氯活性劑包著不致腐蝕,但如使用不當(dāng)溶劑,只能清洗松香無法去除含氯離子 , 如此一來反而加速腐蝕 .12. 針孔及氣孔 :針孔與氣孔之區(qū)別 ,針孔是在焊

12、點(diǎn)上發(fā)現(xiàn)一小孔, 氣孔則是焊點(diǎn)上較大孔可看到內(nèi)部,針孔內(nèi)部通常是空的 ,氣孔則是內(nèi)部空氣完全噴出而造成之大孔,其形成原因是焊錫在氣體尚未完全排除即已凝固 ,而形成此問題 .1. 有機(jī)污染物 :基板與零件腳都可能產(chǎn)生氣體而造成針孔或氣孔,其污染源可能來自自動植件機(jī)或儲存狀況不佳造成, 此問題較為簡單只要用溶劑清洗即可,但如發(fā)現(xiàn)污染物為 , 因其不容易被溶劑清洗 ,故在製程中應(yīng)考慮其他代用品.2. 基板有濕氣 :如使用較便宜的基板材質(zhì),或使用較粗糙的鑽孔方式,在貫孔處容易吸收溼氣,焊錫過程中受到高熱蒸發(fā)岀來而造成，解決方法是放在烤箱中120 C烤二小時(shí).3. 電鍍?nèi)芤褐械墓饬羷?使用大量光亮劑電鍍

13、時(shí),光亮劑常與金同時(shí)沉積,遇到高溫則揮發(fā)而造成特別是鍍金時(shí) ,改用含光亮劑較少的電鍍液 ,當(dāng)然這要回饋到供應(yīng)商 .13. PCB 板焊錫面污染 :氧化防止油被打入錫槽內(nèi)經(jīng)噴流湧岀而機(jī)污染基板,此問題應(yīng)為錫槽焊錫液面過低 ,錫槽內(nèi)追加焊錫即可改善 .14. 焊點(diǎn)灰暗 :此現(xiàn)象分為二種（1）焊錫過後一段時(shí)間 ,（約半載至一年 ）焊點(diǎn)顏色轉(zhuǎn)暗 .（2）經(jīng)製造岀來的成品焊點(diǎn)即是灰暗的.1. 焊錫內(nèi)雜質(zhì) :必須每三個(gè)月定期檢驗(yàn)焊錫內(nèi)的金屬成分.2. 助焊劑在熱的表面上亦會產(chǎn)生某種程度的灰暗色,如 RA 及有機(jī)酸類助焊劑留在焊點(diǎn)上過久也會造成輕微的腐蝕而呈灰暗色,在焊接後立刻清洗應(yīng)可改善.某些無機(jī)酸類助焊

14、劑會造成如鹵化物污染 , 可用 1% 的鹽酸清洗再水洗 .3. 在焊錫合金中 ,錫含量低者 （如 40/60 焊錫）焊點(diǎn)亦較灰暗 .15. 焊點(diǎn)表面粗糙 :焊點(diǎn)表面呈砂狀突岀表面 ,而焊點(diǎn)整體形狀不改變 .1. 金屬雜質(zhì)的結(jié)晶 :必須每三個(gè)月定期檢驗(yàn)焊錫內(nèi)的金屬成分.2. 錫渣 :錫波網(wǎng)罩堵塞或有破損,打入錫槽內(nèi)經(jīng)噴流湧岀因錫內(nèi)含有錫渣而使焊點(diǎn)表面有砂狀突岀應(yīng)為錫槽焊錫液面過低 ,錫槽內(nèi)追加焊錫並應(yīng)清理錫槽及導(dǎo)流槽即可改善 .3. 外來物質(zhì) :如毛邊 ,絕緣材等藏在零件腳 ,亦會產(chǎn)生粗糙表面 .16. 黃色焊點(diǎn) :因焊錫溫度過高造成 ,立即查看錫溫及溫控器是否故障 .迅速作 Profile 確

15、定是否故障 ,并適當(dāng)降 底錫溫 .17. 短路 :過大的焊點(diǎn)造成兩焊點(diǎn)相接 .1.基板吃錫時(shí)間不夠 ,預(yù)熱不足 , 調(diào)整錫爐溫度 ,降低運(yùn)輸速度即可 .2. FLUX 不良 :FLUX 比重較底 ,久置過期 ,FLUX 沉淀 ,品質(zhì)劣化 .3. PCB 板進(jìn)行方向與錫波配合不良 ,更改進(jìn) PCB 板方向 .4. 線路設(shè)計(jì)不良 :線路或接點(diǎn)間太過接近 （應(yīng)有 0.6mm 以上間距 ）; 如為排列式銲點(diǎn)或 IC 則應(yīng)考慮 盜錫焊盤 ,或使用文字白漆予以區(qū)隔 ,此時(shí)之白漆厚度需為 2 倍焊盤厚度以上 .5. 被污染的錫或積聚過多的氧化物被導(dǎo)流槽帶出造成短路應(yīng)清理錫爐過濾網(wǎng)罩或更進(jìn)一步全部 更新錫槽內(nèi)的焊錫 .波峰焊接的持續(xù)優(yōu)化 波峰焊接是一項(xiàng)成熟的技術(shù)，保持一種有效的大規(guī)模焊接工藝過程，特別是對通孔和第三 類 SMT 裝配。波峰焊接由于其不連續(xù)的性能和復(fù)雜性，焊點(diǎn)被人們不接受。波峰焊接的復(fù)雜是 由于其過程運(yùn)作變量，例如，傳送帶速度、預(yù)熱溫度、波峰的焊接問題，板與波的交互作用、 FLUX 化學(xué)成分、機(jī)器維護(hù)、板的設(shè)計(jì)、元件的可焊性和操作員的培訓(xùn) 波峰焊接的持續(xù)優(yōu)化由三個(gè)子過程組成： FLUX 、預(yù)熱和焊接。提高波峰焊接的質(zhì)量意味著 優(yōu)化這三個(gè)子過程參數(shù)。在波峰焊機(jī)內(nèi)，當(dāng)把板送到焊錫波峰上時(shí)，化學(xué)反應(yīng)與溫度是作用物。其結(jié)果，與 SMT 的 回流爐相比較， 波峰焊