FOXCONN-助焊劑(Flux)分析課件

FoxconnTechnologyGroupSMTTechnologyDevelopmentCommitteeSMTTechnologyCenterSMT技術(shù)中心助焊劑（Flux）分析目錄助焊劑的物理特性

免清洗技朮

助焊劑噴涂方式和工藝因素焊劑焊料檢測方法

助焊劑的物理特性主要是指與焊接性能相關(guān)的溶點,沸點,軟化點,玻化溫度,蒸氣壓,表面張力,粘度,混合性等.助焊劑的物理特性（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小、無腐蝕，且具有極高的表面絕緣電阻（SIR），一般情況下不需要清洗既能達到離子潔凈度的標(biāo)準(zhǔn)，可直接進入下道工序的工藝技術(shù)。

免清洗技術(shù)

免清洗技術(shù)

（2）免清洗的優(yōu)越性:

①提高經(jīng)濟效益：實現(xiàn)免清洗后，最直接的就是不必進行清洗工作，因此可以大量節(jié)約清洗人工、設(shè)備、場地、材料（水、溶劑）和能源的消耗，同時由于工藝流程的縮短，節(jié)約了工時提高了生產(chǎn)效率。

（2）免清洗的優(yōu)越性:

③有利于環(huán)境保護：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)性有機物（VOC）的使用，從而對保護臭氧層具有積極作用。免清洗技術(shù)

(3)免清洗助焊劑

①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（20～40%）、中等的固態(tài)含量（10～15%）和較低的固態(tài)含量（5～10%），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，因此焊后板面基本無殘留物。

免清洗技術(shù)

②無腐蝕性：

不含鹵素、表面絕緣電阻＞1.0×1011Ω

傳統(tǒng)的助焊劑因為有較高的固態(tài)含量，焊接后可將部分有害物質(zhì)“包裹起來”，隔絕與空氣的接觸，形成絕緣保護層。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層，若有少量的有害成分殘留在板面上，就會導(dǎo)致腐蝕和漏電等嚴(yán)重不良后果。因此，免清洗助焊劑中不允許含有鹵素成分。

免清洗技術(shù)

③可焊性：擴展率≥80%

可焊性與腐蝕性是相互矛盾的一對指標(biāo)，為了使助焊劑具有一定的消除氧化物的能力，并且在預(yù)熱和焊接的整個過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，不同的配方會影響其活性和可靠性。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)量高和無腐蝕性的使用要求。免清洗技術(shù)

④符合環(huán)保要求：

無毒，無強烈刺激性氣味，基本不污染環(huán)境，操作安全。

免清洗技術(shù)

免清洗助焊劑的主要特性:無毒,不污染環(huán)境,操作安全可焊性好,焊點飽滿,無焊珠,橋連等不良產(chǎn)生焊后板面干燥,無腐蝕性,不粘板焊后具有在線測試能力與SMD和PCB板有相應(yīng)材料匹配性焊后有符合規(guī)定的表面絕緣電阻值(SIR)適應(yīng)焊接工藝(浸焊,發(fā)泡,噴霧,涂敷等)

免清洗技術(shù)

噴涂方式有以下三種

1.超聲噴涂:

將頻率大于20KHz的振蕩電能通過壓電陶瓷換能器轉(zhuǎn)換成機械能,把焊劑霧化,經(jīng)壓力噴嘴噴到PCB上

2.絲網(wǎng)封方式:由微細,高密度小孔絲網(wǎng)的鼓旋轉(zhuǎn)空氣刀將焊劑噴出,由產(chǎn)生的噴霧,噴到PCB上.

3.壓力噴嘴噴涂:直接用壓力和空氣將焊劑從噴嘴噴出

助焊劑噴涂方式和工藝因素

噴涂工藝因素:設(shè)定噴嘴的孔徑,峰量,形狀,噴嘴間距,避免重疊影響噴涂的均勻性.

設(shè)定超聲霧化器電壓,以獲取正常的霧化量.

噴嘴運動速度的選擇

PCB傳送帶速度的設(shè)定

焊劑的固含量要穩(wěn)定

設(shè)定相應(yīng)的噴涂寬度

助焊劑噴涂方式和工藝因素

助焊劑殘渣產(chǎn)生的不良與對策助焊劑殘渣會造成的問題對基板有一定的腐蝕性

降低電導(dǎo)性,產(chǎn)生遷移或短路

非導(dǎo)電性的固形物如侵入元件接觸部會引起接合不良

樹脂殘留過多,粘連灰塵及雜物

影響產(chǎn)品使用的可靠性

助焊劑噴涂方式和工藝因素

助焊劑殘渣產(chǎn)生的不良與對策使用理由及對策

選用合適的助焊劑,其活化劑活性適中

使用焊后可形成保護膜的助焊劑

使用焊后無樹脂殘留的助焊劑

使用低固含量免清洗助焊劑

焊接后清洗

助焊劑噴涂方式和工藝因素

一、鹵素含量的測定二、酸值的測定:三、擴展率測定:四、焊劑含量測定(焊絲)五、錫含量測定六、樣品制備七、發(fā)泡實驗焊劑焊料檢測方法八、顏色九、比重十、機械雜質(zhì)十一、水溶物電導(dǎo)率試驗十二、絕緣電阻試驗十三、銅板腐蝕試驗

一.鹵素含量的測定

實驗方法:電位滴定法

1.試劑:(1)乙醇─苯混合溶液(10:1)

(2)硝酸銀標(biāo)準(zhǔn)溶液0.05N(需標(biāo)定)

2.儀器:電位差計、銀電極、甘汞電極(玻璃電極)

3.基本原理:(略)注:由能斯特公式導(dǎo)出

電位滴定法是一種測量滴定反應(yīng)過程中電位變化的方法,當(dāng)?shù)味ǚ磻?yīng)達到等當(dāng)點時,待測物質(zhì)濃度突變,使指示電極的電位產(chǎn)生突躍,故可確定終點。

4.硝酸銀標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制:

用萬分之一天平稱量8.494g硝酸銀,后溶解至1Ｌ容量瓶中(0.05N)焊劑焊料檢測方法

5.基準(zhǔn)氯化鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制:

用減量法稱量氯化鈉(優(yōu)級純)至坩鍋中,在550℃下烘烤2個小時左右,降至室溫,轉(zhuǎn)至稱量瓶中稱量,取50ml小燒瓶,將氯化鈉慢慢(分幾次)向小燒杯中倒,稱重1.64g,溶解后轉(zhuǎn)移至1Ｌ容量瓶中。(1ml=0.001g氯)

6.鉻酸鉀(2%)溶液配制:

稱取2g鉻酸鉀配成2%的水溶液。

7.標(biāo)定硝酸銀:

吸取10ml溶液于250ml錐形瓶中,以鉻酸銀溶液為指示劑,用硝酸銀溶液滴定至淡黃色為終點。

按下式計算系數(shù)C：

C=0.01/V(g/ml).焊劑焊料檢測方法

8.實驗步驟：

準(zhǔn)確稱量試樣(約1g)若為焊劑則移取已知比重的試液1ml,配制成200ml溶液于500ml燒杯中,接好電極,開動電磁攪拌,用0.05N硝酸銀溶液滴定,記錄消耗的硝酸銀溶液體積(ml)和相應(yīng)的電極電位(mv).全部實驗需進行空白試驗。

Cl%=C(V-V0)/mx100%焊劑焊料檢測方法

二、酸值的測定:

實驗方法:酸堿滴定法

1.試劑:

(1)無水乙醇

(2)甲苯

(3)0.1NKOH標(biāo)準(zhǔn)溶液:將5.6gKOH溶于蒸餾水中,備用。

(4)酚酞溶液:1g酚酞溶于甲醇溶液中至100ml。

2.實驗步驟:

(1)用溶劑(選(1)、(2)或(1)+(2))溶解約1g樣品(若為焊劑則移取已知比重的試液1ml),溶于100溶劑內(nèi)。

(2)滴加酚酞指示劑,立即用KOH溶液滴定至淺粉紅色,持續(xù)15S即可。

(須做空白)

酸值=N(V-V0)×56.11/m(mgKOH/g)焊劑焊料檢測方法

三、擴展率測定:

實驗方法:游標(biāo)卡尺測量法

實驗步驟:

1.樣板的制備:

將T2銅板剪成適當(dāng)?shù)男K,用(1:2)鹽酸除去氧化膜后,用水沖洗,再用乙醇2銅板剪成適當(dāng)?shù)男K,用(1:2)鹽酸除去氧化膜后,用水沖洗,再用乙醇2銅板剪成適當(dāng)?shù)男K,用(1:2)鹽酸除去氧化膜后,用水沖洗,再用乙醇清洗,放置空氣中干燥后,放入150℃±5℃烘箱內(nèi)1小時氧化,取出放入嚴(yán)密的玻璃瓶中備用。焊劑焊料檢測方法

三、擴展率測定:

2.試料

稱取0.3000±0.002g實芯焊絲(Φ1.0),用小細棒彎成小圓。

3.試驗步驟

將銅板一角彎一小角,將試料環(huán)放在試驗板中心,用鑷子夾住試驗板小角(焊劑滴三滴,固體焊劑稱3g)放入錫鍋,在30s內(nèi)熔化并擴展,取出常溫下冷卻,用乙醇清除殘余物,用千分尺測銅板厚度H0和銅板中試料中心最高處的厚度HA。

擴展率=4.06-(HA-HO)/4.06×100%

焊劑焊料檢測方法四、焊劑含量測定(焊絲)

實驗方法:減量法

1.試劑:

丙三醇、異丙醇(無水乙醇或95乙醇)

實驗步驟:

1.取樣:取焊絲10～20g,并準(zhǔn)確稱至0.001g,質(zhì)量為m1。

2.熔樣:取大約60g丙三醇于燒杯中,加熱至冒白煙,用長鑷夾取樣品,輕輕放入溶液中繼續(xù)加熱至微沸。

3.洗樣:待樣品冷卻,凝固后取出,用水沖凈,再用異丙醇將表面擦凈。

4.稱樣:準(zhǔn)確稱量上述樣品,質(zhì)量為m2,

焊劑含量%=(m1-m2)/m1×100焊劑焊料檢測方法

五、錫含量測定

實驗方法:滴定法

1.試劑:

(1)濃硫酸H2SO4

(2)濃鹽酸HCl

(3)KIO3標(biāo)準(zhǔn)溶液(0.004000g/ml,需標(biāo)定)

(4)Al片、錫粒(99.99%以上)

(5)碳酸氫鈉飽和溶液、1%的淀粉溶液

2.儀器:酸式滴定管、玻璃彎管(帶膠塞)、錐形瓶焊劑焊料檢測方法

3.實驗準(zhǔn)備

(1)KIO3標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制和標(biāo)定

A:配制:稱5.2gKIO3、26gKI、0.9gNaOH置于500ml燒杯中,加入200ml水,加熱至完全溶解,冷卻至室溫后,轉(zhuǎn)移于2000ml容量瓶中,用純水稀釋至刻線,混勻備用。

注:

1.若溶液不澄清,應(yīng)先過濾后稀釋。

2.此溶液應(yīng)避光保存,每次標(biāo)定后使用。

B:標(biāo)定:

1.準(zhǔn)確稱取0.100g純錫,質(zhì)量為m,置于錐形瓶中。

2.加入20ml濃硫酸,加熱,至冒白煙后,自然冷卻至室溫。

3.加入70ml純水,沿壁緩慢加入,搖勻,靜置。焊劑焊料檢測方法

4.加入50mlHCL后,再加入1.5～2gAl片,迅速塞緊瓶口,待反應(yīng)一段時間后加熱,且膠管一端插入NaHCO3飽和液中,反應(yīng)至冒大泡,迅速用水沖冷。

5.加入5ml淀粉溶液,快速用KIO3溶液滴定,至溶液由無色變成淡蘭紫色,持續(xù)15S即可。消耗KIO3溶液體積為V3溶液體積為V3溶液體積為V

滴定度T=m/v(g/ml)

(2)飽和NaHCO3溶液配制3溶液配制3溶液配制

取與所需溶液等體積的純水,然后慢慢加入NaHCO3,邊加邊攪拌,至固體溶解。

(3)1%的淀粉溶液配制

取30ml純水加熱至沸,溶入1.0g淀粉,至完全溶解后,再加入69ml純水,備用。焊劑焊料檢測方法

4.錫含量測定

A:試樣制備

取20～30g焊絲,用甘油加熱熔化,以除去焊劑,冷卻后,用鑷子夾出后,用水洗再用異丙醇將表面擦凈,備用。

B:測定

將A所得試樣鋸末,準(zhǔn)確稱取約0.150g,加入H2SO4等,其余步驟同KIO3溶液標(biāo)定。

原始記錄模式:

硫酸紙重:

ＴKIO3×V

Sn%=───────×100m焊劑焊料檢測方法

六、樣品制備

實驗方法:抽提法

1.試劑:異丙醇

2.儀器:250ml平底燒瓶、配套溫包、抽提管、冷凝管。

實驗步驟:

(1)取樣:取焊絲80～100g,切成2～3mm,作為樣品備用。

(2)抽提:取抽提管,用濾紙堵上小孔,小心將樣品倒入抽提管,并保證濾紙與管壁間無樣品進入。取100ml左右異丙醇加入燒瓶,安裝好裝置,并將冷凝管上口用濾紙包好,大約抽提4小時。

(3)蒸餾:卸下抽提管,裝上蒸餾裝置,將溶液蒸至75ml左右后,停止加熱。

(4)揮發(fā):將抽提液倒入小燒杯中,水浴加熱,至剩2ml左右。

(5)烘干:放入烘箱中于110±5℃下烘干,2小時后取出,放入干燥器中備用。

焊劑焊料檢測方法

七、發(fā)泡實驗

一.儀器:200ml小燒杯、發(fā)泡器、刻度尺。

二.實驗步驟:

(1)取樣品160ml于200ml燒杯中,放入發(fā)泡器,量其上升高度(mm),若升至200ml以上,且泡沫細小、均勻,則發(fā)泡性好。

(2)取出發(fā)泡器,若泡沫在15S內(nèi)不完全消失,且液面四周仍有小泡殘留,

則合格。

焊劑焊料檢測方法

八、顏色

實驗方法:

目測法

實驗步驟:

1.取200ml干凈小燒杯,加入100ml左右待測液。

2.將其與標(biāo)準(zhǔn)液平行放置,看其顏色是否相同。

3.若顏色有異,需從各方面考慮其原因。

焊劑焊料檢測方法

九、比重

一.儀器:比重計、比重管、溫度計。

二.實驗步驟:

(1)將待測液約100ml,倒入比重管,估計其大約比重,選比重計,將其放入待

測液中,靜置。

(2)在視線與其刻線對應(yīng)凹液面相平時,讀數(shù),準(zhǔn)確至0.001。

(3)記錄測試時環(huán)境溫度和濕度。焊劑焊料檢測方法

十、機械雜質(zhì)

實驗方法:目測法

實驗步驟:

1.取干凈燒杯200ml,倒入150ml左右待測液,靜置。

2.透過燒杯看溶液中是否有懸浮物、漂浮物等雜質(zhì)。

焊劑焊料檢測方法

十一、水溶物電導(dǎo)率試驗

1.在四個100ml燒杯內(nèi),分別加入去離子水50ml,將兩個燒杯保存作為核對標(biāo)準(zhǔn),其余

二個燒杯中分別加入0.05±0.005g固體焊劑(或0.1ml液體焊劑)。

2.用電爐將燒杯中的水燒開,當(dāng)大量冒氣泡時即停止,注意不要爆沸。

3.用去離子水徹底沖洗電導(dǎo)電極,然后浸入燒杯中記下讀數(shù)。

核對標(biāo)準(zhǔn)的電導(dǎo),如大

于2μs/cm,則該水已被水溶性物質(zhì)污染,所有實驗需重做。

4.二個試驗結(jié)果的平均值作為試液的電導(dǎo)率。用μs/cm表示。

焊劑焊料檢測方法

十二、絕緣電阻試驗

1.樣板制備

1.1將特別的梳型電極樣板,用1:2鹽酸溶液除去氧化膜后,用水洗凈,用乙醇擦干。

1.2將液體焊劑或固體焊劑(配成30%異丙醇溶液)1ml均勻涂覆在1.1中處理的板上。1.3a.焊后:1.2處理的將覆銅板放在干凈的錫鍋中焊接,待用。

b.焊前:1.1處理好的板子即可放在干燥箱中在60±1℃溫度下干燥1h。

1.4放入溫度40±2℃,相對濕度約90+2(-3)%的潮濕箱中,72h后取出,再放入盛有特級酒石酸鉀鈉飽和溶液的干燥器內(nèi)。1小時左右取出測定,使用高阻表,以直流500v在3min內(nèi)測定。

焊劑焊料檢測方法