助焊剂产品的基础知识(ppt-45页)

产品知识-----助焊剂苏州柯仕达电子材料有限公司目录1.助焊剂定义2.助焊剂的作用及焊接曲线3.助焊剂的涂布方式4.助焊剂的组成5.助焊剂的主要参数6.助焊剂分类7.助焊剂相关知识8.助焊剂的选择9.焊接不良的分析10.公司助焊剂简介助焊剂的定义及作用•在焊接领域里众所周知一个道理,几乎所有的金属暴露于空气中就会立刻氧化,此氧化物会阻碍润湿,阻碍焊接.因此,我们可以在真空中清洗金属和焊接,但是,这不是很实际的方法.•有一些材料可以去除氧化物且盖住金属表面使氧化物不再形成,这就是助焊剂,它是焊接工程必要的材料.它们阻碍焊锡的流动.理想上,它们也不攻击焊点上的金属或四周的材料,而且也必须易于被去除,助焊剂(FLUX)这个字是来自拉丁文,是”流动”的意思,但在此处它的作用不只是帮助流动,还具有其它的作用助焊剂的作用•助焊剂是一种具有化学及物理活性的物质,能够除去被焊金属表面的氧化物或其他形成的表面膜层以及焊锡本身外表上所形成的氧化物;为达到被焊表面能够沾锡及焊牢的目的,助焊剂的功用还可以保护金属表面,使在焊接的高温环境中不再被氧化;第三个功能就是减少熔锡的表面张力(surfacetension),以及促进焊锡的分散和流动等.焊接原理可以粗略的分为三个阶段:1.扩散;2.基底金属熔解;3.金属间化合物的形成FlfFsf=FlfcocMoltenSolderFLUIDBasemetalFlsFsf(A)Moltensolder(B)MoltensolderIntermetalliccompoundlayer(C)图A:液体焊料在基底金属上的扩散,接触角(由界面张力的平衡来决定小润湿角形成良好的焊接获得小润湿角的原则(1)低表面张力的助焊剂(2)高的表面张力,即高表面能的基板(3)低有面张力的焊料).图B基底金属溶解入液体焊料.图C基底金属与液体焊料起反应形成金属间化合物层(IMC)助焊剂反应•助焊剂的最主要的任务是除去金属氧化物.助焊剂反应的最通常的类型是酸基反应.在助焊剂和金属氧化物之间的反应可由下面简单的方程式举例说明MOn+2nRCOOHM(RCOO)n+nH2OSno2+4RCOOHSn(RCOO)2+2H2O目前常使用MOn+2nHXMXn+nH2OSnO2+4HClSnCl4+2H2O水洗型助焊剂助焊剂中松香结构COOH分子式:C20H30O2大多数的松香因含有两个不饱合键，对空气和光都很敏感，因此松香酸暴露于空气中颜色会加深。焊接曲线助焊剂的涂布方式•助焊剂对被焊表面涂布方法有传统波焊中的泡沫式，喷头喷雾式及表面沾浸式涂布方法助焊剂的成份组成1.成膜剂保护剂覆盖在焊接部位,在焊接过程中起防止氧化作用的物质,焊接完成后,能形成一层保护膜.常用松香用保护剂,也可以添加少量的高分子成膜物质.2.活化剂焊剂去除氧化物的能力主要依靠有机酸对氧化物的溶解作用,这种作用由活化剂完成.活化剂一般选用具有一定热稳定性的有机酸.3.扩散性(表面活性剂)扩散剂可以改善焊剂的流动性和润湿性,其作用是降低焊剂的表面张力,并引导焊料向四周扩散,从面形成光滑的焊点.4.溶剂溶剂的作用是将松香,活性剂,扩散剂等物质溶解,配制液态焊剂,通常采用乙醇,异丙醇等助焊剂的主要指标•助焊剂的主要指标:外观、物理稳定性、比重、固态含量、可焊性、卤素含量、水萃取液电阻率、铜镜腐蚀性、表面绝缘电阻、酸值.下面简要对这些指标进行分解.•1.外观:助焊剂外观首先必须均匀,液态焊剂还需要透明(水基松香助焊剂则是乳状的).•2.物理稳定性:通常要求在一定的温度环境(一般5-45℃)下,产品能稳定存在.•3.比重:这是工艺选择与控制参数.•4.固态含量(不挥发物含量):表示的是焊剂中的非溶剂部分,实际上它不挥发物含量意义不同,数值也有差异,后者是从测试的角度讲的,它与焊接后的残留量有一定的对应关系,但并非唯一.•5.可焊性:指标非常关键,它表示助焊效果,以扩展率来表示,为了保证良好的焊接,一般控制在80-92之间.•6.卤素含量:这是以离子氯的含量来表示离子性的氯、溴、碘的总和.•7.水萃取液电阻率:该指标反映的是焊剂中导电离子的含量水平,阻值越,不离子含量越多,随着助焊剂向低固含免清方向发展,因此最新的ANSI/J-STD-004标准已经放弃该指标.•8.腐蚀性:助焊剂由于其可焊性的要求,必然会给PCB或焊点带来一定的腐蚀性,为了衡量腐蚀性的大小,铜板腐蚀测试反映的是焊后残留物的腐蚀性大小,铜镜腐蚀测试是使用当时的腐蚀性大小.其环境测试时间为10天(一般为7-10天).•9.表面绝缘阻抗:按GB或JIS标准的要求SIR值最低不能小于1010Ω,而J-STD-004则要求SIR值最低SIR值最低不能小于108Ω,由于试验方法不同,这两个要求的数值间没有可比性.•10.酸值:中和一克样品所需要的KOH的毫克数.助焊剂的主要指标的测试方法1.外观:用目测方法检验是否透明,是否有沉淀,分层和异物.2.比重:用比重计进行测试,同时在测试助焊剂的温度.(有机溶剂比重随温度变化而变化,温度每升高一度,比重下降0.001)3.酸价:称取2克左右的助焊剂,用25mlIPA溶剂稀释,再加三滴酚酞示剂,用0.1mol/L的氢氧化钾的滴定液进行滴定.(IPC-TM-650)4.计算公式:mgKOH/g(flux)=56.11VM/mV(ml):所耗标准氢氧化钾的滴定液的摩尔浓度．m:助焊剂的质量(g)助焊剂相关的概念•PH值:5ml助焊剂溶解于４５ml去离子水，用PH计进行测试.•助焊剂的PH值为3.0,测其酸根离子浓度为0.001mol／l•PH值＝-log〔H+〕酸性强弱是由物质的电离常数决定的．清洗剂参数介绍•１.闪点：表示可燃液体加热到液体表面上的蒸气和空气的混合物与火焰接触发生闪火时的最低温度．测定闪点有开口杯法和闭口杯法两种，一般前者用于测定高闪点液体，后者测定低闪点液体．（闪点低表示着火的危险性大，可是闪点不是指溶剂继续燃烧的温度，仅仅表示液面的蒸气可燃，要能够不断燃烧，必须连续产生蒸气．）•２.自燃点：指可燃物质在没有火焰、电火花等明火源的作用下，由于本身受空气氧化而放出热量，或受外界温度、湿度影响使其温度升高而引起燃烧的最低温度称为自燃点．臭氧危害物质Ozonedepletingsubstances•Chlorofluorocarbon(CFCs)氟氯烷碳化物•Hydrochlorofluorocarbon(HCFCS)氟氯氢烷碳化物•Halon海龙•CarbonTetrachloride(CCl4)四氯化碳•Methylchloroform=1,1,1-Trichlorothane(CH3CCl3)（1，1，1-三氯乙烷）•Bromomethane(CH3Br)溴代甲烷•Hydrobromofluorocarbon(HBFC)可能臭氧危害物质•Hydrofluorocarbon(HFC)•Perfluorocarbon(PFC)全氟化合物•Chlorinatedhydrocarbon(CHCs)氯碳氢化物助焊剂分类•用于焊接制程的助焊剂可分为三种基本的型式，每一种分类的特性皆与其助焊剂或助焊剂残渣皆为低度活性者•L=表示助焊剂本身或助焊剂残渣皆为低度活性者•M=表示助焊剂本身或助焊剂残渣为中度活性者•H=表示助焊剂本身或助焊剂残渣为高度活性者•若是含有松香的助焊剂,则在L、M、H代字后加上“R”J-STD-004焊剂活性分类的测试要求助焊剂分类铜镜试验卤素含量(定性)卤素含量(定量)腐蚀试验SIR必须大于108ΩL0铜镜无穿透现象通过0.0%无腐蚀清洗与未清洗L1通过0.5%M0铜镜无穿透性面积,50%通过0.0%轻微腐蚀清洗与未清洗M1不通过0.5-2.0%H0铜镜无穿透性面积50%通过0.0%较重腐蚀清洗H1不通过2.0%助焊剂活性分类助焊剂类别耐蚀试验CorosionResistcmceTests铜镜试验铬酸银试验腐蚀试验PC-TM-6502.3.3.2PC-TM-6502.3.3.3PC-TM-6502.6.1Ｌ铜镜不允许出现被除去的迹象（白色背景不可出现）对Class1及Class2而言，其卤化物须低于０.５％（指固形物而言必须通过铬酸银试验不可出现腐蚀,如周围有蓝/绿色边缘出现,则其FLUX需通过铬酸银试验Ｍ允许部份或全部份铜镜被除去卤化物应低于2%铜镜试验发生腐蚀时尚可允许,但是FLUX必须通过卤化物Ｈ铜镜全部被去除卤化物可高于2%可允许有严重的腐蚀出现J-STD-004•对于J-STD-004而言,没有不合格的助焊剂产品,仅仅类别不同而已.J-STD-004将所以的焊剂分成24个类别,涵了目前所有的焊剂类型,该标准根据助焊剂的主要组成材料将其分为四大类:松香型(Rosin,RO);树脂型(Resin,RE);有机酸型(organic,OR),无机酸型（Inorganic,IN),括号中为缩写字母代号。其次，根据铜镜试验的结果将焊剂的活性成分水平划分为三级：•Ｌ：表示助焊剂或是助焊剂的残留的活性低或无活性；•Ｍ：表示助焊剂或是助焊剂残留活性中性；•Ｈ：表示助焊剂或助焊剂的残留活性高助焊剂分类焊剂(主要)组成材料焊剂活性水平(含卤素量%)焊剂类型焊剂标识(代号)Rosin(RO)LOW(0.0%)L0ROL0LOW(0.5%)L1ROL1Moderate(0.0%)M0ROM0Moderate(0.5-2.0%)M1ROM1High(0.0%)H0ROH0High(2.0%)H1ROH1Resin(RE)Low(0.0%)L0RELOLow(0.5%)L1REL1Moderate(0.0%)M0REM0Moderate(0.5-2.0%)M1REM1High(0.0%)H0REH0High(2.0%)H1REH1焊剂(主要)组成材料焊剂活性水平(含卤素量%)焊剂类型焊剂标识(代号)Crganic(OR)LOW(0.0%)L0ORL0LOW(0.5%)L1ORL1Moderate(0.0%)M0ORM0Moderate(0.5-2.0%)M1ORM1High(0.0%)H0ORH0High(2.0%)H1ORH1Inorganic(IN)Low(0.0%)L0INL0Low(0.5%)L1INL1Moderate(0.0%)M0INM0Moderate(0.5-2.0%)M1INM1电子组装分级•第一级:消费性产品•Class1:ConsumeiProducts•此级包含关键用途的产品着重在可靠性及成本效益，而其使用寿命之延续并非主要目的所在，其产品的实例多在一般性消费用途上•第二级：一般工业级•Class2:Generalindustrial•此级含有高性能的商用工业级产品，对使用的延续已有所要求，对不间断执行事务的能力要求，则非关键所在．•第三级：高可靠度•Class3:HighReliability•此级的设备产品及持续的性能则为关键所在，任何设备发生停机时，都将无法容忍，或及设备是用维持生命者皆属此级各级组装板之试验条件助焊剂型式表面绝缘电阻（ＳＴＲ）的各项要求１２３50℃90%RH7days5050℃90%RH7days85℃85%RH7daysL残渣在“未清洗”(N)或“已清洗”(C)下均需达到108Ω之电阻值及格标准残渣在”未清洗”(N)或”已清洗”(C)下均需达到108Ω之电阻值及格标准残渣在”未清洗”(N)或”已清洗”(C)下均需达到108Ω之电阻值及格标准M残渣在“未清洗”（N）或“已清洗”（C）下均需达到108Ω之电阻值及格标准残渣在“未清洗”（N）或“已清洗”（C）下均需达到108Ω之电阻值及格标准残渣在“未清洗”（N）或“已清洗”（C）下均需达到108Ω之电阻值及格标准H残渣已清洗后（C）其电阻值需达到108Ω残渣已清洗后（C）其电阻值需达到108Ω残渣已清洗后（C）其电阻值需达到108Ω助焊剂型式之间字码说明•1.2.3=表示已做绝缘电阻试验且已及格者•X=表示已清洗或未清洗之组装品，及绝缘电阻试验不及