助焊劑的介(jiè)紹和案例分享

 

對(duì)助焊劑的要求：

1. 熔點應低于焊料(liào)。

2. 表面張力，粘度(du)，比重小于焊料。

3. 殘渣容易清除或(huò)者不需去除。

4. 不(bú)能腐蝕母材

5. 不(bú)産生有害氣體和(he)刺激性味道。

 

          助焊反應(yīng)

 

助焊劑的最主(zhǔ)要的任務是除去(qù)金屬氧化物。助焊(hàn)劑反應的最💃通常(chang)的類型是酸基反(fǎn)應。

在 助焊劑和(he)金屬氧化物之間(jiān)的反應可由下面(mian)簡單的方程式舉(ju)例說明

1. １．酸基反應

 

 

第二級别 – 專用服務類電子(zǐ)産品

包(bao)括通訊設備，複雜(za)的工商業設備和(he)高性能，長壽命測(ce)量儀🔞器等。這類設(she)備希望能 “ 不中(zhong)斷 ” 工

作，但這又不一定(ding)必須要達到的條(tiáo)件。在通常使用環(huan)境下，這🌈類設備不(bu)應該發生故障。

第二級别(bié)産品例子：信息技(jì)術 / 通訊設備

這類組裝是最(zuì)複雜的。大部份的(de)生産線是雙面表(biao)面貼裝先回流後(hou)波峰焊或是先回(huí)流，貼片膠和

最後波峰焊(hàn)。在這兩種技術，組(zǔ)裝闆是經過兩次(ci)受熱㊙️然後才波峰(fēng)焊。通常這些組裝(zhuang)是布滿大量零

件，熱量密(mi)度大，零件高度大(dà)和多層闆。前面受(shòu)熱次數及在📞熱量(liàng)密度大的組裝時(shi)會引緻焊盆的氧(yǎng)化

而挑(tiāo)戰助焊劑的能力(lì)，殘留物的外觀也(ye)會考慮，低殘留物(wu)成爲🔴必要的要求(qiú)。

受熱的(de)次數，高複雜性，和(he)低殘留物的要求(qiu)要求助焊劑要有(you)一定的活性，低固(gù)含量及不同熱容(róng)量元 件(jiàn)的影響。助焊劑可(ke)以是水性或醇基(ji)的。 水性(xìng)的在某些受 VOC 排放管(guǎn)制地區是首選。但(dàn)因爲會要多些熱(rè)能才能将水揮發(fā)通常都對預熱比(bǐ)較 敏感(gan)。波峰焊可以組合(he)多段預熱器（最好(hao)加入頂部預熱器(qì)）。有一🐕或多段對流(liú)預熱器是最有效(xiào)的。 醇類(lèi)助焊劑是比較不(bú)受波峰焊機的組(zǔ)合影響，可以👅不使(shǐ)用對流預熱。低殘(can)留物和經常針測(cè)常會選用 無松香的助焊(hàn)劑，最常用的助焊(han)劑在低固含，無松(sōng)香🔴和活🚶性強一些(xie)的。選用類别 ROL0 ， ROL1, ROM0 ， ORL0 及 ORM0 。對 FR4 組裝， ORM0 類的(de)助焊劑是可以接(jie)受的。如果使用紙(zhi)闆， 這是(shì)有 可靠(kào)性的隐憂。

第三級别 – 高性能電子産(chan)品

包括(kuò)持續運行或嚴格(gé)按指令運行的設(shè)備和産品。這類産(chǎn)品在使用不能出(chu)現中斷，例如救生(shēng)設備或👄飛 行控制系統。符(fu)合該級别要求的(de)組件産品适用于(yú)高保證要求，高服(fú)務要求，或者最終(zhōng)産品使用環境 條件異常(chang)苛刻。

第三級别(bie)産品的例子：汽車(che)電子

在(zài)組裝考慮方面，汽(qi)車電子是屬于中(zhōng)等複雜性的🔆産品(pin)。設計的🌂重要考慮(lǜ)是電性及機械性(xìng)的可靠度🚶。 相對很多二級(ji)産品， PCB 的面積較小，層(ceng)數較少〈少于 8 〉─較低的(de)連接密度。 PCB 主要是用(yòng)有 鍍穿(chuān)孔的 FR4 環氧基樹脂玻(bō)璃纖維型的。這類(lèi)别的主要要求是(shì)在相對高壓及苛(kē)刻環境狀況下能(neng)保 證電(diàn)性化學的可靠性(xing)，并且在制程中達(dá)到穩定焊接效果(guo)及高良率，這可靠(kào)性要求其助焊劑(ji)需要具有 松香及不含鹵(lu)素。松香提供焊接(jiē)穩定的高良率及(ji)長期的可🥰靠㊙️性，沒(mei)有鹵素更可使殘(can)留的可靠性得以(yi) 改善。雖(suī)然可使用水基助(zhu)焊劑，但醇基更常(chang)用。因爲🈲醇基📐焊劑(jì)是對預熱更兼容(róng)及其良好的濕潤(rùn)性有 助(zhu)填孔。對于無鉛汽(qì)車組裝産品，最合(he)理的選擇是醇基(jī)✌️，具松香，無鹵素的(de)助焊劑─分類爲 ROL0 ， ROM0 ， REL0 或 REM0 。

                無鉛焊接的特點(dian)

 

當 PCB 以 V 0 =V X   沿前(qian)頭所示方向運動(dòng)時，此時 O-O 和 P-P 斷面的流體(ti)速度的分布就出(chu)現了變化。

粘性流體質點(diǎn)在壁面切線方向(xiàng)的切向速度 VC 等于剛(gang)壁上相應點的切(qiē)向速度 V0 ，即： V C = V 0

即貼近界壁的(de)流體質點和界壁(bì)上相應點具有相(xiang)同🔞的📧速度。在 O-O 斷面上(shang)，流體速度零點将(jiang)不再出現 界壁上，而是偏(pian)向流體内側的 A-A 面上(shàng)，管道内的最大速(sù)度線也将由 N-N 移到 N ′ -N ′面上。我(wǒ)們 把速(sù)度零線與 PCB 下側面之(zhi)間的流體層稱爲(wei) 附面層(ceng) 。此時在(zài)附面層内存在旋(xuan)渦運動。在此層内(nèi)，沿 PCB 表面的切線方向(xiàng)速度變化很大。因(yīn)而在 PCB 表面法線方向(xiàng)上的速度梯度很(hěn)大，它将加劇粘性(xing)流 體質(zhì)點粘附在剛壁上(shàng)。根據次現象波峰(feng)焊接中 PCB 與液态銲料(liao)作相對運動時，就(jiu)必然要攜帶爲數(shù)不 少的(de)被粘附在基體金(jin)屬表面的液态銲(han)料一道前進，這🏃正(zhèng)好構成了拉尖和(he)橋連的必然條件(jian)。

 

因此 PCB 的運(yùn)動速度（ V 0 ）相對于(yu)波峰中流體逆向(xiang)流動的速度（ V 1 ）愈(yu)大，被攜帶的銲料(liao)愈多，拉 尖和橋連也就愈(yu)嚴重。因此，放慢 PCB 的運(yun)動速度（ V 0 ）或者加(jia)快流體逆向流動(dong)的速度（ V 1 ），就 可以壓縮附(fù)面層的厚度，因而(ér)有力的抑制了附(fù)面層✂️内的⁉️旋渦運(yùn)動。粘附在 PCB 壁面上的(de)随 PCB 一道 運(yun)動的多餘焊料被(bei)大量抑制了，也就(jiu)有效的抑制了拉(lā)尖和橋連的發生(sheng)幾率。

 

對于 P- P 斷面的(de)情況就與 O-O 斷面有所(suǒ)不同。由于此時 PCB 的運(yùn)動方向（ V 0 ）與流體(tǐ)順向流速方向 （ V 2 ）是相同(tóng)的，故不存在附面(miàn)層的問題，也就不(bu)存在銲料回流所(suǒ)形成的旋渦運動(dong)。調節流體順向 流速（ V 2 ）的(de)大小，就可以在 PCB 與波(bō)峰脫離處獲得最(zuì)佳的脫離條件。

 

  焊料波速對(dui)波峰焊接效果的(de)影響

當(dang) PCB 進(jin)入波峰工作區間(jian)時，由于 PCB 的運動方向(xiàng)與銲料流動方向(xiàng)是相反的，所以在(zài)貼近 PCB 的下 表面存在着一個(gè)附面層。附面層的(de)厚度是與 PCB 的夾送速(sù)度和逆 PCB 運動方向的(de)流體流速的大小(xiao)有 關系(xi)。 例如當(dāng) PCB 的(de)速度一定時增大(dà)逆向的流體流動(dòng)速度，那麽附面層(céng)的厚度就将變薄(báo)，從而渦流現象将(jiāng) 明顯減(jian)弱。焊料流體對 PCB 的逆(nì)向擦洗作用将明(ming)顯增強，顯然就不(bú)容易産生拉尖和(hé)橋連現象，但很 可能将形(xing)成焊點的正常輪(lun)廓所需要的焊料(liao)量也被過量的擦(ca)洗掉了，因而造成(cheng)焊點吃錫不夠、幹(gan)癟、 輪廓(kuò)不對稱等缺陷。反(fǎn)之流體速度太低(dī)，擦洗作用減少，焊(hàn)點豐滿了，但産生(shēng)拉尖和橋連的概(gai)率也 增(zēng)大了。因此對某一(yī)特定的 PCB 及其速度都(dōu)對應着一個最佳(jiā)的流體速度。

銲(hàn)料波峰的類型及(jí)其特點

目前在(zai)工業生産中運行(hang)的波峰焊接設備(bèi)多種多樣，從銲料(liào)波峰形狀的類型(xíng)來看，這些裝置大(dà)緻可分 成兩類。即：

（ 1 ） 單(dan)向波峰式

這種(zhong)噴嘴波峰銲料從(cóng)一個方向流出的(de)結構，在早期💔的設(she)備上比較多見。現(xian)在，除空心波以外(wài)，其它 單(dān)向波形在較新的(de)機器上，已不多見(jian)了。

（ 2 ） 雙向波峰(fēng)式

  這種雙(shuāng)向波峰系統的特(te)性是從噴嘴内出(chū)來的銲料到👅達噴(pen)嘴頂部後，同時向(xiang)前、後兩個方向流(liu)動， 如圖(tu)所示。根據應用的(de)需要，這種分流可(kě)以是對稱的也可(ke)以是不對稱，甚至(zhi)在沿傳送的後方(fāng)向增加 了延伸器，以使波(bo)峰在 PCB 拖動方向上變(bian)寬變平以減少脫(tuo)離角。

 

        案(an)例分析 ( 錫珠）