助焊劑(jì)的介紹(shào)和案例(li)分享

 

對(duì)助焊劑(ji)的要求(qiu)：

1. 熔(rong)點應低(dī)于焊料(liào)。

2. 表(biao)面張力(lì)，粘度，比(bǐ)重小于(yú)焊料。

3. 殘渣(zhā)容易清(qīng)除或者(zhě)不需去(qù)除。

4. 不能腐(fu)蝕母材(cái)

5. 不(bú)産生有(yǒu)害氣體(tǐ)和刺激(jī)性味道(dao)。

 

          助焊反(fan)應

 

助焊劑(jì)的最主(zhu)要的任(ren)務是除(chu)去金屬(shǔ)氧化物(wù)。助焊劑(ji)反應的(de)最通常(cháng)的類型(xíng)是酸基(ji)反應。

在 助(zhu)焊劑和(he)金屬氧(yǎng)化物之(zhī)間的反(fǎn)應可由(yóu)下面簡(jian)單的方(fāng)🐇程式舉(jǔ)例說明(míng)

1. １．酸基反(fan)應

 

 

第二級(ji)别 – 專(zhuān)用服務(wù)類電子(zǐ)産品

包括通(tōng)訊設備(bei)，複雜的(de)工商業(yè)設備和(he)高性能(neng)，長壽命(ming)測量儀(yi)器等。這(zhe)類設備(bèi)希望能(néng) “ 不(bú)中斷 ” 工

作，但這(zhe)又不一(yi)定必須(xū)要達到(dào)的條件(jian)。在通常(cháng)使用環(huan)境下🤩，這(zhe)類🈲設備(bèi)不應該(gāi)發生故(gù)障。

第(dì)二級别(bié)産品例(li)子：信息(xi)技術 / 通(tōng)訊設備(bei)

這類(lèi)組裝是(shi)最複雜(za)的。大部(bu)份的生(shēng)産線是(shi)雙面表(biao)面貼🔴裝(zhuang)先回流(liú)後波峰(fēng)焊或是(shi)先回流(liú)，貼片膠(jiāo)和

最(zuì)後波峰(fēng)焊。在這(zhe)兩種技(jì)術，組裝(zhuang)闆是經(jing)過兩次(ci)受熱然(rán)後🚶才波(bō)峰焊。通(tōng)常這些(xiē)組裝是(shì)布滿大(dà)量零

件，熱量(liàng)密度大(da)，零件高(gāo)度大和(he)多層闆(pan)。前面受(shou)熱次數(shù)及在熱(rè)量密度(du)大的組(zǔ)裝時會(hui)引緻焊(hàn)盆的氧(yǎng)化💃🏻

而(er)挑戰助(zhu)焊劑的(de)能力，殘(cán)留物的(de)外觀也(ye)會考慮(lü)，低殘🙇🏻留(liu)物成爲(wei)必要的(de)要求。

受熱的(de)次數，高(gāo)複雜性(xing)，和低殘(cán)留物的(de)要求要(yào)求助焊(hàn)劑🌈要有(you)🔴一定的(de)活性，低(dī)固含量(liang)及不同(tóng)熱容量(liàng)元 件(jiàn)的影響(xiǎng)。助焊劑(ji)可以是(shi)水性或(huo)醇基的(de)。 水性(xing)的在某(mou)些受 VOC 排(pái)放管制(zhi)地區是(shì)首選。但(dan)因爲會(hui)要多些(xiē)熱能才(cai)能将水(shuǐ)揮發通(tōng)常都對(duì)預熱比(bi)較 敏(mǐn)感。波峰(feng)焊可以(yi)組合多(duo)段預熱(rè)器（最好(hao)加入頂(dǐng)部預熱(rè)器）。有一(yi)或多段(duan)對流預(yu)熱器是(shì)最有效(xiào)的。 醇(chun)類助焊(hàn)劑是比(bǐ)較不受(shou)波峰焊(han)機的組(zǔ)合影響(xiang)，可以不(bu)💁使🚶用對(dui)流預熱(re)。低殘留(liú)物和經(jing)常針測(ce)常會選(xuǎn)🚶用 無(wú)松香的(de)助焊劑(ji)，最常用(yong)的助焊(hàn)劑在低(di)固含，無(wú)松香和(he)活🙇🏻性強(qiang)一些的(de)。選用類(lèi)别 ROL0 ， ROL1, ROM0 ， ORL0 及 ORM0 。對 FR4 組(zu)裝， ORM0 類的(de)助焊劑(jì)是可以(yǐ)接受的(de)。如果使(shi)用紙闆(pǎn)， 這是(shì)有 可(ke)靠性的(de)隐憂。

第三級(ji)别 – 高(gao)性能電(diàn)子産品(pin)

包括(kuò)持續運(yun)行或嚴(yan)格按指(zhǐ)令運行(háng)的設備(bei)和産品(pǐn)。這類産(chan)品在使(shi)用不能(néng)出現中(zhōng)斷，例如(ru)救生設(shè)備或飛(fei) 行控(kong)制系統(tǒng)。符合該(gai)級别要(yào)求的組(zu)件産品(pǐn)适用于(yú)高保證(zhèng)要求，高(gao)服務要(yào)求，或者(zhě)最終産(chǎn)品使用(yong)環境 條件異(yì)常苛刻(ke)。

第(di)三級别(bie)産品的(de)例子：汽(qì)車電子(zǐ)

在組(zǔ)裝考慮(lü)方面，汽(qi)車電子(zi)是屬于(yu)中等複(fú)雜性的(de)産品。設(she)計❄️的重(zhòng)要考慮(lǜ)是電性(xing)及機械(xiè)性的可(kě)靠度。 相對很(hěn)多二級(jí)産品， PCB 的(de)面積較(jiao)小，層數(shù)較少〈少(shao)于 8 〉─較低(di)的連接(jiē)密度。 PCB 主(zhu)要是用(yong)有 鍍(du)穿孔的(de) FR4 環氧基(jī)樹脂玻(bo)璃纖維(wei)型的。這(zhè)類别的(de)主要要(yao)求是在(zai)相對🐇高(gāo)📱壓及苛(kē)刻環境(jing)狀況下(xia)能保 證電性(xing)化學的(de)可靠性(xìng)，并且在(zai)制程中(zhong)達到穩(wen)定焊接(jie)效果及(jí)🚶高良率(lǜ)，這可靠(kào)性要求(qiu)其助焊(han)劑需要(yào)具有 松香及(jí)不含鹵(lǔ)素。松香(xiāng)提供焊(han)接穩定(dìng)的高良(liang)率及♍長(zhǎng)期的⛹🏻‍♀️可(ke)❄️靠性，沒(mei)有鹵素(su)更可使(shǐ)殘留的(de)可靠性(xing)得以 改善。雖(sui)然可使(shi)用水基(jī)助焊劑(ji)，但醇基(ji)更常用(yòng)。因爲💘醇(chun)㊙️基焊劑(ji)是對預(yù)熱更兼(jiān)容及其(qi)良好的(de)濕潤性(xing)有 助(zhu)填孔。對(dui)于無鉛(qiān)汽車組(zu)裝産品(pǐn)，最合理(lǐ)的選擇(zé)是醇基(ji)，具松✨香(xiāng)，無鹵素(su)的助焊(hàn)劑─分類(lèi)爲 ROL0 ， ROM0 ， REL0 或 REM0 。

                無鉛焊(hàn)接的特(te)點

 

當(dāng) PCB 以 V 0 =V X   沿前頭(tóu)所示方(fang)向運動(dong)時，此時(shí) O-O 和 P-P 斷面(mian)的流體(tǐ)速度的(de)分布就(jiù)出現了(le)變化。

粘性流(liu)體質點(diǎn)在壁面(mian)切線方(fāng)向的切(qiē)向速度(du) VC 等于剛(gang)壁上相(xiàng)應點的(de)切向速(su)度 V0 ，即： V C = V 0

即(jí)貼近界(jiè)壁的流(liú)體質點(diǎn)和界壁(bi)上相應(yīng)點具有(yǒu)相同🌈的(de)速😄度。在(zài) O-O 斷面上(shang)，流體速(sù)度零點(dian)将不再(zai)出現 界壁上(shàng)，而是偏(pian)向流體(tǐ)内側的(de) A-A 面上，管(guǎn)道内的(de)最大速(su)度線也(ye)将由 N-N 移(yí)到 N ′ -N ′面上(shang)。我們 把速度(du)零線與(yu) PCB 下側面(mian)之間的(de)流體層(ceng)稱爲 附面層(ceng) 。此時(shi)在附面(mian)層内存(cún)在旋渦(wō)運動。在(zài)此層内(nei)，沿 PCB 表面(miàn)的切線(xian)方向速(sù)度變化(huà)很大。因(yīn)而在 PCB 表(biao)面法線(xian)方向上(shang)的速度(du)梯度很(hěn)大，它将(jiang)加劇粘(zhan)性流 體質點(diǎn)粘附在(zài)剛壁上(shàng)。根據次(ci)現象波(bo)峰焊接(jie)中 PCB 與液(ye)态銲料(liào)作相對(dui)運動時(shí)，就必然(rán)要攜帶(dai)爲數不(bú)♈ 少的(de)被粘附(fu)在基體(ti)金屬表(biǎo)面的液(ye)态銲料(liao)一道前(qian)進，這正(zhèng)好構成(cheng)了拉尖(jian)和橋連(lián)的必然(ran)條件。

 

因此 PCB 的(de)運動速(sù)度（ V 0 ）相對于(yú)波峰中(zhong)流體逆(nì)向流動(dòng)的速度(du)（ V 1 ）愈(yu)大，被攜(xie)帶的銲(hàn)料愈多(duō)，拉 尖(jiān)和橋連(lian)也就愈(yu)嚴重。因(yin)此，放慢(man) PCB 的運動(dong)速度（ V 0 ）或者(zhe)加快流(liú)體逆向(xiàng)流動的(de)速度（ V 1 ），就 可以壓(ya)縮附面(miàn)層的厚(hòu)度，因而(er)有力的(de)抑制了(le)附面層(céng)内的旋(xuan)🎯渦運動(dòng)。粘附在(zài) PCB 壁面上(shàng)的随 PCB 一(yī)道 運(yun)動的多(duō)餘焊料(liao)被大量(liang)抑制了(le)，也就有(yǒu)效的抑(yi)制🏃🏻‍♂️了拉(lā)尖和橋(qiao)連的發(fā)生幾率(lü)。

 

對(duì)于 P- P 斷面(miàn)的情況(kuàng)就與 O-O 斷(duàn)面有所(suǒ)不同。由(you)于此時(shi) PCB 的運動(dong)方向（ V 0 ）與流(liu)體順向(xiang)流速方(fang)向 （ V 2 ）是相(xiang)同的，故(gu)不存在(zai)附面層(céng)的問題(ti)，也就不(bu)存在銲(han)料💘回流(liu)🐅所形成(chéng)的旋渦(wo)運動。調(diao)節流體(tǐ)順向 流速（ V 2 ）的大(da)小，就可(kě)以在 PCB 與(yu)波峰脫(tuo)離處獲(huò)得最佳(jiā)的脫離(lí)條件。

 

  焊料波(bo)速對波(bo)峰焊接(jiē)效果的(de)影響

當 PCB 進入(ru)波峰工(gong)作區間(jian)時，由于(yu) PCB 的運動(dòng)方向與(yu)銲料流(liú)動方向(xiàng)是相反(fan)的，所以(yi)在貼近(jìn) PCB 的下 表面存(cún)在着一(yi)個附面(mian)層。附面(mian)層的厚(hou)度是與(yu) PCB 的夾送(song)速度和(he)逆 PCB 運動(dong)方向的(de)流體流(liú)速的大(da)小有 關系。 例如當(dāng) PCB 的速度(du)一定時(shi)增大逆(ni)向的流(liu)體流動(dong)速度，那(nà)麽附面(mian)💔層的厚(hòu)度就将(jiāng)變薄，從(cóng)而渦流(liú)現象将(jiāng) 明顯(xian)減弱。焊(hàn)料流體(tǐ)對 PCB 的逆(nì)向擦洗(xi)作用将(jiang)明顯增(zeng)強，顯然(rán)就不容(rong)易産生(shēng)拉尖和(hé)橋連現(xiàn)象，但很(hen) 可能(néng)将形成(cheng)焊點的(de)正常輪(lún)廓所需(xū)要的焊(hàn)料量也(ye)被過量(liàng)🤞的擦洗(xi)掉了，因(yīn)而造成(chéng)焊點吃(chi)錫不夠(gou)、幹癟、 輪廓不(bu)對稱等(děng)缺陷。反(fǎn)之流體(tǐ)速度太(tai)低，擦洗(xǐ)作用💞減(jiǎn)少，焊點(diǎn)豐滿了(le)，但産生(sheng)拉尖和(he)橋連的(de)概率也(yě) 增大(da)了。因此(cǐ)對某一(yī)特定的(de) PCB 及其速(su)度都對(duì)應着一(yi)個最佳(jia)的流體(ti)速度。

銲料(liao)波峰的(de)類型及(ji)其特點(diǎn)

目(mu)前在工(gōng)業生産(chǎn)中運行(hang)的波峰(fēng)焊接設(she)備多種(zhong)多樣🎯，從(cóng)銲料波(bo)峰形狀(zhuàng)的類型(xíng)來看，這(zhe)些裝置(zhì)大緻可(ke)分 成(chéng)兩類。即(ji)：

（ 1 ） 單向(xiang)波峰式(shi)

這(zhe)種噴嘴(zui)波峰銲(han)料從一(yī)個方向(xiàng)流出的(de)結構，在(zài)早期的(de)設備上(shàng)比較多(duo)見。現在(zài)，除空心(xin)波以外(wai)，其它 單向波(bō)形在較(jiào)新的機(jī)器上，已(yǐ)不多見(jiàn)了。

（ 2 ） 雙(shuang)向波峰(feng)式

  這(zhe)種雙向(xiang)波峰系(xì)統的特(te)性是從(cóng)噴嘴内(nèi)出來的(de)銲料到(dào)達噴嘴(zuǐ)頂部後(hou)，同時向(xiang)前、後兩(liang)個方向(xiang)流動， 如圖所(suǒ)示。根據(ju)應用的(de)需要，這(zhè)種分流(liu)可以是(shi)對稱的(de)也可以(yi)🥵是不對(dui)稱，甚至(zhì)在沿傳(chuan)送的後(hòu)方向增(zēng)加♊ 了(le)延伸器(qi)，以使波(bo)峰在 PCB 拖(tuō)動方向(xiàng)上變寬(kuan)變平以(yi)減少脫(tuo)離角。

 

        案例分(fen)析 ( 錫珠(zhū)）