助焊劑(jì)的介紹(shao)和案例(lì)分享

 

對(dui)助焊劑(ji)的要求(qiú)：

1. 熔(rong)點應低(di)于焊料(liao)。

2. 表(biǎo)面張力(lì)，粘度，比(bi)重小于(yú)焊料。

3. 殘渣(zha)容易清(qing)除或者(zhe)不需去(qu)除。

4. 不能腐(fǔ)蝕母材(cai)

5. 不(bu)産生有(yǒu)害氣體(ti)和刺激(jī)性味道(dào)。

 

          助焊反(fan)應

 

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

在 助(zhù)焊劑和(hé)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(fǎn)應

 

 

第二級(ji)别 – 專(zhuan)用服務(wu)類電子(zǐ)産品

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

作，但這(zhe)又不一(yi)定必須(xu)要達到(dào)的條件(jiàn)。在通常(cháng)使用環(huan)境下🈲，這(zhe)💔類🏃‍♂️設備(bèi)不應該(gai)發生故(gu)障。

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

這類(lei)組裝是(shi)最複雜(zá)的。大部(bù)份的生(shēng)産線是(shì)雙面表(biǎo)面貼裝(zhuāng)先🔞回流(liú)後波峰(feng)焊或是(shì)先回流(liú)，貼片膠(jiao)和

最(zuì)後波峰(feng)焊。在這(zhè)兩種技(ji)術，組裝(zhuang)闆是經(jing)過兩次(cì)受熱然(ran)後才波(bō)☔峰焊。通(tong)常這些(xiē)組裝是(shì)布滿大(dà)量零

件，熱量(liàng)密度大(dà)，零件高(gao)度大和(hé)多層闆(pǎn)。前面受(shou)熱次😄數(shù)及在熱(rè)量密度(du)大的組(zu)裝時會(huì)引緻焊(hàn)盆的氧(yang)化

而(ér)挑戰助(zhu)焊劑的(de)能力，殘(can)留物的(de)外觀也(yě)會考慮(lǜ)，低殘留(liu)❗物成爲(wèi)必要的(de)要求。

受熱的(de)次數，高(gao)複雜性(xing)，和低殘(cán)留物的(de)要求要(yao)求助焊(hàn)🌈劑🏃🏻要有(you)一定的(de)活性，低(di)固含量(liang)及不同(tóng)熱容量(liang)元 件(jiàn)的影響(xiang)。助焊劑(ji)可以是(shì)水性或(huò)醇基的(de)。 水性(xing)的在某(mǒu)些受 VOC 排(pái)放管制(zhi)地區是(shi)首選。但(dàn)因爲會(huì)要多些(xie)熱能才(cai)能🙇‍♀️将水(shuǐ)揮發通(tōng)常都對(duì)預熱比(bǐ)較 敏(mǐn)感。波峰(fēng)焊可以(yǐ)組合多(duō)段預熱(re)器（最好(hǎo)加入頂(dǐng)部👣預熱(re)器）。有一(yi)或多段(duan)對流預(yu)熱器是(shi)最有效(xiào)的。 醇(chun)類助焊(han)劑是比(bi)較不受(shòu)波峰焊(hàn)機的組(zu)合影響(xiang)，可⭕以不(bú)使用對(duì)流預熱(rè)。低殘留(liu)物和經(jīng)常針測(cè)常會選(xuǎn)用 無(wu)松香的(de)助焊劑(jì)，最常用(yong)的助焊(hàn)劑在低(di)固含，無(wú)松香和(he)活🎯性強(qiáng)一些的(de)。選用類(lèi)别 ROL0 ， ROL1, ROM0 ， ORL0 及 ORM0 。對 FR4 組(zǔ)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(gāo)性能電(diàn)子産品(pǐn)

包括(kuò)持續運(yun)行或嚴(yán)格按指(zhi)令運行(háng)的設備(bei)和産品(pin)❄️。這✌️類⁉️産(chan)📐品在使(shǐ)用不能(néng)出現中(zhōng)斷，例如(rú)救生設(shè)備或飛(fei) 行控(kòng)制系統(tong)。符合該(gai)級别要(yao)求的組(zu)件産品(pin)适用于(yú)高保證(zhèng)要求，高(gao)服務要(yao)求，或者(zhe)最終産(chan)品使用(yong)環境 條件異(yi)常苛刻(ke)。

第(dì)三級别(bié)産品的(de)例子：汽(qi)車電子(zi)

在組(zu)裝考慮(lü)方面，汽(qi)車電子(zǐ)是屬于(yú)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(xie)性的可(ke)靠度。 相對很(hěn)多二級(jí)産品， PCB 的(de)面積較(jiao)小，層數(shu)較少〈少(shao)于 8 〉─較低(di)的連接(jiē)密度。 PCB 主(zhǔ)要是用(yong)有 鍍(du)穿孔的(de) FR4 環氧基(jī)樹脂玻(bō)璃纖維(wei)型的。這(zhè)類别的(de)主要要(yào)求是在(zài)相對高(gao)壓及苛(ke)刻環境(jing)狀況下(xià)能保 證電性(xing)化學的(de)可靠性(xìng)，并且在(zài)制程中(zhōng)達到穩(wen)定焊接(jie)效果及(ji)高良率(lǜ)，這可靠(kao)性要求(qiú)其助焊(han)劑需要(yao)具有 松香及(jí)不含鹵(lǔ)素。松香(xiang)提供焊(han)接穩定(ding)的高良(liang)率及長(zhǎng)期的🌈可(ke)靠性，沒(mei)有鹵素(sù)更可使(shi)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(jì)，但醇基(jī)更常用(yong)。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(duì)于無鉛(qian)汽車組(zu)裝産品(pǐn)，最合理(li)的選擇(ze)是醇基(ji)，具♉松香(xiang)，無鹵素(sù)的助焊(han)劑─分類(lei)爲 ROL0 ， ROM0 ， REL0 或 REM0 。

                無鉛焊(hàn)接的特(te)點

 

當(dang) 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(miàn)的流體(tǐ)速度的(de)分布就(jiu)出現了(le)變化。

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

即(ji)貼近界(jiè)壁的流(liu)體質點(diǎn)和界壁(bì)上相應(ying)點具有(you)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(shang)，而是偏(pian)向流體(tǐ)内側的(de) A-A 面上，管(guan)道内的(de)最大速(su)度線也(yě)将由 N-N 移(yi)到 N ′ -N ′面上(shang)。我們 把速度(du)零線與(yǔ) PCB 下側面(mian)之間的(de)流體層(ceng)稱爲 附面層(céng) 。此時(shi)在附面(mian)層内存(cun)在旋渦(wo)運動。在(zai)此層内(nèi)，沿 PCB 表面(mian)的切線(xiàn)方向速(sù)度變化(huà)很大。因(yīn)而在 PCB 表(biǎo)面法線(xiàn)方向上(shang)的速度(dù)梯度很(hěn)大，它将(jiāng)加劇粘(zhān)性流 體質點(dian)粘附在(zai)剛壁上(shang)。根據次(cì)現象波(bo)峰焊接(jie)中 PCB 與液(yè)态銲料(liao)作相對(dui)運動時(shí)，就必然(ran)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(chéng)了拉尖(jian)和橋連(lián)的必然(rán)條件。

 

因此 PCB 的(de)運動速(sù)度（ V 0 ）相對于(yú)波峰中(zhōng)流體逆(nì)向流動(dong)的速度(du)（ V 1 ）愈(yu)大，被攜(xie)帶的銲(hàn)料愈多(duō)，拉 尖(jian)和橋連(lián)也就愈(yù)嚴重。因(yin)此，放慢(man) PCB 的運動(dòng)速度（ V 0 ）或者(zhě)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(hou)度，因而(ér)有力的(de)抑制了(le)附面層(ceng)内的旋(xuán)渦運動(dong)。粘附在(zài) PCB 壁面上(shàng)的随 PCB 一(yi)道 運(yùn)動的多(duo)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(fa)生幾率(lü)。

 

對(dui)于 P- P 斷面(miàn)的情況(kuàng)就與 O-O 斷(duan)面有所(suǒ)不同。由(you)于此時(shi) PCB 的運動(dong)方向（ V 0 ）與流(liú)體順向(xiang)流速方(fāng)向 （ V 2 ）是相(xiàng)同的，故(gu)不存在(zai)附面層(ceng)的問題(ti)，也就不(bú)存在銲(han)料回流(liu)🔆所形成(cheng)的旋渦(wo)運動。調(diào)節流體(ti)順向 流速（ V 2 ）的大(dà)小，就可(ke)以在 PCB 與(yǔ)波峰脫(tuō)離處獲(huo)得最佳(jiā)的脫離(lí)條件。

 

  焊料波(bo)速對波(bo)峰焊接(jie)效果的(de)影響

當 PCB 進入(rù)波峰工(gōng)作區間(jiān)時，由于(yu) PCB 的運動(dong)方向與(yǔ)銲料流(liú)動方向(xiàng)是相反(fǎn)的，所以(yǐ)在貼近(jìn) PCB 的下 表面存(cún)在着一(yi)個附面(miàn)層。附面(miàn)層的厚(hòu)度是與(yǔ) PCB 的夾送(song)速度和(he)逆 PCB 運動(dong)方向的(de)流體流(liu)速的大(da)小有 關系。 例如當(dang) PCB 的速度(dù)一定時(shi)增大逆(ni)向的流(liu)體流動(dòng)速度，那(na)麽附面(miàn)層的💰厚(hòu)♍度就将(jiang)變薄，從(cong)而渦流(liú)現象将(jiang) 明顯(xiǎn)減弱。焊(hàn)料流體(tǐ)對 PCB 的逆(ni)向擦洗(xǐ)作用将(jiāng)明顯增(zeng)強，顯然(rán)就不容(róng)易産生(shēng)拉尖和(hé)橋連現(xiàn)象，但很(hen) 可能(néng)将形成(chéng)焊點的(de)正常輪(lún)廓所需(xu)要的焊(han)料量也(yě)被過🈲量(liang)的擦洗(xi)掉了，因(yīn)而造成(cheng)焊點吃(chī)錫不夠(gòu)、幹癟、 輪廓不(bu)對稱等(deng)缺陷。反(fan)之流體(tǐ)速度太(tài)低，擦洗(xǐ)作用減(jiǎn)少，焊點(diǎn)豐滿了(le)，但産生(shēng)拉尖和(hé)橋連的(de)概率也(ye) 增大(da)了。因此(cǐ)對某一(yi)特定的(de) PCB 及其速(su)度都對(duì)應着一(yī)個最佳(jia)的流體(ti)速度。

銲料(liao)波峰的(de)類型及(jí)其特點(diǎn)

目(mù)前在工(gōng)業生産(chan)中運行(hang)的波峰(fēng)焊接設(shè)備多種(zhong)多樣，從(cong)銲料波(bo)峰形狀(zhuàng)的類型(xing)來看，這(zhè)些裝置(zhi)大緻可(kě)分 成(chéng)兩類。即(jí)：

（ 1 ） 單向(xiang)波峰式(shì)

這(zhe)種噴嘴(zui)波峰銲(hàn)料從一(yī)個方向(xiàng)流出的(de)結構，在(zài)早期的(de)設備⚽上(shang)比較多(duō)見。現在(zai)，除空心(xīn)波以外(wai)，其它 單向波(bō)形在較(jiao)新的機(ji)器上，已(yi)不多見(jiàn)了。

（ 2 ） 雙(shuāng)向波峰(feng)式

  這(zhè)種雙向(xiang)波峰系(xì)統的特(tè)性是從(cóng)噴嘴内(nei)出來的(de)銲料到(dao)達噴嘴(zui)頂部後(hou)，同時向(xiang)前、後兩(liang)個方向(xiang)流動， 如圖所(suo)示。根據(ju)應用的(de)需要，這(zhe)種分流(liú)可以是(shi)對稱的(de)也可以(yi)⛹🏻‍♀️是不對(duì)稱，甚至(zhì)在沿傳(chuán)送的後(hòu)方向增(zeng)加 了(le)延伸器(qì)，以使波(bō)峰在 PCB 拖(tuō)動方向(xiàng)上變寬(kuan)變平以(yǐ)減少脫(tuō)離角。

 

        案例分(fen)析 ( 錫珠(zhu)）