波峰焊技术培训教材.ppt

2020-11-24
谢谢你的观赏
20
助焊劑
鉻酸銀試紙法 Silver Chromate Method
本法是用鉻酸銀試紙之目視法，檢測助焊劑中是否
有氯化物或溴化物的存在，其做法如下：
(1)因酪酸銀試紙對光很敏感非常怕光故應嚴密包裝
，也不可用徒手執取，必須用清潔的金屬夾子或
鑷子與之接觸。
(2)將一滴助焊劑滴在試紙上，並使其停留15秒鐘，
2020-11-24
谢谢你的观赏
14
助焊劑
● Type L ： 指助焊劑或其殘渣活性都很低者，如一般的 R、RMA 或 RA 型。
● Type M ： 指助焊劑或其殘渣都呈現中度活性者。
● Type H ： 指助焊劑或其殘渣都呈現高度活性者。
下表即為各型助焊劑之試驗方法，及其允收標準。
助焊劑不同等級之活性試驗
2020-11-24
谢谢你的观赏
18
助焊劑
(4) 在乾淨的銅面上滴以一滴(0.05mil)待測的助焊劑， 其滴管尖端不可觸及銅面，並在銅面上也另滴以 標準助焊劑。若待測之助焊劑為錫膏形式時，則 在銅面上小心均勻的舖上一層錫膏，其直徑應為 8㎜(0.3 in)，厚度為0.25㎜(10 mil)，然後將備妥 的試片水平置於無塵的溫濕箱內共24 ±0.5小時。 試驗時間到達後，取出試片浸在清潔的異丙醇中 ( IPA )以洗去各種助焊劑試樣。
清 洗 皆 需 通 過 過 100M Ω 的 絕 跡 ( 即 未 見 鹵化須低於 的藍綠色邊緣時，
100MΩ 的絕緣標 緣標準
到透明的背 0.5 ﹪ ( 指 助 則該助焊劑還要進
準
景)
焊 劑 固 形 行鉻化銀試紙試驗
物) Type 2 不管是否清洗，皆 不管清洗與否，皆 可允許部份 鹵化物須低 輕微腐蝕可允收，
形的玻璃片上，以真空蒸著方式鍍著上約500﹪A的
銅面，此銅面使波長在5000 A的正常入射光，具有
10 ±5﹪的透過能力，並以適宜的〝光電比色儀〞 進行判讀。這種銅鏡的供應商為Evaporated Metal Films Corp，Ithaca，N.Y.或其他類似商品。
2020-11-24
谢谢你的观赏
4.焊接的瞬間,可以讓熔融的銲錫取代順利完 成焊接
2020-11-24
谢谢你的观赏
13
助焊劑
助焊劑可分為兩類:
1.可溶於有機溶劑
2.可溶於水
大部分可溶於有機溶劑的助焊劑是以松香為主
R(Rosin)-是不含任何活化劑的純松香,可溶於異丙醇或乙醇…等溶劑 RMA(Rosin Mildly Activated)-添加少量活化劑的松香,活化劑分有機鹽
波焊技術
波焊技術中所能作業的主要六大類型
2020-11-24
谢谢你的观赏
1
一、潤濕 WETTING
銲錫
1.銲錫與膠合的不同
2.潤濕與無潤濕(Wetting & Non-wetting)
3.清潔
4.毛細管作用 5.表面張力 6.潤濕的動態力平衡
2020-11-24
谢谢你的观赏
2
潤濕的動態平衡
一、定義
17
助焊劑
為了保持銅面完全無氧化物存在而使測驗更為準確 起見，在試驗前才能將保存完好的銅片取出，並浸 入50 g／l EDTA的溶液中進行清洗，以除去任何可 能的銅面氧化物。通常試驗前的銅面不需另行洗去 此種EDTA溶液，但若結果發生爭議時，則必須先用 流動的清水洗去銅面的EDTA，再用甲醇浸過使能快 速完成乾燥，在檢查全無氧化物時才進行試驗。
1.飄散至Pre heater上方會因溫度過高而產生氣爆或燃燒等危 險
2.飄入生產線將造成人員不適及吸入性中毒
2020-11-24
谢谢你的观赏
31
波焊的第二步:預熱
預熱的幾個主要目的
1. 使助焊劑中的溶劑揮發 2. 減少熱衝擊 3. 加速化學反應
預熱的幾種不同系統
1.熱風式 2.紅外線加熱板 3.紅外線石英管
2020-11-24
谢谢你的观赏
3
1. θ＞90°,如果整個系統力量達到平衡時θ＞90°,表示 Psf的值較小,其液體的擴散能力就很差 以θ角度來看 a. θ＞90°時 ,稱為de-wetting b. θ=180°時 ,稱為non-wetting c. 90°< θ﹤180°為 poorly wetted surface
2. 90°＞ θ ＞M ,為marginal wetting,尚不能接受. 通常M都 > 75 °,但這種Wetting是不能接受的.
3. θ ﹤ M ,為Good Wetting,在品質要求較高的產品,M值 的要求可低於75 °.
2020-11-24
谢谢你的观赏
4
由上述說明θ角度越小表示潤濕越好 左圖: a.是完全未潤濕, θ = 180 ° b.是完全潤濕, θ = 0 ° c.是部分潤濕, 0 ° < θ < 180 °
2020-11-24
谢谢你的观赏
32
波焊的第三步:錫波
基本上,在錫波中可分為三個重要的區段
2020-11-24
谢谢你的观赏
5
二、焊點
金屬間的形成:
由接合的表面形成銅/錫化合 物,也稱為金屬間化合物 (Intermetallic compound)分 為Cu3Sn ,Cu6Sn5
2020-11-24
谢谢你的观赏
6
金屬間化合物形成的過程
2020-11-24
谢谢你的观赏
7
2020-11-24
再滴以標準的助焊劑及所欲檢測的助焊劑，然後置於
環境控制的溫濕箱中24小時，以比較受檢者的腐蝕程
度如何，其詳細作法如下：
(1)標準助焊劑的製備—在100ml(c.c.)純度99﹪的試
藥級異丙醇(Isopropyl Alcohol，IPA)中溶入35g符
合美國聯邦規範LLL-R-626的助焊劑，攪拌均勻當
透過各種系統發散出來的FLUX,並非完全吸附在產品之 吃錫面或貫穿孔內。因此必須 有適當的回收系統執行 下以下處理:
1.過濾雜質,回收使用
2.控制比重,並自動調節
3.防止揮發擴散及污染
2020-11-24
谢谢你的观赏
30
松香塗佈的過程要特別注意,空氣中松香擴散的狀況, 若因抽風系統不良而擴散出沾附區域外時,將發生以下 狀況:
2020-11-24
谢谢你的观赏
23
助焊劑的化學特性
1.化學活性Chemical Activity 2.熱穩定性Thermal Stability 3.助焊劑在不同溫度下的活性
Activation & Deactivation Temperature
4.潤濕能力Wetting Power 5.擴散率Spreading Activity
Class 1 及 2
Class 3
Type 1 在 50 ℃ (120 ° F) 在 85℃及 90﹪
Байду номын сангаас及 90﹪ RH 環境 RH 經 七 天 連 續
銅鏡試驗
耐腐蝕試驗
鉻酸銀或 鹵化物試驗
腐蝕試驗
中，經四天連續試 試驗後，試樣不管 未出現銅面 Class 1 及 未 出 現 腐 蝕 的 跡
驗，試樣不管是否 清洗與否，皆需通 被蝕透的痕 Class 2 之 象，如周圍有可見
2020-11-24
谢谢你的观赏
11
助焊劑
助焊劑的主要特性:
1.吃錫性 2.活性 3.腐蝕性
2020-11-24
谢谢你的观赏
12
助焊劑
助焊劑的四大功能:
1.清除焊接金屬表面的氧化膜
2.在焊接物表面形成一液體的保護膜隔絕高 溫時四周的空氣,防止金屬表面的再氧化。
3.降低焊錫的表面張力,增加擴散的能力
膏，不要搓揉試紙，然後在空氣中進行乾燥。
(4)小心檢視試紙的變色情形，如試紙出現圓形的白
色或淡黃色徵象時，即表示助焊劑中已存有氯化
物(Chlorides)或溴化物(Bromides)。
2020-11-24
谢谢你的观赏
22
助焊劑
(5)某些化學品如游離鹵化物之Amines胺類，Cyanides 氰胺類及Isocyanides異氰胺類等，都會造成試驗不 及格的假象。並還應小心避免某些酸類也會形成假 象，此時需另以pH試紙檢查變色處的pH值，若其 pH低於3時，還需用別的方法去分析氯化物及溴化 物。試紙的供應商為Quantek、P.O.BOX 136、 Lyndhurst、NJ07071。
谢谢你的观赏
8
焊墊龜裂
金屬間化合物比銲錫或銅來得硬且脆。
因此,金屬間化合物太厚的話,焊點很容易在受到 熱或機械性的壓力時,形成焊點龜裂
2020-11-24
谢谢你的观赏
9
熱
溫度是幫助助焊劑及銲錫作用及潤濕的主要動力之一
2020-11-24
谢谢你的观赏
10
焊點表面清潔度和腐蝕
焊點表面與空氣接觸後, 很快的就形成一氧化 層用以隔絕空氣,而不再氧化。但助焊劑中若 存有大量的離子殘餘在表面,則會造成循環性 的氧化而腐蝕,致使焊點功能異常。 而氯離子的來源除了FLUX外,就是外來的污染 所造成。例如,基版製作中的電鍍液,溶劑,人 的汗水,環境污染,包裝材料,輸送系統…等。
2020-11-24
谢谢你的观赏
24
助焊劑的運用
2020-11-24
谢谢你的观赏
25
下圖為松香之結晶體
右圖為經稀釋劑與其他成 分調配後之液態助焊劑
2020-11-24
谢谢你的观赏
26
波焊設備的基本架構
1.助焊槽(Fluxer) 2.預熱器(Preheater) 3.錫槽(Solder Tank) 4.輸送帶(Conveyor) 5.控制系統(Control System)
需 通 過 100M Ω 需 通 過 100M Ω 或全部銅面 於 25﹪
助焊劑還須通過鹵
的絕緣標準
的絕緣標準
被蝕掉
化物試驗
Type 3 不管是否清洗，皆 不管清洗與否，皆 可允許全部 允許有 2﹪ 已出現嚴重腐蝕
需 通 過 100M Ω 需 通 過 100M Ω 銅面被蝕掉 鹵化物
的絕緣標準
的絕緣標準
類或有機酸,可免洗 RA(Rosin Activated)-添加活性較強的活化劑松香,需清洗 RSA(Rosin Super Activated)-松香中加入超強的活化劑 SA(Synthetic Activated)-採用合成式助銲劑,且加入強活性的活化劑 OA(Organic Acid)-用有機酸當助銲劑 IA(Inorganic Acid)-採用更強的有機酸當助銲劑
焊錫為L:LIQUID
助焊劑為F:FLUX
基層金屬為S:SOLID BASE METAL
二、說明
Psf = Pls + Plf Cos θ 為液體固體上擴散的力量
銲錫角右圖固體表面呈球狀→Psf ＞Pls +Plf Cosθ →開始擴散→ θ角度逐 漸變小→Plf Cosθ角度大→力量開始平衡→停止擴散
2020-11-24
谢谢你的观赏
27
波焊的第一步:松香塗佈
2020-11-24
谢谢你的观赏
28
松香塗佈的方式可分為:發泡式、湧波式、多點湧波式、 浸入式、滾筒式噴霧、滾刷式噴霧、超音波噴霧、單 槍移動式噴霧、多槍固定式噴霧、單槍擴散式噴霧、 噴轉撞擊式噴霧…等。
2020-11-24
谢谢你的观赏
29
〔註：表中板子分類的內容：Class 3 是指高信賴性者，如軍用、航太或大電腦等，
Class 2 指一般工業用，Class 1 指民生消費用〕
2020-11-24
谢谢你的观赏
15
助焊劑
銅鏡法 Copper Mirror Method
本法是用以檢查助焊劑腐蝕性的強弱，其做法是在一
長方形的玻璃片上，以真空蒸著方式鍍上一層薄銅，
然後立即浸入異丙醇中，將試紙上的有機物殘渣
儘量洗掉，並令試紙在空氣中自由乾燥10分鐘，
然後檢查紙上的顏色。
2020-11-24
谢谢你的观赏
21
助焊劑
(3)若待檢者為錫膏時，需先將試紙用純水浸濕，取
出後用玻璃片及吸水紙將試紙上多餘的水份除去
，用扁抹刀(Spatula)在試紙上直接塗上一薄層錫
膏，使與接觸 1 分鐘後再於異丙醇中小心洗去錫
2020-11-24
谢谢你的观赏
19
助焊劑
(5) 小心檢查各試片上銅面可能被蝕去的痕跡，如有 任何銅面被蝕透，而從玻璃可看透到背面時，則 表示該助焊劑腐蝕性太強而不及格。但如連標準 助焊劑也不及格時，則需再做一次試驗。若只在 銅表面發生反應而出現變色情形，或銅厚度只部 份受損而未穿透時，則仍算及格。有某些化學品 也會造成銅面的蝕透，如游離鹵素、強酸、無機 酸，及游離胺類等，不可任其接觸到試驗的銅面。
成本檢驗法的標準助焊劑用。
2020-11-24
谢谢你的观赏
16
助焊劑
(2) 溫濕箱—此箱應保持在23 ±2℃，及RH 50﹪±5﹪
的溫濕度，其中每10 in²的空間須有1 in³的鹽液或
酸液，用以維持濕度，其詳細條件須參考ASTM
E104。
(3) 銅鏡試片(Copper Mirror Test Panels)—在一長方