培 训 教 程 (助焊剂).

培训教程(助焊剂

助焊剂是一种促进焊接的化学物质。在锡焊中,它是一种不可缺少的辅助材料,其作用极为重要。

1.助焊剂的作用

(1溶解被焊母材表面的氧化膜

在大气中,被焊母材表面总是被氧化膜覆盖着,其厚度大约为2×10-9~2×10-8m。在焊接时,氧化膜必然会阻止焊料对母材的润湿,焊接就不能正常进行,因此必须在母材表面涂敷助焊剂,使母材表面的氧化物还原,从而达到消除氧化膜的目的。

(2防止被焊母材的再氧化

母材在焊接过程中需要加热,高温时金属表面会加速氧化,因此液态助焊剂覆盖在母材和焊料的表面可防止它们氧化。

(3降低熔融焊料的表面张力

熔融焊料表面具有一定的张力,就像雨水落在荷叶上,由于液体的表面张力会立即聚结成圆珠状的水滴。熔融焊料的表面张力会阻止其向母材表面漫流,影响润湿的正常进行。当助焊剂覆盖在熔融焊料的表面时,可降低液态焊料的表面张力,使润湿性能明显得到提高。

2.助焊剂应具备的性能

(1助焊剂应有适当的活性温度范围。在焊料熔化前开始起作用,在施焊过程中较好地发挥清除氧化膜、降低液态焊料表面张力的作用。焊剂的熔点应低于焊料的熔点,但不易相差过大。

(2助焊剂应有良好的热稳定性,一般热稳定温度不小于100℃。

(3助焊剂的密度应小于液态焊料的密度,这样助焊剂才能均匀地在被焊金属表面铺展,呈薄膜状覆盖在焊料和被焊金属表面,有效地隔绝空气,促进焊料对母材的润湿。

(4助焊剂的残留物不应有腐蚀性且容易清洗;不应析出有毒、有害气体;要有符合电子工业规定的水溶性电阻和绝缘电阻;不吸潮,不产生霉菌;化学性能稳定,易于贮藏。

1.助焊剂的种类

助焊剂的种类繁多,一般可分为无机系列、有机系列和树脂系列。

(1无机系列助焊剂

无机系列助焊剂的化学作用强,助焊性能非常好,但腐蚀作用大,属于酸性焊剂。因为它溶解于水,故又称为水溶性助焊剂,它包括无机酸和无机盐2类。

含有无机酸的助焊剂的主要成分是盐酸、氢氟酸等,含有无机盐的助焊剂的主要成分是氯化锌、氯化铵等,它们使用后必须立即进行非常严格的清洗,因为任何残留在被焊件上的卤化物都会引起严重的腐蚀。这种助焊剂通常只用于非电子产品的焊接,在电子设备的装联中严禁使用这类无机系列的助焊剂。

(2有机系列助焊剂(OA

有机系列助焊剂的助焊作用介于无机系列助焊剂和树脂系列助焊剂之间,它也属于酸性、水溶性焊剂。含有有机酸的水溶性焊剂以乳酸、柠檬酸为基础,由于它的焊接残留物可以在被焊物上保留一段时间而无严重腐蚀,因此可以用在电子设备的装联中,但一般不用在SMT的焊膏中,因为它没有松香焊剂的粘稠性(起防止贴片元器件移动的作用。

(3树脂系列助焊剂

在电子产品的焊接中使用比例最大的是松香树脂型助焊剂。由于它只能溶解于有机溶剂,故又称为有机溶剂助焊剂,其主要成分是松香。松香在固态时呈非活性,只有液态时才呈活性,其熔点为127℃活性可以持续到315℃。锡焊的最佳温度为

240~250℃,所以正处于松香的活性温度范围内,且它的焊接残留物不存在腐蚀问题,这些特性使松香为非腐蚀

性焊剂而被广泛应用于电子设备的焊接中。

为了不同的应用需要,松香助焊剂有液态、糊状和固态3种形态。固态的助焊剂适用于烙铁焊,液态和糊状的助焊剂分别适用于波峰焊和再流焊。

在实际使用中发现,松香为单体时,化学活性较弱,对促进焊料的润湿往往不够充分,因此需要添加少量的活性剂,用以提高它的活性。松香系列焊剂根据有无添加活性剂和化学活性的强弱,被分为非活性化松香、弱活性化松香、活性化松香和超活性化松香4种,美国MIL 标准中分别称为R、RMA、RA、RSA,而日本JIS标准则根据助焊剂的含氯量划分为AA

(0.1wt%以下、A(0.1~0.5wt%、B(0.5~1.0wt%3种等级。

①非活性化松香(R:它是由纯松香溶解在合适的溶剂(如异丙醇、乙醇等中组成,其中没有活性剂,消除氧化膜的能力有限,所以要求被焊件具有非常好的可焊性。通常应用在一些使用中绝对不允许有腐蚀危险存在的电路中,如植入心脏的起搏器等。

②弱活性化松香(RMA:这类助焊剂中添加的活性剂有乳酸、柠檬酸、硬脂酸等有机酸以及盐基性有机化合物。添加这些弱活性剂后,能够促进润湿的进行,但母材上的残留物仍然不具有腐蚀性,除了具有高可靠性的航空、航天产品或细间距的表面安装产品需要清洗外,一般民用消费类产品(如收录机、电视机等均不需设立清洗工序。在采用弱活性化松香时,对被焊件的可焊性也有严格的要求。

③活性化松香(RA及超活性化松香(RSA:在活性化松香助焊剂中,添加的强活性剂有盐酸苯胺、盐酸联氨等盐基性有机化合物,这种助焊剂的活性是明显提高了,但

焊接后残留物中氯离子的腐蚀变成不可忽视的问题,所以,在电子产品的装联中一般很少应用。随着活性剂的改进,已开发了在焊接温度下能将残渣分解为非腐蚀性物质的活性剂,这些大多数是有机化化合物的衍生物。

〖免清洗技术〗

1.免清洗的概念

(1什么是免清洗

免清洗是指在电子装联生产中采用低固态含量、无腐蚀性的助焊剂,在惰性气体环境下焊接,焊后电路板上的残留物极微、无腐蚀,且具有极高的表面绝缘电阻(SIR,一般情况下不需要清洗既能达到离子洁净度的标准(美军标MIL-P-228809离子污染等级划分为:一级≤1.5ugNaCl/cm2无污染;二级≤1.5~5.0ugNACl/cm2质量高;三级≤5.0~ 10.0ugNaCl/cm2符合要求;四级>10.0ugNaCl/cm2不干净,可直接进入下道工序的工艺技术。

必须指出的是“免清洗”与“不清洗”是绝对不同的2个概念,所谓“不清洗”是指在电子装联生产中采用传统的松香助焊剂(RMA或有机酸助焊剂,焊接后虽然板面留有一定的残留物,但不用清洗也能满足某些产品的质量要求,如家用电子产品、专业声视设备、低成本办公设备等产品,它们生产时通常是“不清洗”的,但绝对不是“免清洗”。

(2免清洗的优越性

①提高经济效益:实现免清洗后,最直接的就是不必进行清洗工作,因此可以大量节约清洗人工、设备、场地、材料(水、溶剂和能源的消耗,同时由于工艺流程的缩短,节约了工时提高了生产效率。

②提高产品质量:由于免清洗技术的实施,要求严格控制材料的质量,如助焊剂的腐蚀性能(不允许含有卤化物、元器件和印制电路板的可焊性等;在装联过程中,需要采用一些先进的工艺手段,如喷雾法涂敷助焊剂、在惰性气体保护下焊接等。实施