被两个男人绑🔞着玩好爽🌈 助焊劑的介紹和案例分享_佛山市順德區昊瑞電子科技有限公司
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助被两🔞个男人绑着玩好爽🌈焊劑(jì)的介紹和案例(li)分享

 
助焊劑的介紹(shào)和波峰焊焊接(jie)理論
 
 
            助焊劑的作用(yòng)
 

 
 
助焊劑(jì)的作用:
2.防止氧化。液(ye)态的焊錫和加(jia)熱的焊件金屬(shǔ)都容易與✏️空氣(qi)中的氧接觸而(er)氧化。助焊劑溶(róng)化後,形成 漂浮在焊料表(biǎo)面的隔離層,防(fáng)止了焊接面的(de)氧化。
3.減小(xiao)表面張力。增加(jiā)焊錫的流動性(xìng),有助于焊錫的(de)潤濕。
4.使焊(han)點美觀。
         對助焊劑的(de)要求
對助焊劑(jì)的要求:
1. 熔(rong)點應低于焊料(liào)。
2. 表面張力(li),粘度,比重小于(yu)焊料。
3. 殘渣(zha)容易清除或者(zhe)不需去除。
4. 不能腐蝕母材(cai)
5. 不産生有(you)害氣體和刺激(ji)性味道。
 
          助焊反(fǎn)應
 
助焊劑(ji)的最主要的任(ren)務是除去金屬(shǔ)氧化物。助焊劑(jì)反應🛀的最㊙️通常(chang)的類型是酸基(ji)反應。
助(zhu)焊劑和金屬氧(yǎng)化物之間的反(fan)應可由下面簡(jiǎn)單的方程式舉(jǔ)例說明
1. 1.酸基反(fan)應
         助焊劑(jì)的組成
 
 

一滴(di)去離子水在 PCB- 球(qiu)形

         助(zhù)焊劑的主要參(cān)數
 
助焊劑(ji)的主要批标:外(wai)觀,物理穩定性(xìng),比重,固态含量(liang),可焊性,鹵素含(hán)量,水萃取液電(dian)阻率,銅鏡腐蝕(shi)性, 表(biǎo)面絕緣電阻,酸(suān)值。
1 。外觀:助焊劑(jì)外觀首先必須(xū)均勻,液态焊劑(jì)還需要透明(水(shuǐ)⭕基松香助焊劑(jì)則是乳狀的)。
 
2 。物理穩(wen)定性:通常要求(qiú)在一定的溫度(du)環境(一般 5-45 º C )下,産品無(wú)分層現象。
 
3 。比重:這是(shi)工藝選擇與控(kong)制參數。
 
4 。固态含量(不(bu)揮發物含量):是(shi)焊劑中的非溶(rong)劑部分♌,它與🌏焊(hàn)接後的殘留量(liàng)有一定的對應(yīng)關系,但并非唯(wéi)一
 
5 。擴散 性:指标(biao)非常關鍵,它表(biao)示助焊效果,以(yǐ)擴展率來表示(shi),爲了保證㊙️良好(hǎo)的焊接,一般控(kòng)制在 80-92 之間。
 
6 。鹵素含量(liang):這是以離子氯(lü)的含量來表示(shì)離子性的氯,溴(xiu),碘的總🤞和。
 
7 水萃取液電阻(zǔ)率:該指标反映(ying)的是焊劑中的(de)導電離子的含(han)量水平,阻值越(yue)低離子含量越(yuè)多,随着助焊劑(ji)向低
                                  含免清方向(xiang)發展,因此最新(xīn)的 ANSI/J-STD-004 标準已經放(fàng)棄該指标。
 
8 。腐蝕性:助(zhu)焊劑由于其可(kě)焊性的要求,必(bi)然會給 PCB 或焊點(dian)帶來一定的腐(fu)蝕性,爲了衡量(liàng)腐蝕性的大㊙️小(xiǎo),
                   腐蝕(shí)測試是溶液的(de)腐蝕性大小,銅(tong)闆腐蝕測試反(fǎn)映的是焊後殘(cán)留物的腐蝕性(xing)大小,其環境測(ce)試時♌間爲 10
                   天。
 
9 。表(biǎo)面絕緣阻抗: GB JIS-3197 标(biao)準的要求 SIR 值最(zui)低不能小于 10 10 Ω ,而(er) J-STD-004 則要求 SIR 值最低(di)不
                              10 8 Ω ,由于試驗(yàn)方法不同,這兩(liang)個要求的數值(zhi)間沒有可比性(xìng)。
 
10. 酸值(zhi): 稱取(qǔ) 2-5g 樣品(精确到 0.001g )于(yu) 250ml 錐形瓶中,加入(rù) 25ml 異丙醇,滴數滴(dī)酚酞指示劑于(yu)錐形瓶中,
                KOH- 乙醇标(biāo)液進行滴定,直(zhí)至淡紫色終點(dian)(保持 15 秒鍾不消(xiāo)失)。
 

        不同配方的(de)助焊劑的特性(xìng)
 
在配方考(kǎo)慮,助焊劑可用(yòng)以下這順序來(lai)分類:媒介☁️種類(lei)⭐,有沒有松香、可(kě)靠性。
 
媒介(jiè)或溶劑是把助(zhù)焊劑活性成份(fèn)保持在液态狀(zhuang)況,它主要是醇(chun)類或水。
醇基助焊劑(jì)的優點是較容(rong)易溶解焊劑成(cheng)份,低表面張力(lì)有助提高濕潤(run)性,容易在預熱(rè)階段蒸發變幹(gan) 。但也(yě)有易燃及大量(liàng)容易揮發有機(ji)化合物 (VOC) 放出的(de)問題。相反地,水(shuǐ)基焊劑沒有易(yì)燃及釋放大 VOC 的問(wen)題,但水的溶解(jiě)度較低,高表面(mian)張力及在預熱(rè)過程中較難♈揮(hui)發。再者,焊後殘(can)留較易 吸水,以緻産(chǎn)生可靠性問題(tí)。
含有(you)松香 ( 或變性樹(shu)脂 ) 它是适用于(yu)醇基及水基助(zhu)焊劑。在配方中(zhōng)加進松香能決(jué)🈲定焊劑殘留有(yǒu)關電 性化學及外觀(guān)兩方面的特質(zhì)。 松香(xiāng)可容許助焊劑(jì)具有較高活性(xing),因爲它能密封(fēng)在🧑🏾‍🤝‍🧑🏼殘留中遺留(liú)的離子物料如(rú)氯、溴化合物、或(huò)未反 應的酸(會造成(chéng)可靠性問題的(de)物料)。因松香是(shi)一種☎️混📐合了不(bu)同長鏈狀高分(fen)子量的酸性物(wù)質,可跟 金屬氧化物(wu)作出反應從而(ér)作爲達到焊接(jiē)溫度時的活⛱️化(hua)劑。它是與其它(tā)活性物料在助(zhu)焊劑制造時一(yī)起 溶(rong)解在媒介溶劑(jì)中。當在焊接過(guò)程中加熱時,松(song)香有助熱穏定(ding)的功能。當冷卻(què)時,它固化後會(hui)變成 抗濕性的保護(hu)層來密封在焊(han)接過程中沒有(you)揮發掉的離🌍子(zi)化活性成份。這(zhè)密封能力使研(yan)發者能制造較(jiào) 高活(huó)性的焊劑使生(shēng)産良率提高并(bing)維持焊後的可(kě)✏️靠性。對于使用(yòng)低成本,紙基闆(pǎn)材(容易吸進助(zhù)焊劑 )來說,松香基助(zhù)焊劑更适合使(shǐ)用。 松香型(xing)助焊劑最大的(de)共同問題是在(zai)闆上遺留焊劑(ji)🧡殘🏃🏻‍♂️留的👈物理外(wai)觀狀況, 不良的針測(cè)結果可能是由(yóu)于 在(zài)闆上有太多助(zhu)焊劑殘留的原(yuán)故。沒有松香的(de)助焊劑産生極(ji)少的殘留,可達(dá)極佳的外觀和(he)改善針🤟測 的可測性(xìng),但需要在塗附(fu)過程中有極佳(jia)的制程控制。當(dāng)焊🐪劑附在的地(dì)方不能給予完(wán)全活化,例如過(guò) 份噴(pen)霧至 PWB 闆面的焊(han)盤上,不足夠被(bèi)處理的高活殘(cán)留會導緻在使(shi)用環境中潛有(yǒu)可靠性問題。當(dang) 選擇(ze)沒有松香型助(zhù)焊劑時,闆材也(yě)需要考慮。通常(cháng)這類焊🍉劑是不(bú)建議用于易于(yu)滲透的紙基産(chǎn)品上。  
 

助焊(han)劑殘留的電性(xing)化學活性決定(ding)是否水洗或免(miǎn)🐉洗。
助(zhu)焊劑被定爲 水(shuǐ)洗 是較腐蝕的(de),在焊後必需經(jīng)清洗去除殘留(liu)。很多水洗助焊(hàn)劑⛹🏻‍♀️含🐕有鹵素及(jí)強力有 機酸。這些活(huo)化劑在室溫中(zhong)仍是高活性及(jí)不能完全在💃焊(hàn)接過程中去除(chú)。 如果(guo)它們在焊後遺(yí)留在闆上 ,會不斷與(yǔ)金屬發生反應(ying),造成電路失效(xiao)。 助焊(hàn)劑研發者在免(miǎn)洗焊劑材料的(de)選擇較爲受限(xiàn)制,不像⛹🏻‍♀️水洗的(de)可選較強,有效(xiao)的活化成份。水(shui)洗助 焊劑明顯的缺(que)點是增加成本(běn)去清洗,并且如(rú)清洗得不完全(quán),可靠性問題會(hui)産生。
免洗助焊劑減(jiǎn)少制程步驟而(ér)降低成本,其活(huó)性則受焊後可(kě)👌靠性要求所限(xian)制。它們必須設(she)計至可以☂️在
波峰焊(han)接制程中完全(quan)活化,使其殘留(liú)變得符合電氣(qì)要求。由于它被(bei)設計爲在焊接(jiē)過程中完全活(huó)化,
過(guo)程太短會不能(neng)使殘留變得低(dī)活性,但太長則(ze)在接🤩觸🌈波⚽烽前(qian)耗損太多活化(hua)劑,造成不良焊(han)點。相對
水洗産品,免(miǎn)洗助焊劑需的(de)活性不能太強(qiáng),所以其制程窗(chuang)口會變窄。
 
美國環保局 (EPA) 提(tí)供測試 VOC 含量的(de)方法。符合 VOC Free 的标(biāo)準是産品含 VOC 量(liang)少于 1% 。雖 然沒有全球(qiu)統一的低 VOC 含量(liàng)标準,一般認爲(wei)是少于 5%

        助焊劑的選(xuǎn)擇
當選波(bō)峰焊助焊劑時(shí),三方面考慮如(ru)下:
ii. 最終使用情(qing)況 / 可靠性
iii. 殘留(liú)物的外觀
如果這些(xie)考慮引伸到不(bú)同的電子組裝(zhuāng)類别,便不難明(ming)白最終産品使(shi)用的要求是影(ying)響生産線制程(chéng)💁
及用(yong)家使用時的要(yao)求。生産時的焊(han)接過程及測試(shì)和可靠性是🎯有(yǒu)一定程度的妥(tuǒ)協
The IPC Joint Industry Standards9 試圖收納入(ru)三類組裝。以下(xia) 爲這三類的定(ding)義:
第(dì)一級别 (Class 1) – 通(tōng)用類電子産品(pin)
包括(kuò)以使用功能爲(wèi)主要用途的産(chǎn)品如消費類産(chan)品🐪。
第(dì)一級别例子:家(jia)電消費類電子(zi)組裝一般采用(yong)酚醛紙闆,組裝(zhuāng)時使用貼片膠(jiao)牢固貼片零件(jian)及分布一
些通孔插(chā)件。組裝成本是(shi)一大考慮,但廉(lian)價的闆材及有(yǒu)些助焊📞劑可能(néng)令産品在使用(yòng)期導緻嚴重失(shī)🐇
效,特(tè)别是使用無松(song)香助焊劑。因爲(wei) ( 例如 FR-2) 微孔比較(jiao)多的紙闆很容(róng)易吸入塗布的(de)助焊劑。一 旦溶劑載(zai)體風幹後,沒有(yǒu)完全化學反應(ying)的活化劑會深(shen)入🐆闆料内,其後(hou)受潮溶解可能(neng)導緻電離子遷(qiān)移 至(zhì)最終産品失效(xiao)。這種危險是可(ke)使用含松香的(de)助焊🈲劑避免的(de)。松香可以把餘(yu)下還未被化學(xué)反應的活 化劑包在(zài)内。使用松香的(de)助焊劑允許低(di)成本的闆⚽材而(ér)不🛀引緻可靠性(xìng)變低的危險。
很多這(zhe)類産品是由 OEM 組(zǔ)裝的。用家及客(ke)戶在使用時隻(zhī)看到外殼。所以(yi)助焊劑🔞的殘留(liú)物外觀不是
很重要(yào)并且多些殘留(liú)量是可接受的(de)。在這方面優選(xuǎn)的助焊劑是含(han)松香,醇基及允(yun)許較高活性(含(hán)鹵 素(su)爲多)來應付低(dī)成本零件及闆(pan)材。即使在潮濕(shī)環境下松香 焊後殘(cán)留物仍能 保持高的(de)表面絕緣阻抗(kàng) ,對于(yu)含松香的助焊(hàn)劑引緻針測誤(wù)點的上升的問(wen)題,尤其是在噴(pen)量多的情況下(xia),要達到最佳效(xiào)果, 噴(pen)量的監控及選(xuan)用适當的測針(zhēn)是很重要的。 J-STD-004A 助(zhù)焊劑類别适合(hé)第一級别是不(bu)含鹵素的 ROL0, ROM0, REL0 REM0 和(hé)含鹵素的 ROL1, ROM1, REL1 REM1
 

包括通訊設備(bei),複雜的工商業(yè)設備和高性能(neng),長壽命測量儀(yi)器等。這類設備(bei)希望能 不(bú)中斷
作,但這(zhe)又不一定必須(xu)要達到的條件(jiàn)。在通常使用環(huan)境🧡下♌,這類🏃🏻設備(bèi)不應該發生故(gu)障。
第(di)二級别産品例(lì)子:信息技術 / 通(tong)訊設備
這類組裝是(shi)最複雜的。大部(bu)份的生産線是(shì)雙面表面貼裝(zhuāng)先回流後波峰(fēng)焊或是先回流(liu),貼片膠和
最後波峰(feng)焊。在這兩種技(jì)術,組裝闆是經(jing)過兩次受熱🌈然(rán)後才🐉波峰焊。通(tong)常這些組裝是(shì)布滿大量零
件,熱量(liàng)密度大,零件高(gao)度大和多層闆(pan)。前面受熱次數(shu)及在😄熱量密度(dù)大的組裝時會(huì)引緻焊盆的氧(yǎng)化
而(ér)挑戰助焊劑的(de)能力,殘留物的(de)外觀也會考慮(lü),低殘🌈留物成🙇🏻爲(wèi)必要的要求。
受熱的(de)次數,高複雜性(xìng),和低殘留物的(de)要求要求助焊(hàn)劑要有一定的(de)活性,低固含量(liang)及不同熱容量(liàng)元 件(jian)的影響。助焊劑(jì)可以是水性或(huo)醇基的。 水性的在某(mǒu)些受 VOC 排放管制(zhi)地區是首選。但(dan)因爲會要多些(xiē)熱能才能将水(shuǐ)揮發🌐通常都對(duì)預熱比較 敏感。波峰(feng)焊可以組合多(duo)段預熱器(最好(hao)加入頂部🐕預😘熱(re)器)。有一或多段(duan)對流預熱器是(shì)最有效的。 醇類助焊(hàn)劑是比較不受(shòu)波峰焊機的組(zǔ)合影響,可以不(bu)使用對流預熱(re)。低殘留物和經(jing)常針測常會選(xuǎn)🤩用 無(wú)松香的助焊劑(ji),最常用的助焊(han)劑在低固含,無(wú)松香💛和活性強(qiang)一些的。選用類(lèi)别 ROL0 ROL1, ROM0 ORL0 ORM0 。對 FR4 組(zu)裝, ORM0 類的助焊劑(jì)是可以接受的(de)。如果使用紙闆(pǎn), 這是(shì)有 可(ke)靠性的隐憂。

第三級(jí)别 高(gao)性能電子産品(pin)
包括(kuò)持續運行或嚴(yán)格按指令運行(háng)的設備和産品(pǐn)。這類😍産💋品在使(shi)用不能出現中(zhong)斷,例如救生設(she)備或⛹🏻‍♀️飛 行控制系統(tǒng)。符合該級别要(yao)求的組件産品(pin)适用于高保證(zheng)要求,高服務要(yao)求,或者最終産(chǎn)品使用環境 條件異(yi)常苛刻。
在組(zǔ)裝考慮方面,汽(qi)車電子是屬于(yú)中等複雜性的(de)産品。設計的重(zhong)要考慮是電性(xing)及機械性的可(ke)靠度。 相對很多二級(jí)産品, PCB 的面積較(jiào)小,層數較少〈少(shao)于 8 〉─較低的連接(jie)密度。 PCB 主要是用(yòng)有 鍍(du)穿孔的 FR4 環氧基(ji)樹脂玻璃纖維(wei)型的。這類别的(de)主要要求是在(zài)相對高💰壓及苛(ke)刻環境狀況下(xià)能保 證電性化學的(de)可靠性,并且在(zai)制程中達到穩(wen)定焊接效🏃‍♂️果🏃🏻及(ji)高良率,這可靠(kao)性要求其助焊(han)劑需要具有 松香及(jí)不含鹵素。松香(xiang)提供焊接穩定(ding)的高良率及長(zhang)期的可靠性,沒(méi)有鹵素更可使(shi)殘留的可靠性(xìng)得以 改善。雖然可使(shǐ)用水基助焊劑(jì),但醇基更常用(yong)。因爲醇基焊🔞劑(ji)是對預熱更兼(jiān)容及其良好的(de)濕潤性有 助填孔。對(dui)于無鉛汽車組(zu)裝産品,最合理(lǐ)的選擇是醇基(jī)🈲,具松🌈香❤️,無鹵素(su)的助焊劑─分類(lei)爲 ROL0 ROM0 REL0 REM0

                無鉛焊接的特(tè)點
 

當(dāng) PCB V 0 =V X   沿前頭(tóu)所示方向運動(dòng)時,此時 O-O P-P 斷面(miàn)的流體速度的(de)分布就出現了(le)變化。
粘性流體質點(dian)在壁面切線方(fang)向的切向速度(dù) VC 等于剛壁上相(xiàng)應點的切向速(sù)度 V0 ,即: V C = V 0
即貼近界(jie)壁的流體質點(dian)和界壁上相應(ying)點具有相同的(de)速度。在💋 O-O 斷面上(shang),流體速度零點(dian)将不再出現 界壁上(shang),而是偏向流體(ti)内側的 A-A 面上,管(guǎn)道内的最大速(su)度線也将由 N-N 移(yi)到 N -N ′面上。我們 把速度(dù)零線與 PCB 下側面(miàn)之間的流體層(ceng)稱爲 附面層 。此時在附面(miàn)層内存在旋渦(wo)運動。在此層内(nei),沿 PCB 表面的切線(xian)方向速度變化(huà)很大。因而在 PCB 表(biǎo)面法線方向上(shang)的速度梯度很(hen)大,它将加劇粘(zhan)性流 體質點粘附在(zai)剛壁上。根據次(ci)現象波峰焊接(jie)中 PCB 與液态銲料(liao)作相對運動時(shí),就必然要攜帶(dai)爲數不🔴 少的被粘附(fù)在基體金屬表(biǎo)面的液态銲料(liào)一道前進,這正(zhèng)好構成了拉尖(jiān)和橋連的必然(ran)條件。
 

因此 PCB 的運動速(sù)度( V 0 )相對于(yú)波峰中流體逆(ni)向流動的速度(du)( V 1 )愈大,被攜(xie)帶的銲料愈多(duo),拉 尖(jian)和橋連也就愈(yù)嚴重。因此,放慢(man) PCB 的運動速度( V 0 )或者加快流(liú)體逆向流動的(de)速度( V 1 ),就 可以壓(yā)縮附面層的厚(hou)度,因而有力的(de)抑制了附面🌈層(ceng)内的旋渦運動(dong)。粘附在 PCB 壁面上(shàng)的随 PCB 一道 運動的多(duō)餘焊料被大量(liàng)抑制了,也就有(you)效的抑制了拉(lā)尖和橋連的發(fa)生幾率。
 
對(duì)于 P- P 斷面的情況(kuang)就與 O-O 斷面有所(suo)不同。由于此時(shí) PCB 的運動方向( V 0 )與流體順向(xiang)流速方向 V 2 )是相(xiang)同的,故不存在(zài)附面層的問題(tí),也就不存在銲(hàn)料回流所形成(chéng)的旋渦運動。調(diào)節流體順向 流速( V 2 )的大小,就可(kě)以在 PCB 與波峰脫(tuō)離處獲得最佳(jia)的脫離條件。
 
  焊料波(bō)速對波峰焊接(jiē)效果的影響
PCB 進入(rù)波峰工作區間(jian)時,由于 PCB 的運動(dòng)方向與銲料流(liu)動方向是相反(fan)的,所以在貼近(jin) PCB 的下 表面存在着一(yi)個附面層。附面(miàn)層的厚度是與(yǔ) PCB 的夾送速度和(hé)逆 PCB 運動方向的(de)流體流速的大(da)小有 關系。 例如當 PCB 的速度(du)一定時增大逆(nì)向的流體流動(dòng)速度,那麽附面(miàn)層的厚❌度就将(jiang)變薄,從而渦流(liú)現象将 明顯減弱。焊(han)料流體對 PCB 的逆(nì)向擦洗作用将(jiāng)明顯增強,顯然(rán)就不容易産生(sheng)☂️拉尖和橋連🏃🏻現(xian)象,但很 可能将形成(chéng)焊點的正常輪(lún)廓所需要的焊(han)料量也被過量(liàng)的擦洗掉了,因(yin)而造成焊點吃(chī)錫不夠、幹癟、 輪廓不(bu)對稱等缺陷。反(fan)之流體速度太(tài)低,擦洗作用減(jiǎn)少,焊點豐滿了(le),但産生拉尖和(hé)橋連的概率也(ye) 增大(da)了。因此對某一(yi)特定的 PCB 及其速(sù)度都對應着一(yi)個最佳的流體(ti)速度。
銲料(liào)波峰的類型及(jí)其特點
目(mu)前在工業生産(chǎn)中運行的波峰(feng)焊接設備多種(zhǒng)多樣💘,從銲料波(bō)峰形狀的類型(xing)來看,這些裝置(zhì)大緻可分 成兩類。即(ji):
1 單向(xiàng)波峰式
這(zhè)種噴嘴波峰銲(hàn)料從一個方向(xiang)流出的結構,在(zai)早期的設🔴備上(shang)比較多見。現在(zài),除空心波以外(wai),其它 單向波形在較(jiao)新的機器上,已(yǐ)不多見了。
2 雙向波峰(fēng)式
  這(zhè)種雙向波峰系(xì)統的特性是從(cong)噴嘴内出來的(de)銲料到達噴嘴(zui)頂部後,同時向(xiàng)前、後兩個方向(xiang)流動, 如圖所示。根據(jù)應用的需要,這(zhè)種分流可以是(shi)對稱的也可以(yi)是不對稱,甚至(zhi)在沿傳送的後(hou)方向增加 了延伸器(qi),以使波峰在 PCB 拖(tuo)動方向上變寬(kuan)變平以減少脫(tuo)離角。
 
        案例分析 ( 錫珠(zhu))
 
 


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