助焊剂_百度文库

 成功案例     |      2020-03-07 21:47
目前国内最常用的可靠性评价试验主要为:表面绝缘阻抗测试,其次铜镜腐蚀测试、 离子浓度测试、软钎焊性试验等。 表面绝缘阻抗测试 试验时用规定的材质的梳型电极或环型电极, 均匀地涂覆定量的焊剂, 在约85℃ 的温度 下干燥30 rain 作为试片。先在常态下测定上述试片的绝缘电阻,然后将试片置于温度为 (40± 2)℃ ,湿度约90%的恒温恒湿箱中,保持96 h 后取出,再放人用在(20± 2)℃ 温度下的特 级酒石酸钠的饱和溶液调节湿度(90%)的干燥器中,在1 h 内取出,然后在标准状态下,使 用绝缘电阻测定器测定表面绝缘电阻。表面绝缘电阻值大于108Ω 才算符合可靠性要求。 国外对于免清洗助焊剂的表面绝缘电阻要求较高,一般要求做加偏置电压、长时间潮 热试验。 观察焊后焊剂残留物对表面绝缘电阻的时效影响, 以此来衡量免清洗助焊剂的可靠 性。 铜镜腐蚀测试 将欲测试的免清洗助焊剂滴在铜板(40.0mm× 40.0 mm× 0.2 mm)上,使其自然漫流,然 后放人80℃ 的烘箱中烘2 h, 取出冷却后再放入潮湿箱(温度40℃ , 湿度93%)中72 h 查看铜板 的颜色变化,如颜色变为深绿,则发生了腐蚀,如颜色无变化或有残渣,则表明未发生腐蚀 现象。 不粘附性试验 将粉笔末撒到此种涂有免清洗助焊剂焊料的表面,然后擦去,不粘附;用纱布方法试 验,纱布上看不到助焊剂残留物,试板上也无明显纱布痕迹。说明此种免清洗助焊剂的不粘 附性性能优良。 软钎焊性试验 在涂有免清洗助焊剂的清洁铜板 (50 mm× 50mm× 1 mm) 中央放上 HLSnPb50(D8 mm× 4 mm)钎料,钎料上分别滴上两滴助焊剂,然后置于275℃ 的恒温箱内1 min,取出测其 漫流面积,据此可判断助焊性能的强弱。 免清洗助焊剂成分及作用作用 免清洗型助焊剂的成分包括溶剂、活性剂和其它添加剂。其它添加剂又包括表面活性 剂、缓蚀剂、成膜剂和防氧化剂等。用户可根据焊料的种类、成分和焊接工艺条件等选择合 适的助焊剂,所以助焊剂的配方灵活,种类非常多。 3.3.1溶剂: 是溶解焊剂中的所含成分,作为各成分的载体,使之成为均匀的粘稠液体。目前常用 溶剂主要以醇类为主,如乙醇、异丙醇等,甲醇虽然价格成本较低,但因其对人体具有较强 的毒害作用,所以目前甲醇已很少有正规的助焊剂生产企业使用。有酮类,醇类,酯类中的 一种或几种混合物,常用的有乙醇、丙醇、丁醇、丙酮、甲苯异丁基甲、醋酸乙酯、醋酸丁 酯等作为液体成分,其主要作用是溶解助焊剂中的固体成分,使之形成均匀的溶液,便于待 焊元件均匀涂布适量的助焊剂成分, 同时它还可以清洗轻的脏污和金属表面的油污。 一般为 高沸点和低沸点醇的混合物,有的使用水溶性的醇和不溶于水的醚作溶剂. 3.3.2活化剂: 以有机酸或有机酸盐类为主,无机酸或无机酸盐类在电子装联焊剂中基本不用,在其 它特殊焊剂中有时会使用。如丁二酸,戊二酸,衣康酸,邻羟基苯甲酸,葵二酸,庚二酸、 苹果酸、琥珀酸等,其主要功能是除去引线脚上的氧化物和熔融焊料表面的氧化物,是助焊 剂的关键成分之一。 A 活化剂的作用机理 活化剂主要作用是在焊接温度下去除焊盘和焊料表面的氧化物,并形成保护层,防止 基体的再次氧化,从而提高焊料和焊盘之间的润湿性。助焊剂活化剂的成分一般为氢气、无 机盐、酸类和胺类,以及它们的复配组合物。扩展力、电解活性、环境稳定性、化学官能团 及其反应特性、流变特性、对通用清洗溶液和设备的适应性等。助焊剂的上述作用都是通过 其中的活化剂、溶剂、表面活性剂等成分的作用来实现的。 1)氢气、无机盐 氢气和无机盐如氯化亚锡、氯化锌…、氯化铵等是利用其还原性与氧化物反应,如: 气体助焊剂中的氢气, 在焊接之后水是其唯一的残留物; 而且氢的还原作用能有效地清除金 属表面的氧化物,把氧化物转化为水。 MxOy+yH2=xM+yH2O 同时,氢还为金属表面提供保护气体,防止金属表面在焊接完成之前再氧化。 2)有机酸 酸类活性剂(如卤酸、羧酸、磺酸)主要是因为 H+和氧化物反应,例如 :有机酸的羧基 和金属离子以金属皂的形式除去焊盘和焊料的氧化膜: CuO+2RCOOH---Cu(RCOO)2+H2O 随后有机酸铜发生分解,吸收氢气,并生成有机酸与金属铜: Cu(RCOO)2+H2+M 一2RCOOH+M—Cu 松香(Colophony)用分子式表示为 C9H29COOH, 由于它含有羧基, 使得它在一定的温 度下,有一定的助焊作用;同时松香是一种大分子多环化合物,因此它具有一定的成膜性, 在焊接过程中传递热量和起覆盖作用,能保护去除氧化膜后的金属不再重新被氧化。 现在有单一有机酸作活化剂,也有混酸用作活化剂。这些酸的沸点和分解温度有一定 的差异,这样组合,可以使助焊剂的沸点和活化剂分解温度呈一个较大的区间分布. 3)有机卤化物 如羧酸卤化物、有机胺的氢卤酸盐。张银雪 以溴化水杨酸为活化剂, 它在钎焊温度时, 可热分解出溴化氢和水杨酸溶解基体金属表面的氧化物; 并且水杨酸的羟基、 羧基在钎焊时 可与Ⅲ 树脂反应交联成高分子树脂膜,覆盖在焊点表面。 有机胺的氢卤酸盐如盐酸苯胺,在焊接时,熔融的助焊剂与基板的铜进行反应,并产 生 CuC1 和铜络合物。结果生成的铜化合物主要与熔融的焊料中的锡产生反应生成了金属 铜, 这些铜立即熔解到焊料之中, 通过这些反应和铜在焊料中的熔解, 使焊料在铜板上流布。 反应如下: Cu+2C6H5NH2.HCl----CuC12+2C6H5NH2+H2 CuCl2+2C6H5NH2.HCl----Cu[C6H5NH3]2Cl4 4)有机胺与酸复配使用 有机胺本身含有氨基.NH:具有活性,加入有机胺可促进焊接效果。为了减小助焊剂 对铜板的腐蚀作用,可在配制的助焊剂中加入一定量的缓蚀剂,缓蚀剂通常选择有机胺。有 机酸和有机胺混合会发生中和反应,生成中和产物。这种中和产物是不稳定的,在焊接温度 下会迅速分解,重新生成有机酸和有机胺,这样就能保证有机酸原有的活性,焊接结束后, 剩余的有机酸又会被有机胺中和,使残留物的酸性下降,减少腐蚀。因此加入了有机胺类以 后,不仅可以调节助焊剂的酸度,可以使焊点光亮,在不降低焊剂活性的情况下,焊后腐蚀 性降至最低. 目前,这方面最适宜的是将润湿能力较强的有机胺和有机酸结合起来使用。如薛树满 等人在专利中介绍了以脂肪族二元酸、芳香酸或氨基酸为活性成分复配的助焊剂。 此外,在焊剂中加入少量的甘油,不仅有助于焊剂的存储稳定性,也有助于活化剂的 活性发挥。张鸣玲在助焊剂中加入二溴丁二酸、二溴丁烯二醇、二溴苯乙烯等来增强助焊剂 的活性嘲。 低温时活性缓和的是羧酸(包括二羧酸),它们的高温活性明显提高:活性较高的是有机 磷酸酯、磺酸、有机胺(包括肼)的氢卤酸盐或者有机酸盐;卤代物和其取代酸的活性大小取 决于它们的具体结构。 我司引入免清洗低固态的波峰焊助焊剂, 过完波峰后直接做48H 的恒定湿热试验 (温度40± 2℃ ,湿度93± 3%,实际湿度可能有达到96%)后板面出现发白现象, 此白色物质应该为波峰焊后助焊剂残留物(透明)遇水份而出现的白色粉末!具 体见图片, 试验情况如下: 1.PCB:单面浸锡板2.过板方式:直接过板(无使用 pallet) 3.预热: 只有底部加热器3个, 无顶部加热起, 温度设定都为170℃ , 链速0.9m/min, 实测板温度应该有到达120℃ 左右(在供应商提供的参数范围内) 4.锡缸温度:265℃ 5.助焊剂量: 因无法实际测量助焊剂量,但量大小都有试验过,都会出现发白! 6.助焊剂: ROL0型,比重0.805,固态含量3.6,酸价20mg KOH/g 各种预热,链速,助焊剂量,都调试过,还是会出现发白现象,怎么解决啊? 疑问: 1.此白色物质的成分是什么? 2.此白色物质会不会腐蚀焊点及 PCB 板?表面绝缘电阻多少,会不会造成 PCB 板线轨短路现象或其它方面的影响? 我有请教过 FLUX 供应商,他们说可能是现使用的助焊剂跟 PCB 板镀层时使用 的助焊剂不相容问题导致! 可我咨询了 PCB 生产商,PCB 镀层使用的镍金板生产时无使用助焊剂, 究竟问题 出在哪?? A.这类物质一般是助焊剂本身成分的问题, 不管量调多大多小做完高温高湿后都 会有不同程度的出现,一般不会影响电气性能,只是外观不良, B.这种白色粉末最好清楚。 它不单单是外观不良可能会降低绝缘阻抗, 造成不良。 几乎所有 FLUX 在高温高湿环境下都会多少出现白色物质的(尤其所谓的免洗 焊剂)...,有机酸盐和各种树脂的混合物在水的作用下通常是这种粉状物(靠近 合金的比较坚硬)...温度不过促进加速了这种情况发生...。 c.一般焊接面无大碍面因温度低活性成分可能没有完全分解而具有遇湿腐 蚀和漏电的可能...需要特别注意(尤其含有卤素的焊剂)...,因为焊剂残留物形 成的保护膜破裂容易引起离子迁移的...。 --------这次我试验的板是单面镍金板,发白也是出现在焊接面,出现这种发白的 残留物是否会降低 SIR,如果含有机酸盐成分,应该是有腐蚀焊点及 PCB 的危 险!至于卤素,好像所有的助焊剂都免不了含有 Br 这种卤素(我使用的助焊剂 Br 的含量有5000PPM 左右) ,其它的卤素都不会超标。Br 超标对电路板有什么 影响?会引起腐蚀不?(Cl 超标会对焊点有湿腐蚀的危险) ,SIR 实验我看了 IPC-TM650有说到使用特做的符合一定标准的梳型板或电极来做, 可我感觉几乎 所有的 FLUX 在高温高湿环境下都会出现白色物质(透明未完全分解的助焊剂 残留物遇水份显现出来的) ,是否有办法避免?如果产品常是使用在高温高湿环 境下,为不在 PCBA 板上残留此物质就一定得加道清洗工艺了,那那些所谓的 免清洗助焊剂就徒有虚名罢了 (难道所谓的免洗助焊剂,只是说产生的白色残留 物符合 SIR 或........) , 如大家使用的免洗助焊剂都有此现象, 你们怎么说服客户? (是否需要做此白色残留的 SIR 及检测此白色物质的成分来证明此物质不会对 PCBA 产生腐蚀...) 产生此发白物质跟 PCB 有无关系?FLUX 供应商也说明了,我试验板的发白物 质会有腐蚀电路板的危险。 D.免洗助焊剂只是指焊后板上的残留物极微,且具有较高的 SIR,一般情况下不需 清洗,就能达到离子洁净度标准的助焊剂.其本身与通过湿热试验后 PCBA 板面出 现白色粉末概念上是有区别的. 在高温高湿环境后通常都有或多或少地出现白色粉末,如试验后仍满足产品电 气性能要求,符合 SIR 要求,可不予追究,但如果产品经常在高温高湿环境下使用, 就要采取焊后洗板甚至 PCBA 表面防水处理... 建议选用活化剂活性适中,最好焊后可形成保护膜的助焊剂;波峰焊接方面,可从 加速焊料流动性,提高波峰高度和焊接时间努力,以最大限度洗刷并降低板底残留 物... E. SIR 测试大致有三种情况...焊前、焊后和高温高湿...,车载的环境比较恶劣 要求当然会高一些...,看焊接装配后是否有涂敷或灌封树脂等防潮措施...若没有 就得做高温高湿后的 SIR...,发白物质可用离子污染测试方法鉴定是否满足可靠 性等级...。 免 清 洗助 焊 剂 焊 后 残 留 物 的影 响 及 微 观 机 理 作为免清洗助焊剂必须具备以下几个条件: (1)焊后残留物最少; (2)焊后残留物在温度、湿度下保持惰性且无腐蚀; (3)焊后残留物应有高的绝缘电阻值。所谓焊后残留物,即助焊剂中的焊后不挥 发成分和残留的活性成分以及焊后反应生成的金属氧化物等。 从物理学的角度看,这种反应生成物和残留物质有可能是各向同性电介质。 对于此种电介质的分子可分为两类; 一类为无极分子,另一类为有极分子。对于无极分于构成的电介质, 外电场越强,产生的诱导偶极矩越大,表面极化电荷就越多,电介质的极化 就越强。对于有极分子构成的电介质来说,产生极化的过程与上述有所不同。 虽然每一个分子都有一定的固有偶极矩,但在没有外电场的情况下, 由于分子都作杂乱无章的热运动,所 以 对 外 不 呈 现 电 性 。 但是,在外电场 的作用下,每一个分子都受到一电场力矩的作用,在此力矩的作用下, 分子偶极短将转向外电场的方向。对于整个电介质来说,在垂直于电场方向 的两表面上,也还是有极化电荷的产生。 综上所述,虽然不同的电介质极化的微观机理不尽相同,但是在宏观上都表 现为在电介质表面上出现面极化电荷或在电介质内部出现体极化电荷, 即产生极化现象。这种极 化现象是免清洗助焊剂焊后残留物产生绝缘劣化和腐蚀发生的根本原因。 此外,高温高湿也会加剧极化现象。 目前市场上常见的免清洗助焊剂虽然固体含量低, 配制时将其活性成分的腐蚀 性降为最小,但并不能完全排除焊后印制板上留有电介质残留物。 因此长时间的潮热条件下工作的电路板,线路间在电场作用下台发生绝缘劣 化及腐蚀现象。 助焊剂焊接后的白色残留物对 PCB 线路板的影响 我们在使用助焊剂过程中发现 PCB 板在焊接后出现白色残留物粘在 PCB 板的表 面,用手轻轻一擦可掉落粉沫是什么原因造成这种现象,会不会对 PCB 板的电 路造成危害呢? 助焊剂的白色残留物产生的可能: 助焊剂内含有松香, 松香在助焊剂当中起到成膜及助焊的化学物质,松香的物理 性质是透明、硬且脆无固定形状,松香在温度的作用下不稳定,松香结晶后就形 成了白色的粉末,我们在板面上看到的白色粉末就是松香结晶而形成的结晶粉 末。 酸盐物质在助焊剂当中起到的作用是清除被焊接物体表面的氧化层, 它工作的原 理是有机酸与金属氧化物发生化学变化而形成液态松香金属盐, 当焊接表面原器 件氧化程度很高时,焊接后形成的残留物会很高,(高温锡条) 助焊剂白色残留物对线路板有影响吗: 我们对白色残留物研究中发现并认定, 助焊剂的白色残留物化学物质对基板具有 一定的腐蚀性, 它的腐蚀性可以降低线路板的导电性及可以产生迁移和短路,非 导电性固性物侵入元件接触不良,白色残留物过多会粘连灰尘入杂物,影响产品 使用的可靠性及稳定性。 助焊剂选用小贴士: 我们在研究中发现助焊剂的固态含量越低, 电阻值具有较高的水平并且对线路板 的腐蚀性越低, 因此电子工业生产中应优先选用免洗助焊剂,在助焊剂使用前应 对助焊剂的固态含量进行严格的测试, 以减少焊接后的板面残留物而提高电子产 品的可靠性。(有铅焊料) 助焊剂炸锡和产生锡珠或发白的原因分析 使用助焊剂焊接时炸锡的原因主要是助焊剂的粘度太低, 不足以抑制溶剂的挥发 速度。沾在 PCB 上的助焊剂中的溶剂挥发,使板面降温,与 PCB 接触的空气被 冷凝形成雾气凝聚在板面,与高温焊锡接触时,水分被急剧蒸发扩散,如果板浸 锡时没有适当的角度,蒸气无扩散通道,就急剧推动焊锡,形成炸锡。如果再加 上工作环境湿度比较大,炸锡的形成几率会大很多。 波峰焊自动焊锡时,如果预热温度不足,没有使板上凝结的水分完全蒸发,接触 到高温焊锡时,也同样会出现炸锡现象。 助焊剂产生锡珠的原因是使用材料(溶剂)有的纯度不够,这就使的含有相当多 的杂质(水份) ,水份是导致产生锡珠的罪魁祸首,如果你是手浸锡炉的话,这 很难避免,若用波峰焊可在原来的基础上再调高预热温度,直到没有。助焊剂的 有些活性剂原料,在遇热分解时,会产生二氧化碳和水,也是导致有锡珠的原因 之一,这就要助焊剂的供应商配合重新设计配方了。 手浸助焊剂 PCB 板发白: 准确的说,不是板发白,而是残留物发白。一般发白现象是出现在元件面,而非 焊接面。 这是因为元件面的焊剂残留没有接触高温,只是溶剂部分挥发走了,留下有机酸 及松香残留在板面。溶剂挥发过程中,需吸收空气中大量的热能,使空气冷凝, 湿度增大,有机酸与松香吸收了空气中的水份,乳化形成白雾状残留,甚至严重 发白。其中的变性松香和有机酸焊后残留物吸收空气中的水气而变白。 解决办法:1、尽量控制涂布量,不要使焊剂跑到元件面;2、焊后洗板;3、更 换不发白的助焊剂。 PCB 发白分析 首先,要确定这些白色物质到底是哪一类的物质 ?经 分 析 , 很 多 时 候 我 们 确认并不是松香残留遇水泛白造成的,那么应该是白色粉末状盐类物质, 这些物质是怎么来的呢?有一个途径和前提,那就是焊后板面上有残留, 而且极有可能是用了含卤素的助焊剂,焊后有卤素 ( F 、CL、B r 、I)类离子 残留在板子表面,这些离子状卤素残留物,本身不是白 色的,也不足以导致板面泛白;只有一个可能,就是当这类物质遇水、遇潮 后生成了强酸,这些强酸开始和焊点表面的氧化层起反应,这个反应结果生成 的酸盐,就是白色物质。 (反应原理见下图) PbO +2HCL→PbCL2+H2O→PbCL2+H2O+CO2→PbCO3(白色粉末状腐蚀物) +2HCL 那 么 ,为 什 么 稀 释 剂 或 比 较 差 的 清 洗 剂 洗 后 还 会 白 呢 ? 我 认 为 在 一 般的 稀释剂或比较差的清洗剂中都含有一定的水份,稀释剂的去 污能力不够, 或不足以完全洗除板面卤素类离子状残留, 同时, 在洗后会造成板面吸湿。 这些因素加在一起就是为什么用洗后板面仍会泛白的原因。 这也可以理解另一个问题,就是为什么有些板焊完后在一段时间内不白, 使用后,特别是在经过加热后吸潮或遇潮湿环境后,就容易出现板面泛白 了。 (有一点需要补充:现在市场上销售的助焊剂,完全不含卤素,或焊后卤 素能够完全升华分解板面绝对没有卤素离子残留的助焊剂,是比较少的。 ) 在 波 峰 焊 工 艺 中 , 还 有 一 种 状 况 比 较 容 易 出 现 在 预 涂 覆 的 板 材 焊 接 工 艺 中 , 那 种 状 况 我 们 称 之 为 “ 水 渍 纹 ” , 指 的 是 板 面 焊 后 有 “ 水 渍 纹 ” 一 样 的一圈圈的残留物质,这种状况和上面所讲的泛白还不是一个概念,多出 现在预涂覆板而焊接使用的焊剂为低固态焊剂,在板面本来均匀的松香经 过焊剂涂覆及焊接高温熔解,焊后不能形成均匀的涂层,因此显现出来的 一种状况。如果遇到潮湿环境这种板面也会泛白,这种泛白更象是松香的 水白,当然不排除楼上贴子所讲的原因。 这 种 状 况 的 预 防 措 施 是 : 选 用 固 含 量 稍 高 的 松 香 型 焊 剂 ,焊 后 就 会 减少 这种情况的出现。 香的主要成分是树脂酸成分,树脂酸有个羧酸基,普通的树脂酸是不溶入 水的,如果树脂酸和水或其他物质中的钠或钾离子起反应,就会生成树脂 酸钠或树脂酸钾,而这两种物质是表面活性剂,容易乳化变白 泛 白 是 个 清 洗 缺 陷 的 统 称 ... , 在 焊 料 周 围 的 通 常 残 留 的 是 质 硬 的 金 属 盐 ( R-Me ) ... 一般的溶剂根本无法清除 ... 有时需要超声波协助清理 ... ,其他 的 一 般 为 比 较 疏 松 的 树 脂 残 留 物 ... 通 常 以 相 似 相 溶 和 溶 解 系 数 为 理 论 基 础 ... 选用不同溶剂的组合来达到溶涨和溶解而后清洗之 ... 。 因为 SMT 的焊剂多属于弱碱弱酸有机合成物 ... 不可能出现电镀类的强酸 强碱后的金属盐(不去除或难以去除的钝化膜) ... 倒是焊接后的有机物的 变性给清洗剂的成分配对带来困难 ... 加上阻焊剂 (绿油) 的品种和 PCB 生 产工艺中的化学、物理干扰 ... 焊剂中某些真溶剂的介入 ... 往往破坏了阻焊 剂(绿油)原有的表面品质 ... 也就是泛白的现象层出不穷、花样繁多 ... 没 有万能 ... 只有针对性的清洗剂的原由了 ... 。 相似相溶和溶解系数可以在温度提高和加入某些活性剂下得到加强 ... 因为 原子、基团的活跃和某些活性剂的针对性、选择性与温度密切相关的 ... , 最后是个洗净度的问题 ... 一般手洗工艺很难达到这个要求 ... 洗个衣服还需 要过几次清水呢 ... 。 再补充一点 ... 好象所有的弱酸弱减性有机物和他们的生成物都或多或少有 吸湿性 ... 除非反应后只余下 CH 骨架 ... 快乐时时彩 快乐时时彩app 快乐时时彩手机版官网 快乐时时彩游戏大厅 快乐时时彩官方下载 快乐时时彩安卓免费下载 快乐时时彩手机版 快乐时时彩大全下载安装 快乐时时彩手机免费下载 快乐时时彩官网免费下载 手机版快乐时时彩 快乐时时彩安卓版下载安装 快乐时时彩官方正版下载 快乐时时彩app官网下载 快乐时时彩安卓版 快乐时时彩app最新版 快乐时时彩旧版本 快乐时时彩官网ios 快乐时时彩我下载过的 快乐时时彩官方最新 快乐时时彩安卓 快乐时时彩每个版本 快乐时时彩下载app 快乐时时彩手游官网下载 老版快乐时时彩下载app 快乐时时彩真人下载 快乐时时彩软件大全 快乐时时彩ios下载 快乐时时彩ios苹果版 快乐时时彩官网下载 快乐时时彩下载老版本 最新版快乐时时彩 快乐时时彩二维码 老版快乐时时彩 快乐时时彩推荐 快乐时时彩苹

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