助焊劑(jì)的介紹(shao)和案例(lì)分享

 

對(dui)助焊劑(ji)的要求(qiu)：

1. 熔(róng)點應低(dī)于焊料(liao)。

2. 表(biǎo)面張力(li)，粘度，比(bǐ)重小于(yú)焊料。

3. 殘渣(zhā)容易清(qing)除或者(zhe)不需去(qu)除。

4. 不能腐(fǔ)蝕母材(cái)

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

 

          助焊反(fan)應

 

助焊劑(ji)的最主(zhǔ)要的任(ren)務是除(chú)去金屬(shǔ)氧化物(wù)。助焊劑(ji)反應🛀🏻的(de)最通常(cháng)的類型(xíng)是酸基(ji)反應。

在 助(zhu)焊劑和(he)金屬氧(yǎng)化物之(zhī)間的反(fǎn)應可由(you)下面簡(jiǎn)單📞的方(fang)程㊙️式舉(ju)例說明(ming)

1. １．酸基反(fǎn)應

 

 

第二級(jí)别 – 專(zhuan)用服務(wù)類電子(zi)産品

包括通(tong)訊設備(bei)，複雜的(de)工商業(ye)設備和(hé)高性能(neng)，長壽命(ming)測量儀(yí)器等。這(zhè)類設備(bei)希望能(neng) “ 不(bu)中斷 ” 工

作，但這(zhè)又不一(yi)定必須(xū)要達到(dao)的條件(jian)。在通常(cháng)使用環(huán)🔞境下，這(zhè)類設備(bèi)不應該(gāi)發生故(gù)障。

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

這類(lei)組裝是(shì)最複雜(zá)的。大部(bu)份的生(shēng)産線是(shi)雙面表(biao)面貼🧑🏽‍🤝‍🧑🏻裝(zhuang)先回流(liú)後波峰(fēng)焊或是(shi)先回流(liu)，貼片膠(jiāo)和

最(zui)後波峰(feng)焊。在這(zhe)兩種技(ji)術，組裝(zhuang)闆是經(jīng)過兩次(cì)受熱然(ran)後才波(bō)✔️峰焊。通(tōng)常這些(xie)組裝是(shi)布滿大(dà)量零

件，熱量(liàng)密度大(dà)，零件高(gāo)度大和(he)多層闆(pan)。前面受(shou)熱次數(shù)及在熱(rè)🛀🏻量密度(dù)大的組(zǔ)裝時會(hui)引緻焊(han)盆的氧(yang)化

而(er)挑戰助(zhu)焊劑的(de)能力，殘(can)留物的(de)外觀也(ye)會考慮(lǜ)，低殘留(liú)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(han)劑要有(you)一㊙️定的(de)活性，低(dī)固含量(liàng)及不同(tong)熱容量(liàng)元 件(jian)的影響(xiang)。助焊劑(jì)可以是(shì)水性或(huo)醇基的(de)。 水性(xìng)的在某(mǒu)些受 VOC 排(pái)放管制(zhì)地區是(shì)首選。但(dan)因爲會(hui)要多些(xiē)熱能才(cái)能将水(shuǐ)揮發通(tōng)♋常都對(duì)預熱比(bi)較 敏(mǐn)感。波峰(feng)焊可以(yǐ)組合多(duo)段預熱(re)器（最好(hao)加入頂(ding)部❗預熱(re)器⛹🏻‍♀️）。有一(yī)或多段(duan)對流預(yu)熱器是(shì)最有效(xiào)的。 醇(chun)類助焊(han)劑是比(bi)較不受(shòu)波峰焊(han)機的組(zu)合影響(xiang)，可☀️以不(bú)使用對(duì)流預熱(rè)。低殘留(liú)物和經(jing)常針測(ce)常會選(xuan)用 無(wu)松香的(de)助焊劑(jì)，最常用(yong)的助焊(han)劑在低(dī)固含，無(wú)松香和(hé)活🍉性強(qiang)一些的(de)。選用類(lèi)别 ROL0 ， ROL1, ROM0 ， ORL0 及 ORM0 。對 FR4 組(zu)裝， ORM0 類的(de)助焊劑(jì)是可以(yǐ)接受的(de)。如果使(shǐ)用紙闆(pan)， 這是(shi)有 可(kě)靠性的(de)隐憂。

第三級(ji)别 – 高(gao)性能電(diàn)子産品(pǐn)

包括(kuò)持續運(yùn)行或嚴(yán)格按指(zhi)令運行(hang)的設備(bèi)和産品(pin)。這👨‍❤️‍👨類産(chǎn)品在使(shi)用不能(néng)出現中(zhōng)斷，例如(ru)救生設(she)備或飛(fēi) 行控(kong)制系統(tong)。符合該(gāi)級别要(yao)求的組(zu)件産品(pǐn)适用于(yú)高保證(zhèng)要求，高(gao)服務要(yào)求，或者(zhe)最終産(chan)品使用(yòng)環境 條件異(yì)常苛刻(ke)。

第(dì)三級别(bié)産品的(de)例子：汽(qi)車電子(zǐ)

在組(zu)裝考慮(lü)方面，汽(qì)車電子(zǐ)是屬于(yú)中等複(fú)雜性的(de)産品。設(she)計🏃🏻的重(zhong)要考慮(lǜ)是電性(xing)及機械(xie)性的可(ke)靠度🙇🏻。 相對很(hen)多二級(ji)産品， PCB 的(de)面積較(jiào)小，層數(shù)較少〈少(shǎo)于 8 〉─較低(dī)的連接(jie)密度。 PCB 主(zhu)要是用(yòng)有 鍍(dù)穿孔的(de) FR4 環氧基(ji)樹脂玻(bō)璃纖維(wéi)型的。這(zhè)類别的(de)主要要(yao)求是在(zài)相對高(gao)壓及苛(kē)刻環境(jing)狀況下(xia)能保 證電性(xìng)化學的(de)可靠性(xing)，并且在(zai)制程中(zhong)達到穩(wen)定焊接(jie)效果及(jí)高良率(lü)，這可靠(kao)性要求(qiú)其助焊(hàn)劑需要(yao)具👨‍❤️‍👨有 松香及(ji)不含鹵(lu)素。松香(xiāng)提供焊(hàn)接穩定(ding)的高良(liáng)率及💃長(zhang)🏃期的可(ke)靠性，沒(mei)有鹵素(su)更可使(shǐ)殘留的(de)可靠性(xing)得以 改善。雖(sui)然可使(shǐ)用水基(jī)助焊劑(jì)，但醇基(ji)更常用(yong)。因爲醇(chun)基焊劑(ji)是💞對預(yu)熱更兼(jiān)容及其(qí)良好的(de)濕潤性(xìng)有 助(zhu)填孔。對(dui)于無鉛(qiān)汽車組(zu)裝産品(pin)，最合理(lǐ)的選擇(zé)是⚽醇基(ji)，具☁️松香(xiang)，無鹵素(su)的助焊(hàn)劑─分類(lèi)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(fāng)向運動(dong)時，此時(shí) O-O 和 P-P 斷面(mian)的流體(ti)速度的(de)分布就(jiù)出現了(le)變化。

粘性流(liu)體質點(dian)在壁面(mian)切線方(fāng)向的切(qie)向速度(du) 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(jí)貼近界(jie)壁的流(liu)體質點(dian)和界壁(bì)上相應(yīng)點具有(yǒu)相同的(de)🏃速度。在(zài) O-O 斷面上(shàng)，流體速(su)度零點(diǎn)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(shàng)。我們 把速度(du)零線與(yu) PCB 下側面(mian)之間的(de)流體層(céng)稱爲 附面層(ceng) 。此時(shi)在附面(miàn)層内存(cun)在旋渦(wo)運動。在(zài)此層内(nei)，沿 PCB 表面(mian)的切線(xian)方向速(sù)度變化(hua)很大。因(yin)而在 PCB 表(biǎo)面法線(xian)方向上(shang)的速度(du)梯度很(hen)大，它将(jiang)加劇粘(zhān)性流 體質點(diǎn)粘附在(zài)剛壁上(shang)。根據次(cì)現象波(bō)峰焊接(jie)中 PCB 與液(ye)态銲料(liao)作相對(duì)運動時(shi)，就必然(ran)要攜帶(dai)爲數不(bú) 少的(de)被粘附(fù)在基體(tǐ)金屬表(biao)面的液(ye)态銲料(liao)一道前(qián)進，這正(zhèng)🌐好構成(chéng)了拉尖(jian)和橋連(lian)的必然(rán)條件。

 

因此 PCB 的(de)運動速(su)度（ V 0 ）相對于(yú)波峰中(zhong)流體逆(nì)向流動(dong)的速度(du)（ V 1 ）愈(yu)大，被攜(xié)帶的銲(han)料愈多(duō)，拉 尖(jian)和橋連(lian)也就愈(yù)嚴重。因(yīn)此，放慢(man) PCB 的運動(dòng)速度（ V 0 ）或者(zhe)加快流(liú)體逆向(xiàng)流動的(de)速度（ V 1 ），就 可以壓(yā)縮附面(miàn)層的厚(hou)度，因而(er)有力的(de)抑制了(le)附面層(ceng)内的旋(xuan)🈲渦運動(dòng)。粘附在(zài) PCB 壁面上(shàng)的随 PCB 一(yī)道 運(yun)動的多(duō)餘焊料(liao)被大量(liang)抑制了(le)，也就有(yǒu)效的抑(yi)制了🌈拉(la)😍尖和橋(qiáo)連的發(fā)生幾率(lǜ)。

 

對(dui)于 P- P 斷面(miàn)的情況(kuang)就與 O-O 斷(duan)面有所(suǒ)不同。由(you)于此時(shí) PCB 的運動(dòng)方向（ V 0 ）與流(liu)體順向(xiàng)流速方(fang)向 （ V 2 ）是相(xiang)同的，故(gù)不存在(zài)附面層(céng)的問題(ti)，也就不(bu)存在銲(hàn)料回流(liú)🐅所形成(cheng)的旋渦(wo)運動。調(diao)節流體(tǐ)順向 流速（ V 2 ）的大(da)小，就可(ke)以在 PCB 與(yu)波峰脫(tuō)離處獲(huo)得最佳(jiā)的脫離(lí)條件。

 

  焊料波(bō)速對波(bō)峰焊接(jiē)效果的(de)影響

當 PCB 進入(rù)波峰工(gōng)作區間(jiān)時，由于(yú) PCB 的運動(dong)方向與(yu)銲料流(liú)動方向(xiang)是相反(fǎn)的，所以(yi)在貼❄️近(jin) PCB 的下 表面存(cun)在着一(yī)個附面(miàn)層。附面(miàn)層的厚(hou)度是與(yǔ) PCB 的夾送(song)速度和(hé)逆 PCB 運動(dòng)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(shí)增大逆(nì)向的流(liu)體流動(dong)速度，那(nà)麽附🛀面(miàn)💛層🍓的厚(hou)度就将(jiang)變薄，從(cong)而渦流(liú)現象将(jiāng) 明顯(xiǎn)減弱。焊(hàn)料流體(tǐ)對 PCB 的逆(ni)向擦洗(xi)作用将(jiang)明顯增(zeng)強，顯然(ran)就不容(rong)易産生(shēng)拉尖和(hé)橋連♉現(xiàn)象，但很(hěn) 可能(neng)将形成(chéng)焊點的(de)正常輪(lun)廓所需(xu)要的焊(han)料量也(yě)✊被🈲過量(liàng)的擦洗(xi)掉了，因(yin)而造成(chéng)焊點吃(chi)錫不夠(gou)、幹癟、 輪廓不(bu)對稱等(děng)缺陷。反(fǎn)之流體(ti)速度太(tai)低，擦洗(xi)作用減(jiǎn)少🌏，焊點(dian)🚩豐滿了(le)，但産生(shēng)拉尖和(hé)橋連的(de)概率也(ye) 增大(dà)了。因此(cǐ)對某一(yī)特定的(de) PCB 及其速(sù)度都對(dui)應着一(yī)個最佳(jiā)的流體(tǐ)速度。

銲料(liào)波峰的(de)類型及(ji)其特點(diǎn)

目(mu)前在工(gong)業生産(chan)中運行(hang)的波峰(feng)焊接設(shè)備多種(zhǒng)多樣，從(cong)銲料波(bō)峰形狀(zhuàng)的類型(xíng)來看，這(zhe)些裝置(zhi)大緻可(ke)分 成(cheng)兩類。即(ji)：

（ 1 ） 單向(xiàng)波峰式(shi)

這(zhe)種噴嘴(zui)波峰銲(han)料從一(yi)個方向(xiang)流出的(de)結構，在(zài)早🧑🏽‍🤝‍🧑🏻期的(de)設備上(shang)比較多(duo)見。現在(zai)，除空心(xin)波以外(wài)，其它 單向波(bō)形在較(jiào)新的機(ji)器上，已(yi)不多見(jian)了。

（ 2 ） 雙(shuang)向波峰(feng)式

  這(zhe)種雙向(xiang)波峰系(xì)統的特(te)性是從(cóng)噴嘴内(nèi)出來的(de)銲🈲料到(dào)達🐉噴嘴(zui)頂部後(hou)，同時向(xiang)前、後兩(liǎng)個方向(xiang)流動， 如圖所(suo)示。根據(ju)應用的(de)需要，這(zhè)種分流(liu)可以是(shì)對稱的(de)也可以(yi)是不對(dui)稱，甚至(zhì)在沿傳(chuan)送的後(hou)方向增(zeng)加 了(le)延伸器(qì)，以使波(bō)峰在 PCB 拖(tuo)動方向(xiang)上變寬(kuan)變平以(yǐ)減少脫(tuō)離角。

 

        案例分(fen)析 ( 錫珠(zhū)）