助焊剂Flux分析.ppt

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助焊劑（Flux）分析,目錄,一助焊劑的物理特性二免清洗技朮三助焊剂喷涂方式和工艺因素四焊劑焊料檢測方法,一助焊劑的物理特性,助焊剂的物理特性主要是指与焊接性能相关的溶点，沸点，软化点，玻化温度，蒸气压，表面张力，粘度，混合性等。

二免清洗技朮,

（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小、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，可直接进入下道工序的工艺技术。

（2）免清洗的优越性:

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。

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。

实施免清洗工艺，可避免清洗应力对焊接组件的损伤，因此免清洗对提高产品质量是极为有利的。

有利于环境保护：

采用免清洗技术后，可停止使用ODS物质，也大幅度地减少了挥发性有机物（VOC）的使用，从而对保护臭氧层具有积极作用。

（3）免清洗助焊剂低固态含量：

2%以下传统的助焊剂有较高的固态含量（2040%）、中等的固态含量（1015%）和较低的固态含量（510%），用这些助焊剂焊接后的PCB板面留有或多或少的残留物，而免清洗助焊剂的固态含量要求低于2%，而且不能含有松香，因此焊后板面基本无残留物。

无腐蚀性：

不含卤素、表面绝缘电阻1.01011传统的助焊剂因为有较高的固态含量，焊接后可将部分有害物质“包裹起来”，隔绝与空气的接触，形成绝缘保护层。

而免清洗助焊剂，由于极低的固态含量不能形成绝缘保护层，若有少量的有害成分残留在板面上，就会导致腐蚀和漏电等严重不良后果。

因此，免清洗助焊剂中不允许含有卤素成分。

可焊性：

扩展率80%可焊性与腐蚀性是相互矛盾的一对指标，为了使助焊剂具有一定的消除氧化物的能力，并且在预热和焊接的整个过程中均能保持一定程度的活性，就必须包含某种酸。

在免清洗助焊剂中用得最多的是非水溶性醋酸系列，配方中可能还有胺、氨和合成树脂，不同的配方会影响其活性和可靠性。

不同的企业有不同的要求和内部控制指标，但必须符合焊接质量高和无腐蚀性的使用要求。

符合环保要求：

无毒，无强烈刺激性气味，基本不污染环境，操作安全,免清洗助焊剂的主要特性:

无毒，不污染环境，操作安全可焊性好，焊点饱满，无焊珠，桥连等不良产生焊后板面干燥，无腐蚀性，不粘板焊后具有在线测试能力与SMD和PCB板有相应材料匹配性焊后有符合规定的表面绝缘电阻值（SIR）适应焊接工艺（浸焊，发泡，喷雾，涂敷等）,三助焊剂喷涂方式和工艺因素,助焊劑Flux噴布主要有絲網印刷、發泡和噴霧三種方式：

（1）丝网封方式：

由微细，高密度小孔丝网的鼓旋转空气刀将焊剂喷出，由产生的喷雾，喷到PCB上。

絲網印刷是最老的一種塗布方式，設備簡單，成本最低。

這種方式是採用鼓形的不銹鋼或塑膠絲網，讓其在助焊劑槽中旋轉，用轉鼓上的熱風刀將絲網上活化的焊劑吹到PCB上，焊劑沉積量由轉鼓的旋轉速度來控制。

這種簡易的系統具有較高的一致性和可重複性，缺點是由於沒有密封造成助焊劑中的乙醇溶劑快速揮發。

（2）.發泡塗布發泡塗布工藝主要使用松香助焊劑，將壓縮空氣通過發泡管引到容器底部，讓助焊劑變為泡沫向上湧出塗布在印製板上，其優點是設備簡單，節省投資，缺點是塗布不均勻，不能控制焊劑量，焊劑消耗量大，需要定期更換焊劑，並且電路板上有殘餘物污跡。

此外，由於大量暴露在空氣中，助焊劑中的乙醇溶劑揮發較快，使助焊劑固體含量上升，這就需要經常監視助焊劑的比重變化來控制固體含量。

免清洗焊劑和無殘渣焊劑的固體含量都低於5%和2%，而固體含量低的焊劑發泡不充分，所以，不適合發泡應用。

（3）.噴霧式塗布噴霧式塗布的工藝原理是利用高壓空氣將助焊劑霧化後從噴嘴快速噴出，均勻地塗布在電路板上，通過調節壓力或噴嘴的移動速度就可以獲得良好的沉積效果，噴霧塗布工藝的設備價格昂貴，控制系統較為複雜，且噴嘴的往復運動容易造成機械疲勞，但由於具有塗覆均勻、用量少、不需比重監控、不需定期排放舊焊劑、塗布量可精確控制、無焊劑殘餘污跡等優點，已被眾多企業認可噴頭壓力表助焊劑壓力罐。

在無鉛制程中，目前一般採用免清洗助焊劑，因為免清洗助焊劑中固體含量極少，發泡困難，所以必須採用噴霧式助焊系統塗布，保證在電路板上得到一層均勻細密的塗層，這樣才可以避免波峰的擦洗作用和助焊劑的揮發，同時還可避免因助焊效果不足而導致的焊料橋接和拉尖。

喷涂工艺因素:

设定喷嘴的孔径，峰量，形状，喷嘴间距，避免重叠影响喷涂的均匀性。

设定超声雾化器电压，以获取正常的雾化量。

喷嘴运动速度的选择PCB传送带速度的设定焊剂的固含量要稳定设定相应的喷涂宽度,助焊剂残渣产生的不良与对策助焊剂残渣会造成的问题对基板有一定的腐蚀性降低电导性，产生迁移或短路非导电性的固形物如侵入元件接触部会引起接合不良树脂残留过多，粘连灰尘及杂物影响产品使用的可靠性,使用对策及理由选用合适的助焊剂，其活化剂活性适中使用焊后可形成保护膜的助焊剂使用焊后无树脂残留的助焊剂使用低固含量免清洗助焊剂焊接后清洗,四焊劑焊料檢測方法,4.1卤素含量的测定4.2酸值的测定4.3扩展率测定4.4焊剂含量测定（焊丝）4.5锡含量测定4.6样品制备,4.7发泡实验4.8颜色4.9比重4.10机械杂质4.11水溶物电导率试验4.12绝缘电阻试验4.13铜板腐蚀试验,实验方法:

电位滴定法1.试剂:

（1）乙醇苯混合溶液（10:

1）

（2）硝酸银标准溶液0.05N（需标定）2.仪器:

电位差计、银电极、甘汞电极（玻璃电极）3.基本原理:

（略）注:

由能斯特公式导出电位滴定法是一种测量滴定反应过程中电位变化的方法，当滴定反应达到等当点时，待测物质浓度突变，使指示电极的电位产生突跃，故可确定终点。

4.硝酸银标准溶液的配制:

用万分之一天平称量8.494g硝酸银，后溶解至1容量瓶中（0.05N）,4.1卤素含量的测定,5.基准氯化钠标准溶液的配制:

用减量法称量氯化钠（优级纯）至坩锅中，在550下烘烤2个小时左右，降至室温，转至称量瓶中称量，取50ml小烧瓶，将氯化钠慢慢（分几次）向小烧杯中倒，称重1.64g，溶解后转移至1容量瓶中。

（1ml=0.001g氯）6.铬酸钾（2%）溶液配制:

称取2g铬酸钾配成2%的水溶液。

7.标定硝酸银:

吸取10ml溶液于250ml锥形瓶中，以铬酸银溶液为指示剂，用硝酸银溶液滴定至淡黄色为终点。

按下式计算系数C：

C=0.01/V（g/ml）8.实验步骤：

准确称量试样（约1g）若为焊剂则移取已知比重的试液1ml，配制成200ml溶液于500ml烧杯中，接好电极，开动电磁搅拌，用0.05N硝酸银溶液滴定，记录消耗的硝酸银溶液体积（ml）和相应的电极电位（mv）。

全部实验需进行空白试验。

Cl%=C（V-V0）/mx100%,实验方法:

酸碱滴定法1.试剂:

（1）无水乙醇

（2）甲苯（3）0.1NKOH标准溶液:

将5.6gKOH溶于蒸馏水中，备用。

（4）酚酞溶液:

1g酚酞溶于甲醇溶液中至100ml。

4.2酸值的测定,2.实验步骤:

（1）用溶剂（选

（1）、

（2）或

（1）+

（2）溶解约1g样品（若为焊剂则移取已知比重的试液1ml），溶于100溶剂内。

（2）滴加酚酞指示剂，立即用KOH溶液滴定至浅粉红色，持续15S即可。

（须做空白）酸值=N（V-V0）56.11/m（mgKOH/g）,实验方法:

游标卡尺测量法实验步骤:

1.样板的制备:

将T2铜板剪成适当的小块，用（1:

2）盐酸除去氧化膜后，用水冲洗，再用乙醇2铜板剪成适当的小块，用（1:

2）盐酸除去氧化膜后，用水冲洗，再用乙醇2铜板剪成适当的小块，用（1:

2）盐酸除去氧化膜后，用水冲洗，再用乙醇清洗，放置空气中干燥后，放入1505烘箱内1小时氧化，取出放入严密的玻璃瓶中备用。

4.3扩展率测定,2.试料称取0.30000.002g实芯焊丝（1.0），用小细棒弯成小圆。

3.试验步骤将铜板一角弯一小角，将试料环放在试验板中心，用镊子夹住试验板小角（焊剂滴三滴，固体焊剂称3g）放入锡锅，在30s内熔化并扩展，取出常温下冷却，用乙醇清除残余物，用千分尺测铜板厚度H0和铜板中试料中心最高处的厚度HA。

扩展率=4.06-（HA-HO）/4.06100%,实验方法:

减量法试剂:

丙三醇、异丙醇（无水乙醇或95乙醇）实验步骤:

1.取样:

取焊丝1020g，并准确称至0.001g，质量为m1。

2.熔样:

取大约60g丙三醇于烧杯中，加热至冒白烟，用长镊夹取样品，轻轻放入溶液中继续加热至微沸。

3.洗样:

待样品冷却，凝固后取出，用水冲净，再用异丙醇将表面擦净。

4.称样:

准确称量上述样品，质量为m2，焊剂含量%=（m1-m2）/m1100,4.4焊剂含量测定（焊丝）,实验方法:

滴定法1.试剂:

（1）浓硫酸H2SO4

（2）浓盐酸HCl（3）KIO3标准溶液（0.004000g/ml，需标定）（4）Al片、锡粒（99.99%以上）（5）碳酸氢钠饱和溶液、1%的淀粉溶液2.仪器:

酸式滴定管、玻璃弯管（带胶塞）、锥形瓶3.实验准备

（1）KIO3标准溶液的配制和标定A:

配制:

称5.2gKIO3、26gKI、0.9gNaOH置于500ml烧,4.5锡含量测定,杯中，加入200ml水，加热至完全溶解，冷却至室温后，转移于2000ml容量瓶中，用纯水稀释至刻线，混匀备用。

注:

1.若溶液不澄清，应先过滤后稀释。

2.此溶液应避光保存，每次标定后使用。

B:

标定:

1.准确称取0.100g纯锡，质量为m，置于锥形瓶中。

2.加入20ml浓硫酸，加热，至冒白烟后，自然冷却至室温。

3.加入70ml纯水，沿壁缓慢加入，摇匀，静置。

4.加入50mlHCL后，再加入1.52gAl片，迅速塞紧瓶口，待反应一段时间后加热，且胶管一端插入NaHCO3饱和液中，反应至冒大泡，迅速用水冲冷。

5.加入5ml淀粉溶液，快速用KIO3溶液滴定，至溶液由无色变成淡兰紫色，持续15S即可。

消耗KIO3溶液体积为V3溶液体积为V3溶液体积为V滴定度T=m/v（g/ml）

（2）饱和NaHCO3溶液配制3溶液配制3溶液配制取与所需溶液等体积的纯水，然后慢慢加入NaHCO3，边加边搅拌，至固体溶解。

（3）1%的淀粉溶液配制取30ml纯水加热至沸，溶入1.0g淀粉，至完全溶解后，再加入69ml纯水，备用。

4.锡含量测定A:

试样制备取2030g焊丝，用甘油加热熔化，以除去焊剂，冷却后，用镊子夹出后，用水洗再用异丙醇将表面擦净，备用。

B:

测定将A所得试样锯末，准确称取约0.150g，加入H2SO4等，其余步骤同KIO3溶液标定。

实验方法:

抽提法1.试剂:

异丙醇2.仪器:

250ml平底烧瓶、配套温包、抽提管、冷凝管。

实验步骤:

（1）取样:

取焊丝80100g，切成23mm，作为样品备用。

（2）抽提:

取抽提管，用滤纸堵上小孔，小心将样品倒入抽提管，并保证滤纸与管壁间无样品进入。

取100ml左右异丙醇加入烧瓶，安装好装置，并将冷凝管上口用滤纸包好，大约抽提4小时。

4.6样品制备,（3）蒸馏:

卸下抽提管，装上蒸馏装置，将溶液蒸至75ml左右后，停止加热。

（4）挥发:

将抽提液倒入小烧杯中，水浴加热，至剩2ml左右。

（5）烘干:

放入烘箱中于1105下烘干，2小时后取出，放入干燥器中备用。

1.仪器:

200ml小烧杯、发泡器、刻度尺。

2.实验步骤:

（1）取样品160ml于200ml烧杯中，放入发泡器，量其上升高度（mm），若升至200ml以上，且泡沫细小、均匀，则发泡性好。

（2）取出发泡器，若泡沫在15S内不完全消失，且液面四周仍有小泡残留，则合格。

4.7发泡实验,实验方法:

目测法实验