助(zhù)焊劑的介(jiè)紹和案例(lì)分享

 

對助(zhu)焊劑的要(yao)求：

1. 熔點應(ying)低于焊料(liào)。

2. 表面張力(lì)，粘度，比重(zhòng)小于焊料(liao)。

3. 殘渣容易(yi)清除或者(zhě)不需去除(chú)。

4. 不能腐蝕(shí)母材

5. 不産(chan)生有害氣(qi)體和刺激(jī)性味道。

 

          助(zhù)焊反應

 

助(zhù)焊劑的最(zui)主要的任(ren)務是除去(qù)金屬氧化(huà)物。助焊劑(jì)反應的最(zui)通常的類(lèi)型是酸基(ji)反應。

在 助(zhu)焊劑和金(jin)屬氧化物(wù)之間的反(fǎn)應可由下(xià)面簡單的(de)🤞方程式舉(jǔ)例說明

1. １．酸基反(fan)應

 

 

第(di)二級别 – 專用服(fu)務類電子(zi)産品

包括(kuò)通訊設備(bèi)，複雜的工(gong)商業設備(bèi)和高性能(néng)，長壽命測(ce)量✍️儀器等(deng)。這類設備(bèi)希望能 “ 不(bu)中斷 ” 工

作(zuò)，但這又不(bu)一定必須(xu)要達到的(de)條件。在通(tong)常使用🌏環(huán)境下，這類(lèi)設備不應(yīng)該發生故(gù)障。

第二級(jí)别産品例(li)子：信息技(jì)術 / 通(tong)訊設備

這(zhe)類組裝是(shì)最複雜的(de)。大部份的(de)生産線是(shì)雙面表面(mian)貼裝🐇先回(huí)流後波峰(feng)焊或是先(xiān)回流，貼片(pian)膠和

最後(hòu)波峰焊。在(zai)這兩種技(jì)術，組裝闆(pǎn)是經過兩(liang)次受熱然(ran)後⚽才波峰(fēng)焊。通常這(zhe)些組裝是(shì)布滿大量(liàng)零

件，熱量(liàng)密度大，零(ling)件高度大(dà)和多層闆(pǎn)。前面受熱(re)次數👉及在(zài)熱量密度(du)大的組裝(zhuāng)時會引緻(zhì)焊盆的氧(yang)化

而挑戰(zhàn)助焊劑的(de)能力，殘留(liu)物的外觀(guān)也會考慮(lü)，低殘留物(wu)成爲必要(yào)的要求。

受(shòu)熱的次數(shù)，高複雜性(xìng)，和低殘留(liú)物的要求(qiú)要求助焊(hàn)劑要🏃🏻有一(yi)定的活性(xing)，低固含量(liàng)及不同熱(rè)容量元 件(jian)的影響。助(zhù)焊劑可以(yǐ)是水性或(huò)醇基的。 水(shui)性的在某(mou)些受 VOC 排放管制(zhi)地區是首(shou)選。但因爲(wèi)會要多些(xiē)熱能才能(neng)将水揮發(fa)👨‍❤️‍👨通常都對(duì)預熱比較(jiao) 敏感。波峰(fēng)焊可以組(zǔ)合多段預(yu)熱器（最好(hao)加入頂部(bu)預熱😘器）。有(you)一或多段(duan)對流預熱(rè)器是最有(you)效的。 醇類(lei)助焊劑是(shì)比較不受(shòu)波峰焊機(jī)的組合影(yǐng)響，可以不(bú)使用🌈對流(liú)預熱。低殘(can)留物和經(jing)常針測常(chang)會選用 無(wú)松香的助(zhu)焊劑，最常(cháng)用的助焊(hàn)劑在低固(gu)含，無松香(xiāng)和活🐕性強(qiáng)🐇一些的。選(xuǎn)用類别 ROL0 ， ROL1, ROM0 ， ORL0 及(jí) ORM0 。對 FR4 組裝， ORM0 類的助(zhu)焊劑是可(kě)以接受的(de)。如果使用(yòng)紙闆， 這是(shì)有 可靠性(xìng)的隐憂。

第(dì)三級别 – 高性能(neng)電子産品(pǐn)

包括持續(xù)運行或嚴(yan)格按指令(ling)運行的設(she)備和産品(pin)。這類産品(pǐn)📞在使用不(bú)能出現中(zhong)斷，例如救(jiu)生設備或(huò)飛 行控制(zhì)系統。符合(he)該級别要(yào)求的組件(jiàn)産品适用(yong)于高保證(zheng)要求，高服(fu)務要求，或(huò)者最終産(chan)品使用環(huán)境 條件異(yi)常苛刻。

第(dì)三級别産(chǎn)品的例子(zǐ)：汽車電子(zǐ)

在組裝考(kao)慮方面，汽(qi)車電子是(shì)屬于中等(děng)複雜性的(de)産品。設計(jì)的重要考(kao)慮是電性(xìng)及機械性(xìng)的可靠度(dù)♉。 相對很多(duō)二級産品(pǐn)， PCB 的面(miàn)積較小，層(ceng)數較少〈少(shǎo)于 8 〉─較(jiao)低的連接(jie)密度。 PCB 主要是用(yòng)有 鍍穿孔(kong)的 FR4 環(huán)氧基樹脂(zhi)玻璃纖維(wei)型的。這類(lèi)别的主要(yao)要求是在(zai)相對高壓(yā)及苛刻環(huán)境狀況下(xià)能保 證電(diàn)性化學的(de)可靠性，并(bing)且在制程(cheng)中達到穩(wen)定焊接效(xiào)果及高良(liang)率，這可靠(kào)性要求其(qi)助焊劑需(xu)要具😄有 松(sōng)香及不含(han)鹵素。松香(xiāng)提供焊接(jiē)穩定的高(gao)良率及🌏長(zhǎng)期的可靠(kao)性，沒有鹵(lǔ)素更可使(shi)殘留的可(kě)靠性得以(yi) 改善。雖然(rán)可使用水(shui)基助焊劑(ji)，但醇基更(gèng)常用。因爲(wèi)醇基焊劑(jì)是對預熱(re)更兼容及(ji)其良好的(de)濕潤性有(yǒu) 助填孔。對(duì)于無鉛汽(qi)車組裝産(chan)品，最合理(lǐ)的選擇是(shi)醇基，具松(sōng)香，無鹵素(su)的助焊劑(ji)─分類爲 ROL0 ， ROM0 ， REL0 或 REM0 。

                無鉛焊接(jie)的特點

 

當(dāng) PCB 以 V 0 =V X   沿前頭(tóu)所示方向(xiang)運動時，此(ci)時 O-O 和(hé) P-P 斷面(miàn)的流體速(sù)度的分布(bù)就出現了(le)變化。

粘性(xing)流體質點(diǎn)在壁面切(qie)線方向的(de)切向速度(dù) VC 等于(yú)剛壁上相(xiàng)應點的切(qiē)向速度 V0 ，即： V C = V 0

即貼(tie)近界壁的(de)流體質點(diǎn)和界壁上(shang)相應點具(jù)有相同的(de)速度。在 O-O 斷面上(shang)，流體速度(du)零點将不(bú)再出現 界(jiè)壁上，而是(shi)偏向流體(tǐ)内側的 A-A 面上，管(guǎn)道内的最(zui)大速度線(xiàn)也将由 N-N 移到 N ′ -N ′面(mian)上。我們 把(ba)速度零線(xian)與 PCB 下(xia)側面之間(jian)的流體層(ceng)稱爲 附面(miàn)層 。此時在(zài)附面層内(nèi)存在旋渦(wō)運動。在此(ci)層内，沿 PCB 表面的(de)切線方向(xiàng)速度變化(hua)很大。因而(er)在 PCB 表(biao)面法線方(fang)向上的速(sù)度梯度很(hen)大，它将加(jiā)劇粘性🏃‍♂️流(liú) 體質點粘(zhān)附在剛壁(bì)上。根據次(ci)現象波峰(feng)焊接中 PCB 與液态(tài)銲料作相(xiang)對運動時(shí)，就必然要(yào)攜帶爲數(shù)不 少的被(bèi)粘附在基(jī)體金屬表(biǎo)面的液态(tai)銲料一道(dào)前進，這🎯正(zheng)好構㊙️成了(le)拉尖和橋(qiao)連的必然(rán)條件。

 

因此(ci) PCB 的運(yùn)動速度（ V 0 ）相(xiàng)對于波峰(feng)中流體逆(nì)向流動的(de)速度（ V 1 ）愈大(da)，被攜帶的(de)銲料愈多(duo)，拉 尖和橋(qiao)連也就愈(yù)嚴重。因此(ci)，放慢 PCB 的運動速(su)度（ V 0 ）或者加(jiā)快流體逆(ni)向流動的(de)速度（ V 1 ），就 可(ke)以壓縮附(fù)面層的厚(hou)度，因而有(you)力的抑制(zhi)了附面層(céng)内的旋⁉️渦(wo)運動。粘附(fu)在 PCB 壁(bì)面上的随(sui) PCB 一道(dao) 運動的多(duo)餘焊料被(bei)大量抑制(zhi)了，也就有(you)效的抑制(zhì)了拉尖🤩和(he)橋連的發(fā)生幾率。

 

對(duì)于 P- P 斷(duàn)面的情況(kuang)就與 O-O 斷面有所(suo)不同。由于(yu)此時 PCB 的運動方(fāng)向（ V 0 ）與流體(tǐ)順向流速(su)方向 （ V 2 ）是相(xiang)同的，故不(bú)存在附面(mian)層的問題(ti)，也就不存(cun)在銲料回(hui)流所形成(chéng)的旋渦運(yun)動。調節流(liú)體順向 流(liú)速（ V 2 ）的大小(xiao)，就可以在(zài) PCB 與波(bo)峰脫離處(chu)獲得最佳(jia)的脫離條(tiao)件。

 

  焊(hàn)料波速對(dui)波峰焊接(jiē)效果的影(yǐng)響

當 PCB 進入波峰(feng)工作區間(jiān)時，由于 PCB 的運動(dong)方向與銲(hàn)料流動方(fāng)向是相反(fǎn)的，所以在(zài)貼近🌐 PCB 的下 表面(mian)存在着一(yi)個附面層(ceng)。附面層的(de)厚度是與(yu) PCB 的夾(jiá)送速度和(hé)逆 PCB 運(yun)動方向的(de)流體流速(su)的大小有(yǒu) 關系。 例如(ru)當 PCB 的(de)速度一定(ding)時增大逆(nì)向的流體(ti)流動速度(dù)，那麽附😄面(mian)💜層的厚度(dù)就将變薄(báo)，從而渦流(liú)現象将 明(míng)顯減弱。焊(han)料流體對(dui) PCB 的逆(nì)向擦洗作(zuò)用将明顯(xian)增強，顯然(rán)就不容易(yi)産生拉尖(jiān)和橋連現(xiàn)象，但很 可(kě)能将形成(cheng)焊點的正(zheng)常輪廓所(suo)需要的焊(hàn)料量也被(bèi)過量的擦(ca)洗掉了，因(yin)而造成焊(han)點吃錫不(bú)夠、幹癟、 輪(lun)廓不對稱(chēng)等缺陷。反(fǎn)之流體速(su)度太低，擦(ca)洗作用減(jian)少，焊點豐(fēng)滿了，但産(chan)生拉尖和(hé)橋連的概(gài)率也 增大(dà)了。因此對(duì)某一特定(dìng)的 PCB 及(ji)其速度都(dou)對應着一(yī)個最佳的(de)流體速度(dù)。

銲料波峰(feng)的類型及(jí)其特點

目(mù)前在工業(yè)生産中運(yun)行的波峰(feng)焊接設備(bèi)多種多樣(yang)🏃🏻‍♂️，從銲料波(bō)峰形狀的(de)類型來看(kàn)，這些裝置(zhi)大緻可分(fèn) 成兩類。即(ji)：

（ 1 ） 單向波峰(feng)式

這種噴(pen)嘴波峰銲(han)料從一個(gè)方向流出(chū)的結構，在(zai)早期的🍉設(she)😍備上比較(jiao)多見。現在(zai)，除空心波(bō)以外，其它(tā) 單向波形(xíng)在較新的(de)機器上，已(yǐ)不多見了(le)。

（ 2 ） 雙向波峰(feng)式

  這(zhè)種雙向波(bo)峰系統的(de)特性是從(cóng)噴嘴内出(chū)來的銲🐪料(liào)到🐅達噴嘴(zuǐ)頂部後，同(tong)時向前、後(hou)兩個方向(xiàng)流動， 如圖(tu)所示。根據(jù)應用的需(xu)要，這種分(fèn)流可以是(shi)對稱的也(ye)可以是♻️不(bú)對稱，甚至(zhì)在沿傳送(song)的後方向(xiàng)增加 了延(yan)伸器，以使(shi)波峰在 PCB 拖動方(fāng)向上變寬(kuān)變平以減(jiǎn)少脫離角(jiǎo)。

 

        案例分析(xī) ( 錫珠(zhū)）