pcb助焊剂产品知识

助焊剂的主要指标
• 助焊剂的主要指标:外观、物理稳定性、比重、固态含量、可焊性、卤素含量、 助焊剂的主要指标: • • • • • •
水萃取液电阻率、铜镜腐蚀性、表面绝缘电阻、酸值. 水萃取液电阻率、铜镜腐蚀性、表面绝缘电阻、酸值.下面简要对这些指标进行 分解. 分解. 1.外观:助焊剂外观首先必须均匀,液态焊剂还需要透明(水基松香助焊剂则是乳 1.外观:助焊剂外观首先必须均匀,液态焊剂还需要透明( 状的). 状的). 2.物理稳定性:通常要求在一定的温度环境(一般5-45℃)下,产品能稳定存在. 2.物理稳定性:通常要求在一定的温度环境(一般5 45℃ 产品能稳定存在. 3.比重:这是工艺选择与控制参数. 3.比重:这是工艺选择与控制参数. 4.固态含量(不挥发物含量):表示的是焊剂中的非溶剂部分,实际上它不挥发物含 4.固态含量(不挥发物含量):表示的是焊剂中的非溶剂部分, 量意义不同,数值也有差异,后者是从测试的角度讲的, 量意义不同,数值也有差异,后者是从测试的角度讲的,它与焊接后的残留量有一 定的对应关系,但并非唯一. 定的对应关系,但并非唯一. 5.可焊性:指标非常关键,它表示助焊效果,以扩展率来表示,为了保证良好的焊接, 5.可焊性:指标非常关键,它表示助焊效果,以扩展率来表示,为了保证良好的焊接, 一般控制在80-92之间. 一般控制在80-92之间. 6.卤素含量:这是以离子氯的含量来表示离子性的氯、溴、碘的总和. 6.卤素含量: 、溴、碘的总和. 7.水萃取液电阻率:该指标反映的是焊剂中导电离子的含量水平,阻值越 ,不离 7.水萃取液电阻率:该指标反映的是焊剂中导电离子的含量水平, 子含量越多,随着助焊剂向低固含免清方向发展,因此最新的ANSI/J-STD子含量越多,随着助焊剂向低固含免清方向发展,因此最新的ANSI/J-STD-004 标准已经放弃该指标. 标准已经放弃该指标. 8.腐蚀性:助焊剂由于其可焊性的要求,必然会给PCB或焊点带来一定的腐蚀性, 8.腐蚀性:助焊剂由于其可焊性的要求,必然会给PCB或焊点带来一定的腐蚀性, 为了衡量腐蚀性的大小,铜板腐蚀测试反映的是焊后残留物的腐蚀性大小, 为了衡量腐蚀性的大小,铜板腐蚀测试反映的是焊后残留物的腐蚀性大小,铜镜 腐蚀测试是使用当时的腐蚀性大小.其环境测试时间为10天 一般为7 10天 腐蚀测试是使用当时的腐蚀性大小.其环境测试时间为10天(一般为7-10天). 9.表面绝缘阻抗:按GB或JIS标准的要求SIR值最低不能小于1010 ,而J-STD9.表面绝缘阻抗: GB或JIS标准的要求SIR值最低不能小于10 STD8 ,由于试验方法不同,这两个要求 004则要求SIR值最低SIR值最低不能小于10 004则要求SIR值最低SIR值最低不能小于10 ,由于试验方法不同, 的数值间没有可比性. 的数值间没有可比性. 10.酸值:中和一克样品所需要的KOH的毫克数. 10.酸值:中和一克样品所需要的KOH的毫克数.
焊接原理
可以粗略的分为三个阶段: 1.扩散;2.基底金属熔解;3.金属间化合物的形成
Fl f FLUID Base metal Fsf=Flfcoc Molten Solder Fls
Molten solder
(A)
Fsf
(B)
Molten solder Intermetallic compound layer
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助焊剂的主要指标的测试方法
1.外观:用目测方法检验是否透明,是否有沉 淀,分层 1.外观:用目测方法检验是否透明, 和异物. 和异物. 2.比重:用比重计进行测试,同时在测试助焊剂的温度. 2.比重:用比重计进行测试,同时在测试助焊剂的温度. (有机溶剂比重随温度变化而变化,温度每升高一度, 有机溶剂比重随温度变化而变化,温度每升高一度, 比重下降0.001) 比重下降0.001) 3.酸价:称取2克左右的助焊剂,用25ml IPA溶剂稀释, 3.酸价:称取2克左右的助焊剂, IPA溶剂稀释, 再加三滴酚酞示剂, 0.1mol/L的氢氧化钾的滴定 再加三滴酚酞示剂,用0.1mol/L的氢氧化钾的滴定 液进行滴定.(IPC-TM液进行滴定.(IPC-TM-650) 4.计算公式:mgKOH/g(flux)=56.11VM/m 4.计算公式:mgKOH/g(flux)=56.11VM/m V(ml):所耗标准氢氧化钾的滴定液的摩尔浓度． V(ml):所耗标准氢氧化钾的滴定液的摩尔浓度． m:助焊剂的质量(g) m:助焊剂的质量(g)
(C)
图A:液体焊料在基底金属上的扩散,接触角(由界面张力的平衡来决定小润湿角形成良好的焊 接获得小润湿角的原则(1)低表面张力的助焊剂(2)高的表面张力,即高表面能的基板(3)低有 面张力的焊料).图B基底金属溶解入液体焊料.图C基底金属与液体焊料起反应形成金属间化 合物层(IMC)
助焊剂反应
• 助焊剂的最主要的任务是除去金属氧化物.助焊剂反 助焊剂的最主要的任务是除去金属氧化物.
助焊剂的定义及作用
• 在焊接领域里众所周知一个道理,几乎所有的金属 在焊接领域里众所周知一个道理,
暴露于空气中就会立刻氧化,此氧化物会阻碍润湿, 暴露于空气中就会立刻氧化,此氧化物会阻碍润湿, 阻碍焊接.因此, 阻碍焊接.因此,我们可以在真空中清洗金属和焊 接,但是,这不是很实际的方法. 但是,这不是很实际的方法. 有一些材料可以去除氧化物且盖住金属表面使氧 化物不再形成,这就是助焊剂, 化物不再形成,这就是助焊剂,它是焊接工程必要 的材料.它们阻碍焊锡的流动.理想上, 的材料.它们阻碍焊锡的流动.理想上,它们也不攻 击焊点上的金属或四周的材料, 击焊点上的金属或四周的材料,而且也必须易于被 去除,助焊剂(FLUX)这个字是来自拉丁文, 去除,助焊剂(FLUX)这个字是来自拉丁文,是”流 动”的意思,但在此处它的作用不只是帮助流动, 的意思,但在此处它的作用不只是帮助流动, 还具有其它的作用
MOn+2n RCOOH Sno2+4RCOOH MOn+2nHX SnO2+4HCl M(RCOO)n+nH2O Sn(RCOO)2+2H2O 目前常使用 MXn+nH2O 应的最通常的类型是酸基反应. 应的最通常的类型是酸基反应.在助焊剂和金属氧化 物之间的反应可由下面简单的方程式举例说明Hale Waihona Puke Baidu
SnCl4+2H2O 水洗型助焊剂
苏州柯仕达电子材料有限公司
产品知识
-----助焊剂 助焊剂
目 录
1.助焊剂定义 1.助焊剂定义 2.助焊剂的作用及焊接曲线 2.助焊剂的作用及焊接曲线 3.助焊剂的涂布方式 3.助焊剂的涂布方式 4.助焊剂的组成 4.助焊剂的组成 5.助焊剂的主要参数 5.助焊剂的主要参数 6.助焊剂分类 6.助焊剂分类 7.助焊剂相关知识 7.助焊剂相关知识 8.助焊剂的选择 8.助焊剂的选择 9.焊接不良的分析 9.焊接不良的分析 10.公司助焊剂简介 10.公司助焊剂简介
• 用于焊接制程的助焊剂可分为三种基本的型式， • • • •
每一种分类的特性皆与其助焊剂或助焊剂残渣皆 为低度活性者 L=表示助焊剂本身或助焊剂残渣皆为低度活性者 L=表示助焊剂本身或助焊剂残渣皆为低度活性者 M=表示助焊剂本身或助焊剂残渣为中度活性者 M=表示助焊剂本身或助焊剂残渣为中度活性者 H=表示助焊剂本身或助焊剂残渣为高度活性者 H=表示助焊剂本身或助焊剂残渣为高度活性者 若是含有松香的助焊剂,则在L 若是含有松香的助焊剂,则在L、M、H代字后加上 “R ”
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臭氧危害物质 Ozone depleting substances
• Chlorofluorocarbon(CFCs)氟氯烷碳化物 Chlorofluorocarbon(CFCs)氟氯烷碳化物 • Hydrochlorofluorocarbon(HCFCS)氟氯氢烷碳化物 Hydrochlorofluorocarbon(HCFCS)氟氯氢烷碳化物 • Halon 海龙 • Carbon Tetrachloride (CCl4) 四氯化碳 • Methyl chloroform=1,1,1-Trichlorothane(CH3C chloroform=1,1,1Cl3)（ Cl3)（1，1，1-三氯乙烷） • Bromomethane(CH3Br) 溴代甲烷 • Hydrobromofluorocarbon(HBFC)
清洗剂参数介绍
• １.闪点：表示可燃液体加热到液体表面上的蒸气
和空气的混合物与火焰接触发生闪火时的最低温 度．测定闪点有开口杯法和闭口杯法两种，一般 前者用于测定高闪点液体，后者测定低闪点液 体．（闪点低表示着火的危险性大，可是闪点不 是指溶剂继续燃烧的温度，仅仅表示液面的蒸气 可燃，要能够不断燃烧，必须连续产生蒸气．） ２.自燃点：指可燃物质在没有火焰、电火花等明 火源的作用下，由于本身受空气氧化而放出热量， 或受外界温度、湿度影响使其温度升高而引起燃 烧的最低温度称为自燃点．
•
助焊剂的作用
• 助焊剂是一种具有化学及物理活性的物质, 助焊剂是一种具有化学及物理活性的物质,
能够除去被焊金属表面的氧化物或其他形 成的表面膜层以及焊锡本身外表上所形成 的氧化物; 的氧化物;为达到被焊表面能够沾锡及焊牢 的目的,助焊剂的功用还可以保护金属表面, 的目的,助焊剂的功用还可以保护金属表面, 使在焊接的高温环境中不再被氧化; 使在焊接的高温环境中不再被氧化;第三个 功能就是减少熔锡的表面张力(surface 功能就是减少熔锡的表面张力(surface tension),以及促进焊锡的分散和流动等. tension),以及促进焊锡的分散和流动等.
助焊剂中松香结构
COOH
分子式:C 分子式:C20H30O2
大多数的松香因含有两个不饱合键，对空气和光都很 敏感，因此松香酸暴露于空气中颜色会加深。
焊接曲线
助焊剂的涂布方式
• 助焊剂对被焊表面涂布方法有传统波焊中
的泡沫式，喷头喷雾式及表面沾浸式涂布 方法
助焊剂的成份组成
1.成膜剂 1.成膜剂 保护剂覆盖在焊接部位, 保护剂覆盖在焊接部位,在焊接过程中起防止氧化作用的 物质,焊接完成后,能形成一层保护膜.常用松香用保护剂, 物质,焊接完成后,能形成一层保护膜.常用松香用保护剂,也 可以添加少量的高分子成膜物质. 可以添加少量的高分子成膜物质. 2.活化剂 2.活化剂 焊剂去除氧化物的能力主要依靠有机酸对氧化物的溶解作 用,这种作用由活化剂完成.活化剂一般选用具有一定热稳 这种作用由活化剂完成. 定性的有机酸. 定性的有机酸. 3.扩散性(表面活性剂) 3.扩散性 表面活性剂) 扩散性( 扩散剂可以改善焊剂的流动性和润湿性, 扩散剂可以改善焊剂的流动性和润湿性,其作用是降低焊 剂的表面张力,并引导焊料向四周扩散, 剂的表面张力,并引导焊料向四周扩散,从面形成光滑的焊 点. 4.溶剂 4.溶剂 溶剂的作用是将松香,活性剂,扩散剂等物质溶解, 溶剂的作用是将松香,活性剂,扩散剂等物质溶解,配制液态 焊剂,通常采用乙醇, 焊剂,通常采用乙醇,异丙醇等
助焊剂相关的概念
• PH值:5ml助焊剂溶解于４５ml去离子水， PH值:5ml助焊剂溶解于４５ml去离子水，
用PH计进行测试. PH计进行测试. • 助焊剂的PH值为3.0,测其酸根离子浓度为 助焊剂的PH值为3.0,测其酸根离子浓度为 0.001mol／ 0.001mol／l • PH值＝-log〔H+〕 PH值＝-log〔H+〕 酸性强弱是由物质的电离常数决定的．
J-STD-004焊剂活性分类的测试要求 STD-004焊剂活性分类的测试要求
助焊剂 分类 L0 L1 M0 M1 H0 H1 铜镜无穿 透现象 铜镜无 穿透性 面积, 面积, <50% 铜镜无 穿透性 面积>50% 面积>50% 铜镜试验 卤素含量 (定性) 定性) 通过 通过 通过 不通过 通过 不通过 卤素含量 (定量) 定量) 0.0% <0.5% 0.0% 0.5-2.0% 0.50.0% >2.0% 较重腐蚀 清洗 轻微腐蚀 清洗与未 清洗 无腐蚀 清洗与未 清洗 腐蚀试验 SIR必须大 SIR必须大 于108
可能臭氧危害物质
• Hydrofluorocarbon(HFC) • Perfluorocarbon(PFC)全氟化合物 Perfluorocarbon(PFC)全氟化合物 • Chlorinated hydrocarbon(CHCs)氯碳 hydrocarbon(CHCs)氯碳
氢化物
助焊剂分类