焊接是電子工程師必備技能，傳統(tǒng)助焊劑有很多，今天我就來(lái)給大家講一講你所不了解的助焊劑的知識(shí)，希望對(duì)大家有所幫助。
一、組成及對(duì)焊接質(zhì)量的影響1.組成焊膏由焊料合金粉(以下簡(jiǎn)稱焊粉)和焊劑組成，而焊劑又由溶劑、成膜物質(zhì)、活化劑和觸變劑等組成，如圖1所示。
圖1 焊膏的組成焊劑各組分所占焊膏質(zhì)量的百分比及成分如下。
(1)成膜物質(zhì)：2%～5%(Wt)，主要為松香及其衍生物、合成材料，最常用的是水白松香。
(2)活化劑：0.05%～0.5%(Wt)，最常用的活化劑包括二羧酸、特殊羧基酸和有機(jī)鹵化鹽。
(3)觸變劑：0.2%～2%(Wt)，增加黏度，起懸浮作用。這類物質(zhì)很多，優(yōu)選的有蓖麻油、氫化蓖麻油、乙二醇-丁基醚、羧甲基纖維素。
(4)溶劑：3%～7%(Wt)，多組分，有不同的沸點(diǎn)。
(5)其他：表面活性劑，耦和劑。
2.組分對(duì)焊接質(zhì)量的影響焊料飛濺、焊劑飛濺、BGA空洞、橋連等焊接不良與焊膏的組成有很大的關(guān)系!焊膏的選用應(yīng)根據(jù)印制電路板組件(PCBA)的工藝特性進(jìn)行選擇。焊粉所占比重，對(duì)塌落性能和黏度有很大的影響，焊粉含量越高，塌落度也越小，因此，用于細(xì)間距元件的焊膏，多使用88%～92%焊粉含量的焊膏?；罨瘎瑳Q定焊膏的可焊性或潤(rùn)濕能力。要實(shí)現(xiàn)良好的焊接，焊膏中必須有適當(dāng)?shù)幕罨瘎?，特別是在微焊盤焊接情況下，如果活性不足，就有可能引發(fā)葡萄球現(xiàn)象和球窩缺陷。成膜物質(zhì)，影響焊點(diǎn)的可測(cè)性以及焊膏的黏度和黏性。溶劑，主要用于溶解活化劑、成膜物質(zhì)、觸變劑等。焊膏中的溶劑，一般由不同沸點(diǎn)的溶劑組成，使用高沸點(diǎn)溶劑的目是為了防止再流焊接時(shí)焊錫、焊劑飛濺。觸變劑，用來(lái)改善印刷性能和工藝性能。
3.市場(chǎng)上的焊膏類別市場(chǎng)上的焊膏，一般按照應(yīng)用需求進(jìn)行劃分，例如：適合高速印刷的焊膏;適合細(xì)間距印刷的焊膏;BGA空洞少的焊膏;活性比較強(qiáng)的焊膏。
二、焊膏配方及功能
1.焊膏配方設(shè)計(jì)焊膏所用的活化劑多為有機(jī)酸、有機(jī)胺、有機(jī)鹵化物。與無(wú)機(jī)系列焊劑相比，其活性比較弱，但具有加熱迅速、分解留下的殘留物基本呈惰性、吸濕性小、電絕緣性能好的特點(diǎn)。焊膏的配方實(shí)際就是焊劑的配方，焊劑各組分的作用如圖2所示。
圖2 焊劑各組分的作用
2.焊劑的三大功能：
(1)化學(xué)功能。去除被焊金屬表面的氧化物并在焊接過(guò)程中防止焊料和焊接表面的再氧化。
(2)熱學(xué)功能。焊劑能在焊接過(guò)程中迅速傳遞能量，使被焊金屬表面熱量傳遞加快并建立熱平衡。
(3)物理功能。焊劑有降低焊料表面張力的功能，有助于焊料與被焊金屬之間的相互潤(rùn)濕，起到助焊作用。焊接后可形成化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定的絕緣層，“固”住生成物。
3.活化劑去除氧化物的原理反應(yīng)一，生成可溶性鹽類。MeOn+2nRCOOH→Me(RCOO)n+H2OMeOn+2nHX→MeXn+nH2O反應(yīng)二，氧化-還原反應(yīng)。MeO+2HCOOH→Me(COOH)2+H2OMe(COOH)2→Me+CO2+H2
三、再流焊接過(guò)程中焊膏的物理化學(xué)變化由于各種品牌焊膏配方的不同以及焊接時(shí)溫度曲線設(shè)置的差異，很難準(zhǔn)確地描述再流焊接過(guò)程中焊膏在什么溫度點(diǎn)發(fā)生了什么化學(xué)和物理變化，但并不妨礙我們對(duì)其作一個(gè)大致的定性描述。認(rèn)識(shí)和了解再流焊接過(guò)程中焊膏的物理和化學(xué)變化，對(duì)正確的設(shè)置溫度曲線、減少焊接不良十分重要。比如，ENIG焊盤上出現(xiàn)焊劑污點(diǎn)或焊錫點(diǎn)，如果我們清楚它發(fā)生的大致溫度點(diǎn)、了解其發(fā)生的原因，那么我們就可以優(yōu)化溫度曲線，減少此類焊接不良。圖3 是根據(jù)一些試驗(yàn)報(bào)告繪制的一個(gè)焊膏在再流焊接過(guò)程中的狀態(tài)變化圖，描述了焊劑在不同階段的揮發(fā)情況、焊膏的物理變化、焊錫焊劑飛濺的發(fā)生階段、去除金屬氧化物的主要階段。需要說(shuō)明的是，圖中一些數(shù)據(jù)不是一個(gè)準(zhǔn)確的數(shù)值，僅說(shuō)明一個(gè)大致情況，如溶劑的揮發(fā)量，它不僅取決于溫度與時(shí)間，更取決于焊劑組成以及沸點(diǎn)。
圖3 焊膏在流焊接過(guò)程中的狀態(tài)變化
四、焊膏的性能評(píng)價(jià)對(duì)一款焊膏進(jìn)行評(píng)價(jià)，一般應(yīng)包括焊膏的使用性能、助焊劑性能、金屬粉性能等內(nèi)容，詳細(xì)評(píng)價(jià)指標(biāo)如圖4所示。
圖4 焊膏評(píng)價(jià)指標(biāo)與方法日常例行檢查
主要檢測(cè)影響工藝質(zhì)量的五項(xiàng)指標(biāo)：印刷性——實(shí)踐中可以通過(guò)觀察0.4mm間距的CSP或QFP焊膏印刷圖形來(lái)評(píng)價(jià)。聚合性——用焊球試驗(yàn)評(píng)價(jià)(在規(guī)定的試驗(yàn)條件下，檢驗(yàn)焊膏中的合金粉末在不潤(rùn)濕的基板上熔合為一個(gè)球的能力)，目的是檢驗(yàn)焊劑短時(shí)去氧化物能力以及焊粉的氧化程度。鋪展性——用擴(kuò)展率試驗(yàn)進(jìn)行評(píng)價(jià)，用于確定焊劑的活性。塌落度——評(píng)價(jià)焊膏印刷后保持圖形原狀的能力。黏著力——評(píng)價(jià)焊膏的黏附強(qiáng)度。
焊膏使用
1)冷藏儲(chǔ)存必須存放在5～12℃。如果溫度過(guò)高，焊粉與焊劑反應(yīng)，會(huì)使黏度上升而影響印刷性;如果溫度過(guò)低(0℃下)，焊劑中的松香成分會(huì)產(chǎn)生結(jié)晶現(xiàn)象，使焊膏性能惡化?；钚员容^強(qiáng)的焊膏，如果常溫存放(如解凍)有可能發(fā)生焊粉與焊劑反應(yīng)，使焊膏變黏、變稠、活性變低，這點(diǎn)可通過(guò)觀察焊膏焊粉顆粒表面是否光滑予以確認(rèn)。
2)回溫后開(kāi)封使用必須在操作環(huán)境下放置2h以上解凍，以避免冷凝水出現(xiàn)。
3)印刷環(huán)境(25±3)℃，相對(duì)濕度小于或等于65%，以維持焊膏出廠性能。
4)溫度對(duì)印刷時(shí)間的影響(濕度在60%下)溫度在20℃、25℃、30℃時(shí)，可印刷時(shí)間分別為12h、7h、2h。
5)濕度對(duì)印刷時(shí)間的影響25℃時(shí)，隨濕度增加，印刷時(shí)間減少。
五、焊膏活性的表現(xiàn)1.焊膏活性的表現(xiàn)：(1)焊膏的活性越強(qiáng)，在OSP處理的焊盤上鋪展面積越大，如圖5所示。
圖5 在OSP處理焊盤上的鋪展
(2)焊膏的活性越強(qiáng)，引線爬錫越高，如圖6所示。
圖6 引線爬錫高度與活性
(3)焊膏的活性越強(qiáng)，焊錫對(duì)引腳的覆蓋越好，如圖7所示。
圖7 引腳的覆蓋與活性
4)采用0.127mm(5mil)厚的鋼網(wǎng)印刷焊膏，在165～175℃下，烘烤10min，然后再加熱到210℃(對(duì)于有鉛焊膏)，觀察焊錫表面葡萄球現(xiàn)象的嚴(yán)重程度。葡萄球越少，表示去除氧化物能力越強(qiáng)。這是判定焊劑活性比較簡(jiǎn)單和有效一些方法，通常不需要專門制作試驗(yàn)板就可進(jìn)行。根據(jù)賈忠中著SMT核心工藝解析與案例分析改。
看完了以上內(nèi)容，大家對(duì)助焊劑是否有更多的了解呢，快看看你手上的助焊劑是否合規(guī)呢。
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