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助焊剂 线路板焊接助焊剂 线路板助焊剂常见状况与分析

助焊剂

助焊剂是焊接时使用的辅料,是保证焊接过程顺利进行的辅助材料。焊接是电子装配中的主要工艺过程。助焊剂通常是以松香为主要成分的混合物,助焊剂的主要作用是清除焊料和被焊母材表面的氧化物,使金属表面达到必要的清洁度.它防止焊接时表面的再次氧化,提高焊接性能.助焊剂性能的优劣,降低焊料表面张力,直接影响到电子产品的质量

助焊剂分类

树脂焊剂通常是从树木的分泌物中提取,属于天然产物,没有什么腐蚀性,松香是这类焊剂的代表,所以也称为松香类焊剂。大体上可分为有机、无机和树脂三大系列。
由于焊剂通常与焊料匹配使用,与焊料相对应可分为软焊剂和硬焊剂。
电子产品的组装与维修中常用的有松香、松香混合焊剂、焊膏和盐酸等软焊剂,在不同的场合应根据不同的焊接工件进行选用。

无机系列助焊剂

无机系列助焊剂属于酸性焊剂。它的化学作用强,助焊性能非常好,但腐蚀作用大,因为它溶解于水,故又称为水溶性助焊剂,它包括无机酸和无机盐2类。
含有无机酸的助焊剂的主要成分是盐酸、氢氟酸等,含有无机盐的助焊剂的主要成分是氯化锌、氯化铵等,它们使用后必须立即进行非常严格的清洗,因为任何残留在被焊件上的卤化物都会引起严重的腐蚀。这种助焊剂通常只用于非电子产品的焊接,在电子设备的装联中严禁使用这类无机系列的助焊剂。

有机系列助焊剂

有机系列助焊剂属于酸性、水溶性焊剂。它的助焊作用介于无机系列助焊剂和树脂系列助焊剂之间,它是含有有机酸的水溶性焊剂,以乳酸、柠檬酸为基础,由于它的焊接残留物可以在被焊物上保留一段时间而无严重腐蚀,因此可以用在电子设备的装联中,但一般不用在SMT的焊膏中,因为它没有松香焊剂的粘稠性(起防止贴片元器件移动的作用)。

树脂系列助焊剂

在电子产品的焊接中使用比例最大的是树脂型助焊剂。由于它只能溶解于有机溶剂,故又称为有机溶剂助焊剂,其主要成分是松香。松香在固态时呈非活性,只有液态时才呈活性,其熔点为127℃活性可以持续到315℃。锡焊的最佳温度为240~250℃,所以正处于松香的活性温度范围内,且它的焊接残留物不存在腐蚀问题,这些特性使松香为非腐蚀性焊剂而被广泛应用于电子设备的焊接中。
为了不同的应用需要,松香助焊剂有液态、糊状和固态3种形态。固态的助焊剂适用于烙铁焊,液态和糊状的助焊剂分别适用于波峰焊。
在实际使用中发现,松香为单体时,化学活性较弱,对促进焊料的润湿往往不够充分,因此需要添加少量的活性剂,用以提高它的活性。松香系列焊剂根据有无添加活性剂和化学活性的强弱,被分为非活性化松香、弱活性化松香、活性化松香和超活性化松香4种,美国MIL标准中分别称为R、RMA、RA、RSA,而日本JIS标准则根据助焊剂的含氯量划分为AA(0.1wt%以下)、A(0.1~0.5wt%)、B(0.5~1.0wt%)3种等级。

  1. 非活性化松香(R):它是由纯松香溶解在合适的溶剂(如异丙醇、乙醇等)中组成,其中没有活性剂,消除氧化膜的能力有限,所以要求被焊件具有非常好的可焊性。通常应用在一些使用中绝对不允许有腐蚀危险存在的电路中,如植入心脏的起搏器等。
  2. 弱活性化松香(RMA):这类助焊剂中添加的活性剂有乳酸、柠檬酸、硬脂酸等有机酸以及盐基性有机化合物。添加这些弱活性剂后,能够促进润湿的进行,但母材上的残留物仍然不具有腐蚀性,除了具有高可靠性的航空、航天产品或细间距的表面安装产品需要清洗外,一般民用消费类产品(如收录机、电视机等)均不需设立清洗工序。在采用弱活性化松香时,对被焊件的可焊性也有严格的要求。
  3. 活性化松香(RA)及超活性化松香(RSA):在活性化松香助焊剂中,添加的强活性剂有盐酸苯胺、盐酸联氨等盐基性有机化合物,这种助焊剂的活性是明显提高了,但焊接后残留物中氯离子的腐蚀变成不可忽视的问题,所以,在电子产品的装联中一般很少应用。随着活性剂的改进,已开发了在焊接温度下能将残渣分解为非腐蚀性物质的活性剂,这些大多数是有机化化合物的衍生物。

PCB板助焊剂常见状况与分析

焊后PCB板面残留多板子脏: 

  1. 焊接前未预热或预热温度过低(浸焊时,时间太短)。
  2. 走板速度太快(FLUX未能充分挥发)。 
  3. 锡炉温度不够。
  4. 锡液中加了防氧化剂或防氧化油造成的。 
  5. 助焊剂涂布太多。 
  6. 元件脚和板孔不成比例(孔太大)使助焊剂上升。 
  7. FLUX使用过程中,较长时间未添加稀释剂。

着 火

  1. 波峰炉本身没有风刀,造成助焊剂涂布量过多,预热时滴到加热管上。 
  2. 风刀的角度不对(使助焊剂在PCB上涂布不均匀)。 
  3. PCB上胶条太多,把胶条引燃了。
  4. 走板速度太快(FLUX未完全挥发,FLUX滴下)或太慢(造成板面热温度太高)。
  5. 工艺问题(PCB板材不好同时发热管与PCB距离太近)。 

腐 蚀(元器件发绿,焊点发黑)

  1. 预热不充分(预热温度低,走板速度快)造成FLUX残留多,有害物残留太多)。
  2. 使用需要清洗的助焊剂,焊完后未清洗或未及时清洗。

连电,漏电(绝缘性不好)

PCB设计不合理,布线太近等。 PCB阻焊膜质量不好,容易导电。

漏焊,虚焊连焊 FLUX涂布的量太少或不均匀

部分焊盘或焊脚氧化严重。 PCB布线不合理(元零件分布不合理)。 发泡管堵塞,发泡不均匀,造

FLUX在PCB上涂布不均匀。 手浸锡时操作方法不当。 链条倾角不合理。 波峰不平。 

焊点太亮或焊点不亮

  1. 可通过选择光亮型或消光型的FLUX来解决此问题); 
  2. 所用锡不好(如:锡含量太低等)。 

短 路锡液造成短路: 

  1. 发生了连焊但未检出。 
  2. 锡液未达到正常工作温度,焊点间有“锡丝”搭桥。 
  3. 焊点间有细微锡珠搭桥。 
  4. 发生了连焊即架桥。 

PCB的问题:如:PCB本身阻焊膜脱落造成短路 

烟大,味大

  1. FLUX本身的问题  A、树脂:如果用普通树脂烟气较大 B、溶剂:这里指FLUX所用溶剂的气味或刺激性气味可能较大 C、活化剂:烟雾大、且有刺激性气味 
  2. 排风系统不完善

飞溅、锡珠 

  1. 工 艺  A、预热温度低(FLUX溶剂未完全挥发)  B、走板速度快未达到预热效果  C、链条倾角不好,锡液与PCB间有气泡,气泡爆裂后产生锡珠  D、手浸锡时操作方法不当  E、工作环境潮湿 
  2. P C B板的问题 A、板面潮湿,未经完全预热,或有水分产生 B、PCB跑气的孔设计不合理,造成PCB与锡液间窝气 C、PCB设计不合理,零件脚太密集造成窝气

上锡不好,焊点不饱满

使用的是双波峰工艺,一次过锡时FLUX中的有效分已完全挥发 走板速度过慢,使预热温度过高 FLUX涂布的不均匀。 焊盘,元器件脚氧化严重,造成吃锡不良 FLUX涂布太少;未能使PCB焊盘及元件脚完全浸润 PCB设计不合理;造成元器件在PCB上的排布不合理,影响了部分元器件的上锡  

FLUX发泡不好

FLUX的选型不对 发泡管孔过大或发泡槽的发泡区域过大 气泵气压太低 发泡管有管孔漏气或堵塞气孔的状况,造成发泡不均匀 稀释剂添加过多 

发泡太好

气压太高 发泡区域太小 助焊槽中FLUX添加过多 未及时添加稀释剂,造成FLUX浓度过高

FLUX的颜色问题

有些无透明的FLUX中添加了少许感光型添加剂,此类添加剂遇光后 变色,但不影响FLUX的焊接效果及性能;

PCB阻焊膜脱落剥离或起泡

80%以上的原因是PCB制造过程中出的问题 A、清洗不干净 B、劣质阻焊膜 C、PCB板材与阻焊膜不匹配 D、钻孔中有脏东西进入阻焊膜 E、热风整平时过锡次数太多 2、锡液温度或预热温度过高 3、焊接时次数过多 4、手浸锡操作时,PCB在锡液表面停留时间过锡膏印刷

PCB焊接是PCB制程中重要的一环,助焊剂质量的好坏,直接影响着焊接的质量。所以,如何选择助焊剂是很重要的,希望本文对您有所帮助