助焊剂的简介汇编

1、简介内容l1.助焊剂定义及作用l2.助焊剂分类l3.助焊剂相关知识l4.助焊剂的选择l5.焊接不良的分析l6.公司助焊剂简介l7.助焊剂的测试方法简介助焊剂的定义及作用l在焊接领域里众所周知一个道理，几乎所有的金属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，需要一些方法来去除此氧化物，且不会形成再次氧化。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。l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，它是焊接工程必要的材料。它们尚需具备其他的特性，如耐焊接温度、自由流动和不阻碍焊锡的流动。理想上，它们也不攻击焊点上的金属或四周的材料，而且也必须

2、易于被去除。助焊剂（助焊剂（FLUX）这个字是来自拉）这个字是来自拉丁文，是丁文，是“流动流动”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。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。l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；为达到被焊表面能够沾锡及焊牢的目的，助焊剂的功用还可保护金属表面，使在焊接的高温环境中而不再被氧化；第三个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。l助焊剂对被焊表面的涂布方法有传统波焊中的泡沫式，波流式，喷射式及表面

3、沾浸式的涂布方法。在预热过程中，多种助焊剂在得到热能的协助后，皆能充满活力而得以对各种金属外表执行清洁的任务。因此，助焊剂本身在各种涂布焊接工程学上，除清洁作用外，还有润焊湿润、摭散性、助焊剂活性、热稳定性、化学活性等。助焊剂分类助焊剂分类l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之腐蚀性或导电性有关。lL=表示助焊剂本身或助焊剂残渣皆为低度活性者lM=表示助焊剂本身或F染残渣为中度活性者lH=表示助焊剂本身或助焊剂残渣为高度活性者l若是含有松香的助焊剂，则在L、M、H代字后加上“R”J-STD-004焊剂活性分类的测试要求焊剂分类铜镜试验卤素含量（定

4、性）卤素含量（定量）腐蚀试验SIR必须大于108 L0铜镜无穿透现象通过0.0%无腐蚀清洗与未清洗 L1通过0.5M0铜镜无穿透性面积， 50通过0.0%较重腐蚀清洗H1通过2.0助焊剂活性度分类助焊剂型式耐蚀试验Corrosion Resistance Tests铜镜试验 Copper Mirror铬酸银试验Silver Chromate 腐蚀试验CorrosionPC-TM-650 2.3.3.2PC-TM-650 2.3.3.3PC-TM-650 2.6.1L铜镜不允许出现被除去的迹象（白色背景不可出现）对Class1及Class2而言，其卤化物须低于0.5%（指固形物而言）对Class

5、3而言必须通过铬酸银试验不可出现腐蚀，如周围有蓝/绿色边缘出现，则其flux需通过铬酸银试验M允许部份或全部份铜镜被除去卤化物应低于2%铜镜试验发生腐蚀时尚可允许，但是flux须通过卤化物H铜镜全部被去除卤化物可高于2%可允许有严重的腐蚀出现J-STD-004l对于J-STD-004而言，没有不合格的助焊剂产品，仅仅类别不同而已。J-STD-004 将所有的焊剂分成24个类别，涵盖 了目前所有的焊剂类型，该标准根据助焊剂的主要组成材料将其四大类：松香型（Rosin,RO）;树脂型(Resin,RE)有机酸型(organic,OR),无机酸型(Inorganic,IN)，括号中的缩写字母代号。其

6、次，根据铜镜试验的结果将焊剂的活性成分水平划分为三级：lL：表示助焊剂或是助焊剂的残留的活性低或无活性低。lM：表示助焊剂或是助焊剂残留活性中性。lH:表示助焊剂或助焊剂的残留活性高助焊剂分类焊剂（主要）组成材料Flux Materials of composition焊剂活性水平（含卤素量）焊 剂 类 型 F l u x A c t i v y Level(%Halide)/Flux Type焊剂标识（代号）Flux DesignatorRosin(RO)Low(0.0%) L0ROL0Low(2.0%) H1ROH1Resin(RE)Low(0.0%) L0RELOLow(2.0%) H1

7、REH1Organic(OR)Low(0.0%) L0ORL0Low(0.5%) L1ORL1Moderate(0.0%) M0ORM0Moderate(0.5-2.0%) M1ORM1High (0.0%) H0ORH0电子组装品分级第一级：消费性产品Class1：Consumer Products此级包含关键用途的产品着重在可靠性及成本效益,而其使用寿命之延续并非主要目的所在,其产品的实例多在一般性消费用途上.第二级:一般工业级Class2: General industriae此级含有高性能的商用工业级产品，对使用的延续已有所要求，对不间断执行事务的能力要求，则非关键所在。第三级：高可靠

8、度Class3：Hight Reliability此级的设备产品及持续性的性能则为关键所在，任何设备发生停机时，都将无法容忍，或及设备是用维持生命者皆属此级。各级组装板之试验条件各级组装板之试验条件助焊剂型式表面绝缘电阻（STR）的各项要求1235090% RH days5090% RH days8585% RH daysL残渣在“未清洗”（）或“已清洗”（）下均需达到10之电阻值及格标准残渣在“未清洗”（）或“已清洗”（）下均需达到10之电阻值及格标准残渣在“未清洗”（）或“已清洗”（）下均需达到10之电阻值及格标准M残渣在“未清洗”（）或“已清洗”（）下均需达到10之电阻值及格标准残渣在“

9、未清洗”（）或“已清洗”（）下均需达到10之电阻值及格标准残渣在“未清洗”（）或“已清洗”（）下均需达到10之电阻值及格标准H残渣已清洗后（）其电阻值需达到10残渣已清洗后（）其电阻值需达到10残渣已清洗后（）其电阻值需达到10助焊剂型式之简字码说明l=表示已做绝缘电阻试验且已及格者l X=表示已清洗或未清洗之组装品，及绝缘电阻试验不及格者lLRIN=表示配方为松香基之助焊剂，其助焊剂及残渣皆为低活性者，其未清洗之试样也能过Class1在SIR上的各项要求。lMZCN=表示助焊剂及其残渣皆已具中度之活性，其已清洗或未清洗的试样lM/X=表示助焊剂或助焊剂具有中度活性，其各级产品之已清洗或未清洗

10、试样，皆无法通过STR 上的各项要求。助焊剂在不同温度下的活性助焊剂在不同温度下的活性l好的助焊剂不只是要求热稳定性，在不同温度下的活性亦应考虑。l助焊剂的功能即是去除氧化物，通常在某一温度下效果较佳，例如RA的助焊剂，除非温度达到某一程度，氯离子不会解析出来清理氧化物，当然此温度必须在焊锡作业的温度范围内。另一个例子，如使用氯气做助焊剂，如温度是一定的，反应时间则依氧化物的厚度而定。l当温度过高时，亦可能降低其活性，如松香在超过（600OF）315时，几乎无任何反应，如果无法避免高温时，可将预热时间延长，使其充分发挥活性后再进入锡炉。l也可以利用此一特性，将助焊剂活性钝化以防止腐蚀现象，但在

11、应用上要特别注意受热时间与温度，以确保活性钝化。润湿能力润湿能力l为了能清理基材表面的氧化层，助焊剂要能对基材金属有很好的润湿能力，同时亦应对焊锡有很好的润湿能力以取代空气，降低焊锡表面张力，增加其摭散性。扩散性扩散性l助焊剂在焊接过程中应有助于焊锡扩散的能力，摭散与润湿都是帮助焊点的角度改变以形成优良焊点，通常扩散率（Spread factor）可用来作助焊剂的强弱指标化学活性化学活性l要达到一个好的焊点，被焊物必须要在一个完全无氧化层的表面。但金属一旦暴露于空气中会生成氧化层，这种氧化层无法用传统溶剂清洗，此时必须依赖助焊剂与氧化层起化学作用。当助焊剂清除氧化层之后，干净的被焊物表面，才可

12、以与焊锡接合。l助焊剂与被氧化物的化学反应有几种：l（1）是相互起化学作用形成第三种物质。l（2）氧化物直接被助焊剂剥离。l（3）上述二种反应并存。l松香助焊剂去除氧化层，即是第一种反应，松香主要成份为松香酸（Abi-etic acid）和异构双萜酸（lsomeric diterpene acids）,当助焊剂加热后与氧化铜反应，形成铜松香（Copper abiet），是呈绿色透明状物质，易溶入未反应的松香内与松香一起被清除，即使有残留，也不会腐蚀金属表面。l氧化物暴露在氢氧中的反应，即是典型的第二种反应，在高温下氢与氧反应成水，减少氧化物，这种方式常用在半导体零件的焊接上。l几乎所用的有机酸

13、或无机酸都有能力去除氧化物，但大部分由于安全性的考虑都不能用来焊锡，助焊剂除了去除氧化物的功能外，还有其他功能，这些功能是在焊锡作业时，必须考虑的。热稳定性热稳定性l助焊剂在去除氧化物反应的同时，必须还要形成一个保护膜，防止被焊物表面再度氧化，直到接触焊锡为止。所以助焊剂必须能承受高温，在焊锡作业的温度下不会分解或蒸发。如果分解（Decomposition）则会形成溶剂不溶物，难以用溶剂清洗，W/W级的纯松香在280左右分解，此应特别注意。 焊接不良原因分析（一）不 良 焊 点 的 形 貌 说明 原因 虚焊一元器件引脚未完全被焊料润湿，焊料在引脚上的润湿角大于90 元器件引线可焊性不良元器件热

14、容大，引线未达到 焊接温度助焊剂选用不当或已失效引线局部被污染 虚焊二印制板焊盘未完全被焊料润湿，焊料在焊盘上的润湿角大于90 焊盘可焊性不良焊盘所处铜箔热容大，焊盘未达到焊接温度助焊剂选用不当或已失效焊盘局部被污染 焊接不良原因分析（一）不 良 焊 点 的 形 貌 说明 原因 虚焊一元器件引脚未完全被焊料润湿，焊料在引脚上的润湿角大于90 元器件引线可焊性不良元器件热容大，引线未达到 焊接温度助焊剂选用不当或已失效引线局部被污染 虚焊二印制板焊盘未完全被焊料润湿，焊料在焊盘上的润湿角大于90 焊盘可焊性不良焊盘所处铜箔热容大，焊盘未达到焊接温度助焊剂选用不当或已失效焊盘局部被污染 焊接不良原

15、因分析(二)不 良 焊 点 的 形 貌 说明 原因 半边焊元器件引脚和印制板焊盘均被焊料良好润湿，但焊盘上焊料未完全覆盖,插入孔时有露出器件引脚与焊盘孔间隙配合不良，Dd0.5mm（D：焊盘孔径d：元器件引脚直径）元器件引脚包封树脂部分进入插入孔中不 润 湿元器件引脚和印制板焊盘完全未被焊料润湿，焊料在焊盘和引脚上的润湿角大于90且回缩呈球形焊盘和引脚可焊性均不良助焊剂选用不当或已失效焊盘和引脚被严重污染焊接不良原因分析（三）不 良 焊 点 的 形 貌 说明 原因 拉尖元器件引脚端部有焊料拉出呈锥状波峰焊时，峰面流速与印制板传输速度不一致波峰焊时，由于预热温度不足导致热容大的焊点的实际焊接温度

16、下降波峰焊时，助焊剂在焊点脱离峰面时已无活性焊料中杂质含量超标气孔焊点内外有针眼或大小不等的孔穴波峰焊时，预热温度或时间不够，导致助焊剂中溶剂未充分挥发波峰焊时，设备缺少有效驱赶气泡装置（如喷射波）元器件引脚或印制板焊盘在化学处理时化学品未清洗干净金属化孔内有裂纹且受潮气侵袭焊接不良原因分析（四）不 良 焊 点 的 形 貌 说明 原因 毛刺焊点表面不光滑，有时伴有熔接痕迹常发生在烙铁焊中：焊接温度或时间不够选用焊料成分配比不当，液相点过高或润湿性不好焊接后期助焊剂已失效引脚太短元器件引脚没有伸出焊点人工插件未到位焊接前元器件因震动而位移焊接时因可焊性不良而浮起元器件引脚成型过短焊接不良原因分析

17、（五）不 良 焊 点 的 形 貌 说明 原因 焊盘剥离焊盘铜箔与基板材料脱开或被焊料熔蚀常发生在烙铁焊中：烙铁温度过高烙铁接触时间过长焊料过多器件引脚端被埋，焊点的弯月面呈明显的外凸圆弧常发生在烙铁焊中：焊料供给过量烙铁温度不足，润湿不好不能形成弯月面元器件引脚或印制板焊盘局部不润湿选用焊料成分配比不当，液相点过高或润湿焊接不良原因分析（六）不 良 焊 点 的 形 貌 说明 原因 焊料过少焊料在焊盘和引脚上的润湿角15或呈环形回缩状态波峰焊后润湿角15时，印制板脱离波峰的速度过慢；回流角度过大；元器件引脚过长；波峰温度设置过高印制板上的阻焊剂侵入焊盘（焊盘环状不润湿或弱润湿）凹坑焊料未完全润湿

18、双面板的金属化孔，在元件面的焊盘上未形成弯月形的焊缝角波峰焊时，双面板的金属化孔或元器件引脚可焊性不良；预热温度或时间不够；焊接温度或时间不够；焊接后期助焊剂已失效；设备缺少有效驱赶气泡装置（如喷射波）元器件引脚或印制板焊盘在化学处理时化学品未清洗干净金属化孔内有裂纹且受潮气侵袭 烙铁焊中焊料供给不足焊接不良原因分析（七）焊料疏松无光泽开孔不 良 焊 点 的 形 貌 说明 原因 焊点表面粗糙无光泽或有明显龟裂现象常发生在烙铁焊中：焊接温度过高或焊接时间过长焊料凝固前受到震动焊接后期助焊剂已失效焊盘和元器件引脚均润湿良好，但总是呈环状开孔焊盘内径周边有氧化毛刺（常见于印制板焊盘人工钻孔后又未及时

19、防氧化处理或加工至使用时间间隔过长）焊接不良原因分析（八）A B 引线局部不润湿不 良 焊 点 的 形 貌说明原因元器件引脚弯曲后外侧部分不润湿，有的明显暴露于焊点之外形成孔穴，多数在焊点与引脚交汇处呈环状裂纹常发生在自动插入元器件的焊点中：元器件引脚镀层质量差，元器件引脚自动插入打弯时，外侧镀层受拉应力作用而开裂甚至脱落自动插入与自动焊接之间时间间隔过长（一般96h，霉雨季节适当缩短）引线单面不润湿出现在双面（非金属化孔）印制板的混装工艺中。典型工艺：面机插光线面波峰焊接面点胶贴片固化面机插元件面波峰焊接。结果：面所有光线引脚不可焊接且部分焊盘出现弱润湿由于焊接工艺中使用了低残留免清洗助焊剂

20、（例如某公司3015型），经过工序和工序的两次加热（100250，t120s），通过印制板通孔因工序渗入面的助焊剂，已在光线引脚和部分焊盘上合成为难溶解树脂（相对于助焊剂溶剂），当工序进行时，便发生了面所有光线引脚不可焊接和部分焊盘出现弱润湿的重大焊接事故焊接不良原因分析（九）不 良 焊 点 的 形 貌说明原因 锡球焊料在焊盘和引脚上呈球状1一般原因见不良焊点的形貌中“气孔”部分波峰焊时，印制板通孔较少或小时，各种气体易在焊点成型区产生高压气流焊料含氧高且焊接后期助焊剂已失效在表面安装工艺中，焊膏质量差（金属含氧超标、介质失效），焊接曲线预热段升温过快，环境相对湿度较高造成焊膏吸湿 桥连相邻焊

21、点之间的焊料连接在一起焊接温度、预热温度不足焊接后期助焊剂已失效印制板脱离波峰的速度过快；回流角度过小；元器件引脚过长或过密印制板传送方向设计或选择不恰当波峰面不稳有湍流助焊劑外觀的測定 目視檢測成品外觀應均勻一致，透明，無沉淀、分層現象，無異物。助焊剂的组成l助焊剂组成：l松香l有机酸酸l表面活性剂l其它添加剂l载体溶剂助焊劑固体含量的測定(重量分析法JIS-3197)原理 將已稱重的助焊劑樣品先後在水浴及烘箱中除去揮發性物質，冷卻後再稱重。助焊劑的固体含量由以上所得到的數值計算而得。 步骤 將燒杯放入恒溫110 2的烘箱中烘乾，放入乾燥器中，冷卻至室溫，稱重 (精確至0.001g)。重复以

22、上操作直至燒杯恒重(兩次稱量相差不超過0.005g)。 移取足量的樣品(確保含有0.51g的不揮發物質)入燒杯，稱重(精確至0.001g)，稱重過程中防止揮發性物質散失)。 在水浴上加熱燒杯，蒸發掉大量揮發性物質(若樣品為固態，則省去此初步加熱過程)。 將樣皿放入110 2烘箱中烘3小時，取出後在乾燥器中冷卻至室溫稱重(精確至0.001g) 。計算 助焊劑中固体物質百分含量計算如下式： 100 x M2 / M1 其中 ： M2-乾燥後殘餘物質量(g) M1-稱取的樣品重量(g) 助焊剂比重测定：用数字比重计直接测试GB/T4472-84助焊剂水萃取物电导度的测定 J-STD-004 l步骤：

23、l 将烧杯用含有洗涤剂的热水清洗，放自来水冲洗几次後，用蒸馏水洗至少5次，控乾。 在烧杯中分别加入0.1mL样品和50ml蒸馏水,电导仪经蒸馏水撤底清洗后浸入烧杯搅匀读数.l 所有蒸馏水的电导度不应大于2 s/cm ，否则即表示被离子性物质所污染，实验需重做。l水萃l 取液电导度以s/cm 表示。 卤化物的定性测定 IPC-TM-650.2.3.33l适用于：助焊剂中氯化物和溴化物与试纸上的铬酸色彩作用而使其变色，从而检出是否有氯化物和溴化物 的存在(高于0.07)。该法适于液态助焊剂，助焊剂萃取液及焊锡膏的测定。l判断：l小心检视试纸的变色情形，如试纸上出现圆形的白色或淡黄色征象时，即表示助

24、焊剂中已存有氯化物或溴化物。某些化学品如游离卤化物之胺类、氰胺类及異氰胺类等，都会造成试验不及格的假象。并应小心避免某些酸类也会形成假象，此时需另以pH 试纸检查变色处的pH值，若其pH值低于3时，还需再用别的方法去分析氯化物及溴化物 卤化物含量的测定 IPC-TM-650 2.3.35l原理：l 用水萃取助焊剂中的卤化物，然後用硝酸银进行滴定。卤化物含量以助焊剂中氯化物的百分含 量来表示l步骤： A.移取约20g液态助焊剂于125ml分液漏斗中。l B. 加25ml氯仿于漏斗并混合均匀。l C. 加20ml蒸馏水并摇动10秒钟。 l D. 静置分层後将氯仿层放至烧杯中。l E. 把水层移入锥

25、形瓶。l F. 按上述操作再萃取两次。l G. 将萃取液加热(不超过80)，冷却至室温，加数滴0.1%的酚汰指示剂。 l H. 用1N的NaOH溶液滴至溶液变红，然後滴加0.2N的HNO3溶液至红色消失。l I. 然後加0.1M的K2Cr2O7溶液，用0.1N AgNO3标准溶液滴定至红褐色为终点。l结果计算： l 卤化物含量 3.55VN /Ml V-AgNO3耗量(ml)l N-AgNO3浓度(N)l M-称样量(g ) pH值的测定移取5 ml 样品放入装有45 ml 蒸馏水的高形烧杯中混匀，用pH计测定pH值。.酸价的测定(IPC-TM-650 2.3.13)l原理：l 助焊剂的酸价可

26、通过KOH-乙醇溶液滴定经计算而得，酸价以mg KOH/g 表示。l步骤：l 称取2-5g样品(精确到0.001g) 于250ml锥瓶中，加入25ml異丙醇75%(体积)与去离子水25%(体积)的混合液，滴数滴酚酞指示剂于锥瓶中，用KOH-乙醇标液进行滴定,直至淡紫色l终点(保持15秒钟不消失)。同时做空白。l结果计算：l 试样酸价mgKOH/g=56.1C(V-V0)/Ml 其中：l CKOH当量浓度l V滴定消耗KOH（ml）l V0空白滴定消耗KOH体积（ml）l M称取的样品重（g）沸點的檢測 (GB/T 225-7) l取約40ml試樣於100ml燒杯中(确保温度计水雏球顶部低於液面5mm)。l放幾粒沸石於燒杯中。l用电炉或酒精加热，将温度计插入试液中(注意不要让水