焊接质量检测分析技术.ppt

1、、电子辅料及焊接质量检测分析技术、主要课程内容、第一部分：电子辅料检测分析技术、电子辅料的作用及构成电子辅料的主要性能指标、第二部分：焊接质量检测技术、DIP型SMT型焊接质量检测标准及常见缺陷的判别、第一部分、电子辅料检测分析技术、 第一章概述电子工业使用的材料种类非常多，主要有两类：一、电子设备、校正器及部件等使用的主要构成材料，如半导体材料、陶瓷材料、传感器材料等，这些材料通常称为电子专用材料，通称为电子材料。 二、另一大类材料主要是电子安装工艺中使用的辅助材料，这种材料一般使用量大不相同，如使用量特别多的焊锡、焊剂、清洗剂等，使用量少，也有油墨等。 随着萩电子信息产业的发展，对为电子组

2、装和加工服务的电子辅助材料的需求也急剧增加，其中主要使用量最多的是焊剂、焊丝、焊条以及焊膏，这些材料的质量好坏对电子产品的质量和可靠性有着重要影响， 1.2电子辅助材料和电子产品的质量和可靠性在这里讨论或学习的主要是第二位的所谓电子辅助材料，主要包括使用量多、对电子产品的质量和可靠性有很大影响的几个主要产品：电子焊锡、焊剂、SMT专用焊膏等。 因此，了解电子辅助材料的性能残奥表和掌握它们的分析检查技术很重要，本课程主要介绍电子焊锡和焊剂。电子辅助材料的产品检查和电子产品的故障分析发现，在许多电子产品的早期组装故障中，大部分是由于这些电子辅助材料的使用失误或辅助材料自身的质量指标不符合要求。 当

3、然一部分是由于产品设定订正的缺陷、制造过程的控制等原因的不足。 第二章焊剂、焊剂是促进焊接的化学物质，主要用于去除被焊接面的氧化物，改善焊料对被焊接面的润湿，形成良好的焊接连接。 2.1焊剂的成分组成、焊剂的种类很多，其成分一般可以含有成膜保护剂、活性剂、扩散剂和溶剂，也可以添加缓蚀剂和消光剂，基本的组成状况可以参照表1。 焊剂的氧化物清除能力主要依赖于酸对氧化物的溶解作用，这一作用是通过活化剂实现的。 作为活化剂，通常使用分子量大、具有一定热稳定性的有机酸。 活性剂含量增加，焊接助性能提高，但腐蚀性也提高。 因此，活化剂含量一般控制在1%5%，最大不能超过10%。 (2)激活剂、保护剂被焊接

4、部位复盖，焊接中发挥抗氧化作用的物质，焊接完成后可形成保护膜。 常用松香作为保护剂。 也可以添加酚醛树脂、改性丙烯酸树脂等少量的高分子成膜物质，但是清洗变得困难。 (1)保护剂、溶剂是活性物质的载体，溶解松香、活化剂、扩散剂等，起到作为液态焊剂配置的作用。 通常使用乙醇、异丙醇等。 (4)溶剂、扩散剂能够改善焊剂的流动性和润湿性。 其作用是降低焊锡的表面张力，使焊锡向周围扩散，形成光滑的焊盘。 作为扩散剂常用的甘油(甘油)的含量被控制在1%以下。 (3)扩散剂、2.3焊剂的主要性能指标、电子焊接中使用的焊剂的主要性能指标是外观、物理稳定性、密度、粘度、固体成分(不挥发成分含量)、焊接性(用扩散

5、率或湿力表示)、卤素含量、水提取液电阻率(1)外观：焊剂的外观首先必须均匀，液体焊剂必须透明，异物和层的存在会引起焊接缺陷；(2)物理稳定性：通常要求在一定的温度环境(一般545C )下，产品稳定存在，否则热夏冷密度和粘度：这是工艺的选择和控制残奥表，需要参考资料，粘度过高则难以使用产品，(4)固体成分(不挥发成分):表示焊剂中的非溶剂部分，实际上与不挥发成分意义不同，数值也不同，后者从测试的观点出发与焊接后残留量有一定的对应关系(5)可焊性：指标也很重要，表示有助于焊接的效果，用扩散率表示，越孤立越大，腐蚀性也越大，为了保证焊接后的良好可靠性，扩散率一般在8092%之间。 (6)卤素含量：向

6、焊剂中添加含有卤素(f、Cl、Br、I )的活性剂，可以提高焊接性，改善焊接效果，但是含量过多时，如果焊接后残留卤素，则焊接中的铅会产生白色粉末主要的测试方法有两种： a .铜镜腐蚀b .铜板腐蚀，(9)表面绝缘电阻：一个最重要的指标是表面绝缘电阻(SIR )，焊接前焊接后的SIR都有严格的要求，因此对组装的电子产品的电气性能有很大的影响，严重的是引起信号紊乱， 不能正常动作的电阻值越小，离子含量越多，对焊接后的电性能的影响越大，对阻抗有影响，规格及试验方法不同，因此，目前，以J-STD-004及JISZ3283-86为例，其详细的技术要求分别如表23所示。 选择问题：1.保护焊接中发挥抗氧化

7、作用的物质，焊接完成后形成保护膜，用()进行保护。 a .松香b .树脂c .甘油d .乳液2.LOTES目前认为应该使用焊接助剂焊接LC-100新型低固体量免洗助剂，以接合(SMT)478产品结构，减少焊接助剂中以下物质含量： A .松香b .树脂c 3.1锡铅系焊锡的特性、(1)锡铅比：合金学的锡铅系焊锡状态图(图4 )中，锡含量为61.9%、铅含量为38.1%，成为锡铅合金的共晶点(a点)，可知达到了这样的锡铅比，在实际的焊接中，焊锡向母材的扩散属只有焊料成分中的锡向母材扩散，铅不扩散，因此锡的消耗量比铅的消耗量大，因此选择锡含量比共晶点稍高的Sn63Pb37焊料有利于使锡槽内焊料的锡铅

8、比接近共晶点，一般是锡含量为60c%、铅含量为407%的共晶焊料高级电子产品最好选用锡含量为63%的焊锡。 (3)机械性能：电子产品在运输和使用中不可避免地受到振动、冲击、应力的作用，因此焊接点需要一定的机械强度。位于共晶点附近的锡-铅焊锡的拉伸强度和剪切强度分别为5.36 kg/mm和3.47kg/mm左右，是最高的，而且焊接后进一步变大，(2)熔点：在合金学的锡-铅系焊锡的状态图中，共晶焊锡的熔点最低点降低了183C焊锡的熔点(4)表面张力和粘度：从焊料润湿的观点出发，焊料的表面张力和粘度小，有利于焊料的渗流和渗透。 但是，实际上锡的含量越高，表面张力越大，粘度越小，相反，铅的含量越高，粘

9、度越大，表面张力越小。 共晶焊料可以很好地兼顾这两种特性，可以匹敌良好的润湿效果。 3.2焊料的杂质含量在焊接过程中对焊料的润湿性、焊接机械强度和耐腐蚀性有很大影响，各种杂质对锡-铅焊料的影响如下表所示，主要用于各种手动焊接和自动焊接后的补焊。 第五章焊膏是SMT工艺的专用材料，主要由焊料合金粉末和膏状助焊剂组成，在SMT工艺中，焊膏具有三个功能：形成焊点提供焊剂以促进润湿和表面清洗选择了焊膏性能指标和技术要求(标准)、含金属(粉末)百分比合金粉末的粒度形状、大小及分布粘度焊珠试验湿性试验作业寿命和粘力耐崩溃性能储存寿命， 1 .选择了锡铅焊料的质量特性， 主要从以下方面进行了尝试： a .提

10、供形成锡铅比b .熔点c a .接合点的焊锡，b .提高接合点的机械强度，c .提供促进润湿、使表面清洁的焊脚，d .在焊锡热熔前固定部件，第2部分，半2.2焊料质量标准和常见故障判别，1 .焊料质量通用标准，焊接点表面：光滑、颜色柔软，无砂眼、气孔、毛刺等缺陷。 焊接轮廓：印刷电路板的焊盘和引线之间呈弯月面，双面板的两侧必须形成弯月面的焊接角的连接线焊盘应该能看到人部导线的轮廓，通称“皮袋骨”。 焊料和工件的接合界面边缘必须完全润湿，润湿角为1545。 熔核间：无桥接、拉丝等短路现象。 焊料内部：金属没有稀疏现象，焊料与焊料的接触界面有310厚的金属间化合物(由于金属间化合物是脆性的，为了不降低焊料的强度，不应该过厚。 (5)安装在表面上的焊接点，除了上述共同的要求外，还有下述特殊的要求：