唯特偶小课堂 | 认识、选择、使用助焊剂
在焊接工艺中,助焊剂是不可或缺的关键材料,它既能促进焊接过程的顺利进行,又能保护被焊材质免受氧化。本文将从助焊剂的基础认知出发,详解其分类、使用方法等,帮助您轻松掌握助焊剂的合理选择及应用。
助焊剂的核心作用:
① 去除氧化物——保焊接面能充分接触;
② 降低表面张力——让焊料更易铺展,最终保证焊接牢固。
助焊剂的关键成分及特性:
助焊剂一般由成膜剂、活化剂、溶剂、表面活性剂、添加剂组成。助焊剂的成分决定其性能,不同成分的作用与潜在副作用需重点关注:
溶剂:
成分:同时辅助热传导,确保成分均匀作用于焊接面。
成膜剂(保护剂):
成分:如天然树脂、合成树脂等。
作用:焊接后形成保护膜防止氧化。
注意事项:过量添加会导致残留增多,增加清洗难度。
活化剂:
成分:包括无机酸、有机酸、有机卤化物等。
作用:核心功能是去除焊接面的氧化物,增强焊接活性。
注意事项:无机酸等强活化剂含量过高时,会增加腐蚀性。
表面活性剂:
作用:降低助焊剂自身的表面张力,提升其对焊接面的润湿能力,让焊料铺展更均匀。
添加剂:
成分:如缓蚀剂、消光剂等。
作用:用于满足特定工艺需求(如防腐蚀、调整外观)或环境要求。
按成份分类:
根据核心成分,助焊剂可分为四类:
松香型(RO):
以松香为主要成分,活性较低,残留少。
适合对清洁度要求较高的场景。
树脂型(RE)
以合成树脂为基础,稳定性好。
适用范围广,常见于电子焊接。
有机型(OR)
含有机酸等活化剂,活性中等;腐蚀性较低。
适合精密元件。
无机型(IN)
含有机酸等活化剂,活性中等;腐蚀性较低。
适合精密元件。
按活性等级与卤素含量分类:
活性等级直接反映助焊剂的氧化去除能力,与卤素含量(助焊剂中卤化物的质量分数)密切相关,具体分类如下:
助焊剂活性等级 |
卤素含量 |
助焊剂类型 |
低 |
<0.05 |
L0 |
0.05~0.10 |
L1 |
|
中 |
<0.05 |
M0 |
0.10~0.50 |
M1 |
|
高 |
<0.05 |
H0 |
≥0.50 |
H1 |
注:以上依据GB/T9491-2021标准进行分类,卤素含量(定量)是相对助焊剂样品的质量分数。
低活性(L级):腐蚀性弱,适合高密度、细间距元件(如电路板芯片)。
中活性(M级):平衡了活性与腐蚀性,适用于多数电子元件焊接。
高活性(H级):活性强,适合氧化严重的金属材质(如不锈钢),但需注意后续清洗以避免腐蚀。
根据以上可知,如果一款助焊剂类型为ROL0,则它是一种低活性、无卤素的松香基助焊剂,其具有低残留、低腐蚀的特点。
助焊剂的分类方法不限于此。以唯特偶为例,其助焊剂还可以分为光伏助焊剂、线材沾锡助焊剂、消光型助焊剂等。
工艺选择:
不同使用方式各有优劣,需根据焊接精度和设备条件选择:
喷雾式
通过喷嘴将助焊剂雾化后均匀喷涂,适合高密度、细间距元件(如手机电路板)。
优点:用量精准、分布均匀。
缺点:设备成本较高,需定期清理喷嘴防堵塞。
发泡式
用气体将助焊剂制成泡沫后施加,适合元件脚密集的PCB板。
优点:用量经济、渗透性好。
缺点:泡沫均匀性难控制,需精细调整压力和孔径。
浸渍式
将PCB部分或全部浸入助焊剂,适合粗糙表面或简单电路焊接。
优点:操作简单、设备成本低。
缺点:易导致用量过多,可能污染精密元件。
关键工艺参数(以波峰焊为例)
手工焊和波峰焊都是电子制造业常用工艺。
设置合理的波峰焊参数通常需要综合考虑 PCB 与元件特性、助焊剂及焊锡类型、生产效率、质量要求和设备性能等,以确保焊点质量、避免热损伤,同时稳定生产,降低浪费,提升产品可靠性。
以下是唯特偶某款助焊剂波峰焊工艺参数,可供参考:
项目 | |
助焊剂涂覆量 | 按流量计 |
如果采用发泡工艺 | |
发泡石孔径 | 20-50um |
发泡石顶部浸入深度 | 25-40mm |
发泡器顶罩开口 | 10-13mm |
空气压力 | 1-2psi |
如果采用空气刀的发泡工艺: | |
空气刀孔径 | 1-1.5mm |
开孔之间距离 | 4-5mm |
空气刀压力 | 2psi |
空气刀与发泡器之间距离 | 10-15cm |
空气刀角度 | 3-5° |
板面预热温度 | 80-110℃ |
板下预热溫度 | 100-130℃ |
板面升温速率 | 2-5℃/s |
传送带倾斜角度 | 4.5-7°,通常为5-6° |
传送带速度 | 0.8-1.8 m/min |
过波峰时间 | 1.5-5秒 |
锡炉温度 | 250-270℃ |
注:以上参数仅为参考,不保证可获最佳焊接效果。鉴于使用者的设备、元件、电路板方面的条件各不相同,建议使用者采用试验设计方法来获优化参数。 |
使用注意事项
- 避免助焊剂过量:过量会导致残留增多,可能引发电路短路或腐蚀。
- 控制卤素含量:精密电子元件焊接需严格控制卤素(如L0级),避免长期使用后出现电化学迁移。
- 结合测试验证:使用前通过“扩展率”、“润湿时间”等测试(参考GB/T 9491-2021或IPC J-STD-004C标准),确保助焊剂性能达标。
为保证焊接效果,助焊剂需通过专业测试,常用标准包括以下方面:
序号 |
助焊剂测试标准 |
1 |
GB/T 9491-2021 锡焊用助焊剂 |
2 |
IPC J-STD-004C 联合工业标准助焊剂要求 |
3 |
JIS Z3197-2012 日本焊料试验试验方法 |
4 |
SJ/T 11273-2016 免清洗液态助焊剂 |
5 |
SJ/T 11549-2015 晶体硅光伏组件用免清洗助焊剂 |
测试项目则涵盖物理稳定性、卤化物含量、铜镜腐蚀、表面绝缘电阻等,可根据使用场景选择对应标准验证。
序号 |
测试项目 |
序号 |
测试项目 |
1 |
物理稳定性 |
7 |
卤化物含量 |
2 |
密度/比重 |
8 |
铜镜腐蚀 |
3 |
不挥发物含量/固含 |
9 |
电化学迁移(ECM) |
4 |
酸值 |
10 |
表面绝缘电阻 |
5 |
扩展率 |
11 |
铜板腐蚀 |
6 |
润湿时间 |
12 |
卤素(总卤) |
通过以上内容,相信您已对助焊剂的认识、选择和使用有了比较清晰的了解。如果想了解更多关于电子装联和可靠性材料的知识,欢迎给我们留言。下期我们将就助焊剂的测试项目进行详细解读。敬请期待!