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1、第 6章 電 子 組 裝 輔 助 材 料 及 工 藝6.1 助 焊 劑 助 焊 劑 是 一 種 促 進 焊 接 的 化 學 物 質 。 在 焊 接 過程 中 ， 它 是 一 種 不 可 缺 少 的 輔 助 材 料 ， 其 作 用極 為 重 要 。 助 焊 劑 通 常 是 以 松 香 為 主 要 成 分 的混 合 物 ， 是 保 證 焊 接 過 程 順 利 進 行 的 輔 助 材 料 。焊 接 是 電 子 裝 配 中 的 主 要 工 藝 過 程 ,助 焊 劑 的 主要 作 用 是 清 除 焊 料 和 被 焊 母 材 表 面 的 氧 化 物 ,使金 屬 表 面 達 到 必 要 的 清 潔 度 。

2、它 防 止 焊 接 時 表面 的 再 次 氧 化 ,降 低 焊 料 表 面 張 力 ,提 高 焊 接 性能 。 1 .助 焊 劑 的 作 用 潤 濕荷 葉 表 面 的 水 珠 液 體 固 體 表 面漫 流 潤 濕表 面 張 力 附 著 力 1 .助 焊 劑 的 作 用（ 助 焊 劑 的 作 用 ） Oxidize、 Flux 自 然 界 中 除 純 金 和 鉑 外 ， 置 放 在 空 氣 中 的 所有 金 屬 在 室 溫 下 都 會 產(chǎn) 生 氧 化 ， 表 面 形 成 氧 化層 。 防 礙 焊 接 的 發(fā) 生 。三 個 作 用 ：清 除 金 屬 表 面 的 氧 化 層保 持 干 凈 表 面 不

3、 再 氧 化熱 傳 導 助 焊 劑 的 特 性 a.能 快 速 去 除 表 面 氧 化 物 ， 防 止 再 氧 化 ， 降 低 表面 張 力 。 b.焊 劑 的 熔 點 比 焊 料 低 ， 在 焊 料 熔 化 前 ， 焊 劑 可充 分 發(fā) 揮 助 焊 作 用 ； c.焊 劑 的 表 面 張 力 要 比 焊 料 小 ， 潤 濕 擴 展 速 度 比 熔融 焊 料 快 ， 擴 展 率 85%； d.黏 度 和 比 重 比 熔 融 焊 料 小 ， 容 易 被 置 換 .助 焊 劑的 比 重 可 以 用 溶 劑 來 稀 釋 ， 一 般 控 制 在 0.820.84； e.焊 接 時 不 產(chǎn) 生 焊 珠

4、飛 濺 ， 不 產(chǎn) 生 毒 氣 和 強 烈 的刺 激 氣 味 ， 有 利 于 保 護 環(huán) 境 ；f.焊 后 殘 留 物 少 ， 易 去 除 ， 并 且 基 本 無 腐 蝕 、 不吸 濕 ， 不 導 電 、 不 粘 手 ；g.免 清 洗 型 助 焊 劑 要 求 固 體 含 量 2.0wt%,不含 鹵 化 物 ， 焊 后 殘 留 物 少 ， 不 產(chǎn) 生 腐 蝕 作 用 ，絕 緣 性 能 好 ， 絕 緣 電 阻 1 1011；h.水 清 洗 、 半 水 清 洗 和 溶 劑 清 洗 型 助 焊 劑 要 求 焊后 易 清 洗 ；i.常 溫 下 儲 存 穩(wěn) 定 。 a.按 焊 劑 狀 態(tài) 分 ： 液 態(tài)

5、、 糊 狀 、 固 態(tài) 三 類 。b.按 焊 劑 活 性 大 小 分 ： 低 活 性 （ R） 、 中 等 活 性 （ RMA） 、高 活 性 （ RA） 和 特 別 活 性 （ RSA） 。c.按 焊 劑 中 固 體 含 量 分 ： 低 固 含 量 2%、 中 固 含 量 2.0，5、 高 固 含 量 5。d.按 活 性 劑 類 別 分 ： 松 香 、 有 機 酸 焊 劑 、 有 機 胺 鹵 化 物 焊劑 、 水 溶 性 酸 類 焊 劑 、 有 機 酸 焊 劑 。e.按 焊 劑 主 要 化 學 成 份 分 ： 無 機 焊 劑 、 有 機 焊 劑 和 樹 脂 焊劑 。f 按 焊 劑 殘 留 物

6、 溶 解 性 能 分 ： 樹 脂 型 （ 有 機 溶 劑 清 洗 型 ） 、水 溶 型 和 免 清 洗 三 類 。 2.助 焊 劑 的 分 類 無 機 系 列 焊 劑 無 機 系 列 焊 劑 通 常 使 用 活 性 劑 為 無 機 鹽 和 無 機 酸 ， 其特 點 是 活 性 大 ， 腐 蝕 性 較 大 ， 能 夠 用 水 清 洗 ， 一 般 SMT中幾 乎 不 用 。 有 機 系 列 焊 劑 有 機 系 列 焊 劑 包 括 有 機 酸 、 有 機 胺 、 有 機 鹵 化 物 等 物 質 。其 活 性 相 對 較 弱 ， 但 具 有 活 性 時 間 短 ， 加 熱 迅 速 分 解 、 留下 殘

7、 留 物 基 本 上 呈 惰 性 、 吸 濕 性 也 小 ， 電 絕 緣 性 能 好 等 特點 ， 有 利 用 于 采 用 溶 劑 或 水 清 洗 。 樹 脂 系 列 焊 劑樹 脂 系 列 焊 劑 由 松 香 或 合 成 樹 脂 材 料 添 加 一 定 量 的 活 性 劑組 成 ， 其 助 焊 性 能 好 ， 而 樹 脂 可 起 成 膜 劑 的 作 用 ， 焊 后 殘留 物 能 形 成 一 致 密 的 保 護 層 ， 對 焊 接 表 面 具 有 一 定 的 保 護性 能 。 焊 劑 免 清 洗 低 活 性 （ R） 類中 等 活 性 （ RMA） 類全 活 性 （ RA） 類無 機 酸 及 鹽

8、 類有 機 酸 及 鹽 類有 機 胺 及 鹽 類有 機 溶 劑 類無 揮 發(fā) 性 有 機 化 合 物 （ VOC類 ）樹 脂 型水 溶 性(有 機 溶 劑 清 洗 型 ) 3.助 焊 劑 的 組 成 通 常 焊 劑 的 組 成 包 括 以 下 成 份 ： 活 性 劑 、 成 膜 劑 、 添 加 劑 和 溶 劑 。a. 活 性 劑 活 性 劑 是 為 了 提 高 助 焊 能 力 而 加 入 的 活 性 物 質 ， 它對 凈 化 焊 料 和 被 焊 件 表 面 起 主 要 作 用 。 在 焊 劑 中 活性 劑 的 添 加 量 較 少 ， 通 常 為 1% 5%， 通 常 無 機活 性 劑 助 焊

9、性 能 好 ， 但 作 用 時 間 長 ， 腐 蝕 性 大 ， 不宜 在 SMT中 使 用 。 有 機 型 水 溶 性 活 性 劑 ， 焊 劑 低 溫 時 活 性 較 小 ， 焊 后腐 蝕 性 小 ， 易 于 清 洗 。 b. 成 膜 劑 焊 劑 中 加 入 成 膜 劑 ， 能 在 焊 接 后 形 成 一 層緊 密 的 有 機 膜 ， 保 護 焊 點 和 基 板 ， 使 其 具 有 防腐 蝕 性 和 優(yōu) 良 的 電 絕 緣 性 。 常 用 的 成 膜 劑 有 天 然 樹 脂 、 合 成 樹 脂 及 部 分 有機 化 合 物 。 如 松 香 及 改 性 松 香 、 酚 醛 樹 脂 和 硬脂 酸

10、脂 類 等 。 一 般 成 膜 劑 加 入 量 為 10% 20%， 甚 至高 達 40%， 加 入 量 過 大 會 影 響 擴 展 率 ， 使 助焊 作 用 下 降 ， 并 在 PCB上 留 下 過 多 的 殘 留 物 。 c. 添 加 劑 添 加 劑 是 為 了 適 應 焊 接 工 藝 和 工 藝 環(huán) 境 的 需 要 而加 入 的 具 有 特 殊 物 理 和 化 學 性 能 的 物 質 。通 常 加 入 的 添 加 劑 有 ： PH調(diào) 節(jié) 劑 和 潤 濕 劑 、光 亮 劑 、 消 光 劑 、 緩 蝕 劑 、 阻 燃 劑 、 發(fā) 泡 劑 等 。 PH調(diào) 節(jié) 劑 可 降 低 焊 劑 的 酸 性

11、 ； 潤 濕 劑 的 作 用 是 加 大 焊 料 和 被 焊 件 之 間 的 潤 濕性 ， 增 強 可 焊 性 。 為 了 使 焊 點 光 亮 ， 可 添 加 少 量 光 亮 劑 ， 光 亮 劑的 添 加 量 不 宜 太 多 ， 應 控 制 在 2%以 下 。 在 焊 劑 中 加 入 消 光 劑 ， 使 焊 點 消 光 ， 這 對 組 裝 密度 高 的 產(chǎn) 品 尤 為 重 要 ， 可 克 服 檢 驗 時 眼 睛 的 疲 勞 ，特 別 是 在 自 動 化 生 產(chǎn) 中 ， 不 因 視 覺 錯 誤 而 影 響 產(chǎn)品 的 質 量 檢 驗 。 消 光 劑 的 量 應 控 制 在 5%以 下 。 焊 劑

12、中 加 入 緩 蝕 劑 ， 能 保 護 PCB和 元 器 件 引 線 ，使 之 具 有 防 潮 、 防 鹽 霧 、 防 腐 蝕 性 能 ， 又 保 持 良好 的 可 焊 性 。 緩 蝕 劑 一 般 添 加 量 在 1%以 下 。 為 保 證 焊 劑 存 放 及 使 用 安 全 ， 需 加 入 降 低 其 易 燃性 的 物 質 。 在 焊 劑 采 用 發(fā) 泡 涂 布 的 場 合 ， 需 加 入 發(fā) 泡 劑 。 d. 溶 劑 SMT中 通 常 使 用 液 態(tài) 焊 劑 ， 為 此 ， 必 須 焊 劑組 成 中 的 固 體 或 液 體 成 分 溶 解 在 溶 劑 里 ， 使 之 成為 均 相 溶 液

13、。 常 用 的 溶 劑 有 ： 乙 醇 、 異 丙 醇 、 水 等 。 水 溶 性 助 焊 劑 的 溶 劑 可 以 是 水 ， 也 可 以 是 低 級 脂肪 酸 （ 乙 醇 、 異 丙 醇 ） 等 有 機 溶 劑 。 焊 接 時 若 水分 未 揮 發(fā) 干 凈 ， 在 焊 料 槽 中 會 產(chǎn) 生 焊 料 飛 濺 。 而以 乙 醇 或 異 丙 醇 作 溶 劑 的 水 溶 性 焊 劑 不 會 出 現(xiàn) 這種 現(xiàn) 象 。 （ 1） 外 觀 ： 透 明 （ 免 清 洗 ） 、 無 沉 淀 物 、 混濁 、 分 層 現(xiàn) 象 。 （ 2） 發(fā) 泡 能 力 ： 松 香 型 焊 劑 固 體 含 量 大 于 5 。

14、 免 洗 焊 劑 采 用 噴 射 。 （ 3） 擴 展 率 （ 焊 劑 活 性 能 力 指 標 ） ： R 75 ； RMA 80 ； RA 90 ； 低固 態(tài) 免 清 洗 80 4、 焊 劑 性 能 指 標 （ 4） 相 對 潤 濕 力 （ 焊 劑 活 性 能 力 指 標 ） ： 采 用 潤 濕 平 衡 測 試 儀 （ 可 焊 性 測 試 儀 ）進 行 測 試 ， 屬 于 定 量 性 。（ 5） 焊 后 殘 渣 干 燥 度 ： 免 清 洗 工 藝 用 ，避 免 殘 渣 吸 附 過 多 污 染 物 。 方 法 ： 焊 后 1.5小 時 ， 白 堊 粉 PCB 毛 刷 無 殘 留 。（ 6） 固

15、 體 含 量 ： 松 香 型 15 ； 水 溶 性8 10 ； 免 清 洗 1 3 （ 7） 鹵 素 含 量 ： 無 溶 劑 焊 劑 中 鹵 素 含 量 的 。 焊 劑 的 腐 蝕 性 是 考 核 焊 劑 的 重 要 指 標 ， 首 先 考 慮 鹵素 含 量 。 R型 RMA： 不 應 使 絡 酸 銀 試 紙 變 白 或 淺 黃 。 RA型 ： 0.07 0.2 。 免 清 洗 ： 無（ 8） 水 萃 取 液 的 電 阻 率 （ .cm） ： 焊 劑 在 水 溶 液 中的 電 阻 率 。 焊 劑 在 水 溶 液 中 的 會 電 離 出 各 種 離 子 而 導 致 水 電 阻率 降 低 ， 特

16、別 是 鹵 素 含 量 超 過 0.2 時 ， 明 顯 降 低 。反 映 焊 劑 好 壞 。 R型 RMA 5 105； RA 5104。 （ 9） 銅 鏡 腐 蝕 ： 銅 鏡 70 80nm涂 覆 焊 劑 24小 時 ，銅 層 的 腐 蝕 情 況 。 直 接 反 映 焊 劑 的 腐 蝕 強 弱 。 R： 無 變 化 ， RMA： 焊 劑 不 應 使 銅 膜 有 穿 透 性腐 蝕 。（ 10） 絕 緣 電 阻 ： 將 焊 劑 涂 覆 到 PCB上 ， 高 溫 、高 濕 環(huán) 境 中 放 置 一 段 時 間 后 測 絕 緣 電 阻 ， 從 而 評估 焊 劑 的 抗 電 強 度 。 R型 RMA 免

17、 清 洗 ： 1 1012（ 一 級 ） ， 11011 （ 二 級 ）RA 1 1011 （ 一 級 ） ， 1 1010（ 二 級 ） 5.常 用 焊 劑 介 紹常 見 的 四 種 類 型 助 焊 劑 ： 松 香 型 、 水 溶 性 、 低 固 含 量 免 清 洗 、 無 VOC焊 劑 。 （ VOC 揮 發(fā) 有 機 化 合 物 對 臭 氧 層 破 壞 ） 松 香 型 焊 劑 ： 松 香 焊 劑 分 為 以 下 幾 種 類 型 松 香 焊 劑 無 活 性 松 香 型 （ R） 焊 劑中 等 活 性 松 香 型 （ RMA） 焊 劑全 活 性 松 香 型 （ RA） 焊 劑 無 活 性 松

18、香 焊 劑 ， 就 是 將 純 松 香 溶 于 乙 醇 或 異 丙 醇等 溶 劑 中 組 成 的 焊 劑 ， 它 的 助 焊 性 能 較 弱 ， 腐 蝕 性較 小 ， 殘 留 物 基 本 上 無 腐 蝕 ， 留 在 基 板 上 形 成 一 層保 護 膜 ， 但 有 時 有 粘 性 和 吸 濕 性 ， 一 般 不 清 洗 。 中 等 活 性 焊 劑 由 松 香 加 活 性 劑 組 成 。 活 性 劑 通 常 為有 機 酸 、 有 機 堿 或 有 機 胺 鹽 。 有 時 三 種 同 時 使 用 效果 更 好 。 中 等 活 性 焊 劑 助 焊 性 比 無 活 性 焊 劑 強 ， 殘留 物 腐 蝕

19、性 比 R型 大 ， 一 般 焊 后 需 清 洗 。 若 所 用 活性 劑 中 不 含 鹵 素 或 含 量 極 低 ， 采 用 活 性 比 普 通 松 香小 的 改 性 樹 脂 作 成 膜 劑 ， 且 組 裝 產(chǎn) 品 要 求 不 高 ， 焊后 也 可 不 清 洗 。 活 性 松 香 焊 劑 與 中 等 活 性 松 香 焊 劑 相 似 ， 也 是 松 香加 活 性 劑 。 但 活 性 劑 比 例 更 高 ， 活 性 更 強 ， 腐 蝕 性顯 著 增 強 ， 焊 后 必 須 清 洗 。 b. 水 溶 性 助 焊 劑 水 溶 性 助 焊 劑 的 最 大 特 點 是 焊 劑 組 份 在 水 中 溶 解

20、度 大 ， 活 性 強 、 助 焊 性 能 好 ， 焊 后 殘 留 物 可 用 水 清洗 。 水 溶 性 焊 劑 分 為 兩 類 ： 一 類 是 無 機 型 水 溶 性 焊劑 ， 另 一 類 是 有 機 型 水 溶 性 焊 劑 。 水 溶 性 焊 劑 由 活性 劑 、 成 膜 劑 、 添 加 劑 和 溶 劑 組 成 。 水 溶 性 焊 劑 具 有 以 下 特 性 ： 助 焊 性 較 強 ， 能 適 應 各 種 元 器 件 引 線 的 焊 接 ， 去氧 化 能 力 強 于 松 香 型 和 免 清 洗 焊 劑 。 焊 后 殘 留 物 易 于 水 清 洗 ， 且 不 污 染 環(huán) 境 。 清 洗 后

21、PCB滿 足 潔 凈 度 要 求 ， 不 腐 蝕 、 不 降 低 電絕 緣 性 能 。 貯 存 穩(wěn) 定 ， 無 毒 性 。 使 用 水 溶 性 焊 劑 應 注 意 的 問 題 ： 在 使 用 過 程 中 ， 需 經(jīng) 常 添 加 專 用 的 稀 釋 劑 調(diào) 節(jié)活 性 劑 濃 度 ， 以 確 保 良 好 的 焊 接 效 果 。 由 于 水 溶 性 焊 劑 不 含 松 香 樹 脂 ， 錫 鉛 合 金 焊 料的 防 氧 化 更 為 必 要 。 焊 料 防 氧 化 劑 必 須 具 有 水溶 性 。 采 用 純 度 較 高 的 離 子 水 清 洗 ， 溫 度 以 45 60 為 宜 ， 有 時 可 達 7

22、0 80 焊 接 的 PCB板 經(jīng) 水 清 洗 后 要 用 離 子 凈 度 儀 測 定其 離 子 殘 留 量 ， 考 核 水 清 洗 效 果 是 否 達 到 要 求 。 c. 免 清 洗 助 焊 劑免 清 洗 助 焊 劑 是 指 焊 后 只 含 微 量 無 害 焊 劑殘 留 物 而 無 需 清 洗 組 裝 板 的 焊 劑 。從 保 護 臭 氧 層 和 滿 足 SMT高 密 度 組 裝 的 需要 出 發(fā) ， 采 用 免 清 洗 焊 劑 的 焊 接 技 術 是 解 決 上述 問 題 最 有 效 途 徑 。免 清 洗 焊 劑 必 然 是 固 含 量 低 的 焊 劑 ， 一 般在 2%以 下 ， 最

23、高 不 超 過 5%， 這 類 低 固 含 量的 免 清 洗 焊 劑 由 于 焊 后 殘 留 物 極 少 ， 無 腐 蝕 性 ，具 有 良 好 的 穩(wěn) 定 性 ， 不 經(jīng) 清 洗 即 能 使 產(chǎn) 品 滿 足長 期 使 用 的 要 求 。 免 清 洗 焊 劑 應 符 合 以 下 要 求 ： 可 利 用 浸 漬 、 發(fā) 泡 、 噴 射 或 噴 霧 等 多 種 方 式 涂 布 。 與 元 器 件 、 PCB所 用 材 料 及 現(xiàn) 有 設 備 配 伍 性 好 。 無 毒 性 、 氣 味 小 、 操 作 安 全 、 焊 接 時 煙 霧 少 、 不 污 染環(huán) 境 。 可 焊 性 好 ， 焊 接 質 量 高

24、 ， 不 致 因 焊 劑 質 量 造 成 虛 焊 、漏 焊 、 豎 碑 、 橋 接 、 拉 尖 和 焊 料 球 等 焊 點 缺 陷 ， 焊 點疵 點 率 低 。 焊 后 殘 留 物 極 少 ， 組 裝 板 板 面 干 凈 ， 色 淺 、 無 粘 性 、無 腐 蝕 性 、 具 有 較 高 的 耐 濕 性 和 表 面 絕 緣 電 阻 。 焊 后 組 裝 板 離 子 殘 留 物 要 符 合 免 清 洗 潔 凈 度 要 求 。 具 有 較 長 的 貯 存 期 ， 一 般 為 一 年 以 上 。 室 溫 放 置 時 不會 隨 溫 度 變 化 而 出 現(xiàn) 沉 淀 或 分 層 等 現(xiàn) 象 ， 具 有 良 好

25、 的穩(wěn) 定 性 。 d.無 揮 發(fā) 性 有 機 化 合 物 （ VOC） 的 免 清 洗 焊 劑 近 年 來 已 開 發(fā) 出 新 一 代 無 VOC免 清 洗 助 焊劑 ， 以 去 離 子 水 代 替 醇 作 為 溶 劑 ， 再 加 入 活 性 劑 、發(fā) 泡 劑 、 潤 濕 劑 、 非 VOC溶 劑 等 按 一 定 比 例 配制 。 水 基 無 VOC免 清 洗 助 焊 劑 對 波 峰 焊 的 預 熱過 程 提 出 了 新 的 要 求 。 如 果 在 波 峰 焊 前 ， 水 未 完成 揮 發(fā) ， 當 接 觸 熔 融 焊 料 時 會 引 起 焊 料 飛 濺 ， 且可 能 在 通 孔 的 焊 點

26、上 吹 出 穿 洞 。 低 殘 渣 助 焊 劑 與 傳 統(tǒng) 松 香 型 助 焊 劑 的 區(qū) 別 。(低 殘 渣 免 清 洗 助 焊 劑 介 紹 )A.概 念 的 區(qū) 別 傳 統(tǒng) 松 香 助 焊 劑 如 Rosin（ R） 、 RMA(Rosin Mildly Activated)、 RA(Rosin Activated)。 盡 管 免 清 洗 和 低 殘 留 的 術 語 可 以 互 換 ， 遍 及 整 個電 子 工 業(yè) ， 但 實 際 上 他 們 完 全 不 同 ， 低 殘 留 是和 助 焊 劑 成 份 有 關 ， 免 清 洗 是 與 裝 配 有 關 ， 免清 洗 免 去 了 去 除 助 焊

27、劑 殘 留 物 的 清 洗 步 驟 ， 免清 洗 步 驟 通 常 包 含 低 殘 渣 助 焊 劑 的 使 用 ， 以 便省 略 去 除 焊 劑 殘 留 物 的 步 驟 。 焊 接 后 遺 留 的 助焊 劑 殘 留 物 一 定 不 能 影 響 電 性 能 ， 并 形 成 一 層有 益 涂 層 。 B.固 體 含 量 的 不 同 典 型 的 松 香 基 助 焊 劑 的 成 份 包 括 35 的 松 香 、5 的 活 性 劑 以 及 60 其 他 添 加 物 。 固 體 含 量總 數(shù) 為 40 。 而 在 低 殘 留 助 焊 劑 中 固 體 含 量僅 在 0.5 4 之 間 ， 這 種 較 少 的

28、固 體 含 量的 助 焊 劑 ， 焊 后 其 殘 渣 遺 留 在 PCB上 。 作 為免 清 洗 工 藝 的 過 程 ， 這 是 非 常 防 護 。 但 對 焊接 能 力 差 的 零 件 的 焊 接 將 更 艱 難 ， 這 導 致 需要 改 善 焊 接 元 件 的 處 理 和 儲 存 ， 要 保 證 足 夠的 焊 接 能 力 。 C.活 性 劑 的 鹵 素 含 量 在 免 清 洗 工 藝 中 活 性 劑 的 類 型 是 非 常 重 要 ， 以決 定 被 使 用 的 助 焊 劑 類 型 。 RA或 一 些 RMA助焊 劑 ， 典 型 地 使 用 含 鹵 素 的 輕 度 活 性 劑 ， 這 些活

29、性 去 除 氧 化 層 非 常 有 效 ,改 善 潤 濕 性 ， 提 高 部件 引 腳 的 焊 接 能 力 。 然 而 ， 這 種 含 鹵 素 的 助 焊劑 殘 留 物 ， 暴 露 在 水 、 潮 濕 或 水 的 環(huán) 境 下 ， 在板 上 就 可 形 成 腐 蝕 性 酸 ， 降 低 可 靠 性 。 這 些 殘留 物 也 能 變 成 電 導 體 ， 并 影 響 電 性 能 ， 因 此 鹵素 殘 留 物 需 要 清 潔 ， 防 止 腐 蝕 問 題 。 大 多 數(shù) 免 清 洗 助 焊 劑 是 無 鹵 素 的 ， 以 便 減 少 腐蝕 問 題 ， 所 使 用 的 低 殘 留 助 焊 劑 都 是 微 弱

30、 的 有機 酸 ， 這 種 助 焊 劑 殘 留 物 對 PCB裝 配 是 無 害 的 。 6.助 焊 劑 的 選 用 要 根 據(jù) 產(chǎn) 品 對 清 潔 度 和 電 性 能 的 具 體 要 求 進 行 選 擇 ： a.一 般 情 況 下 軍 用 及 生 命 保 障 類 如 衛(wèi) 星 、 飛 機 儀表 、 潛 艇 通 信 、 保 障 生 命 的 醫(yī) 療 裝 置 、 微 弱 信 號 測試 儀 器 等 電 子 產(chǎn) 品 必 須 采 用 清 洗 型 的 助 焊 劑 ； b.通 信 類 、 工 業(yè) 設 備 類 、 辦 公 設 備 類 、 計 算 機 等類 型 的 電 子 產(chǎn) 品 可 采 用 免 清 洗 或 清

31、洗 型 的 助 焊 劑 ； c.一 般 家 用 電 器 類 電 子 產(chǎn) 品 均 可 采 用 免 清 洗 型 助焊 劑 或 采 用 RMA（ 中 等 活 性 ） 松 香 型 助 焊 劑 可 不清 洗 。 二 、 粘 結 劑 (貼 片 膠 ) 施 加 貼 片 膠 工 藝 目 的 貼 片 膠 的 分 類 及 其 組 成 貼 片 膠 的 性 能 指 標 及 其 評 估 常 用 貼 片 膠 1.施 加 貼 片 膠 工 藝 目 的當 表 面 貼 裝 元 件 與 插 裝 元 件 混 裝 ， 且 分 布 于 PCB的 兩邊 時 ， 一 般 采 用 在 貼 裝 元 件 的 一 面 點 膠 （ 或 刮 膠 ） 、

32、貼 片 、 固 化 然 后 翻 面 、 插 件 、 過 波 峰 焊 這 種 工 藝 ， 所以 施 加 貼 片 膠 的 目 的 之 一 是 用 貼 片 膠 把 表 面 貼 裝 元 件暫 時 固 定 在 PCB的 焊 盤 位 置 上 ， 防 止 在 傳 遞 過 程 中 或插 裝 元 器 件 、 波 峰 焊 等 工 序 中 元 件 掉 落 。另 外 還 有 一 目 的 是 在 雙 面 再 流 焊 工 藝中 ， 為 防 止 已 焊 好 元 件 面 上 大 型 器 件因 焊 料 受 熱 熔 化 而 掉 落 ， 也 需 要 用 貼片 膠 起 作 輔 助 固 定 作 用 。 貼 片 膠 應 用 錄 像在 當

33、 今 的 許 多 電 路 板 設 計 中 ， 表 面 安 裝 CHIP元件 被 安 排 在 板 的 底 部 ， 通 孔 元 件 以 及 拉 動 表 面 安裝 元 件 安 排 在 板 的 頂 部 ， 這 種 情 況 我 們 稱 作 混 裝技 術 裝 配 ， 而 在 板 的 兩 面 只 有 表 面 安 裝 元 件 ， 我們 稱 作 表 面 安 裝 裝 配 。 對 于 混 裝 技 術 裝 配 ， 底 部的 CHIP元 件 需 要 膠 的 涂 布 ， 以 便 在 隨 后 的 貼 片和 波 峰 焊 工 序 中 元 件 不 掉 下 來 。 對 于 雙 面 表 貼 工藝 ， 焊 料 的 表 面 張 力 足

34、夠 保 持 底 邊 的 CHIP元 件在 再 流 焊 時 不 掉 ， 但 是 ， 當 大 的 元 件 在 底 部 通 過再 流 焊 時 ， 焊 料 的 表 面 張 力 不 足 以 保 持 元 件 不 掉 ，這 種 類 型 的 元 件 也 需 要 施 加 貼 片 膠 。 2.貼 片 膠 的 分 類 及 其 組 成 貼 片 膠 的 分 類貼 片 膠 按 照 分 類 方 式 的 不 同 ， 有 三 種 分 類 如 下 ： （ 1） 按 貼 片 膠 的 粘 結 材 料 分 類 ： 環(huán) 氧 樹 脂 貼 片 膠 丙 烯 酸 樹 脂 貼 片 膠 改 性 環(huán) 氧 樹 脂 貼 片 膠 聚 氨 脂 貼 片 膠 （

35、 2） 按 固 化 方 式 分 類 ： 熱 固 化 型 貼 片 膠 光 固 化 型 貼 片 膠 光 熱 雙 重 固 化 型 貼 片 膠 超 聲 固 化 型 貼 片 膠（ 3） 按 涂 布 方 式 分 類 ： 針 式 轉 移 用 貼 片 膠 壓 力 注 射 用 貼 片 膠 模 板 印 刷 用 貼 片 膠 貼 片 膠 的 組 成 材 料貼 片 膠 通 常 由 粘 接 材 料 、 固 化 劑 、 填 料 以 及 其 他 添加 劑 組 成 。粘 接 材 料 -核 心 ， 一 般 采 用 環(huán) 氧 樹 脂 、 丙 烯 酸 樹 脂 、改 性 環(huán) 氧 樹 脂 和 聚 氨 脂 等 作 為 粘 接 材 料 ， 其

36、 中 環(huán) 氧樹 脂 用 途 最 為 廣 泛 ， 其 次 為 丙 烯 酸 樹 脂 。固 化 劑 的 作 用 是 使 粘 接 材 料 以 一 定 的 溫 度 在 一 定 的時 間 內(nèi) 進 行 固 化 。填 料 的 加 入 改 善 了 貼 片 膠 的 某 些 特 性 ， 如 電 絕 緣 性能 和 高 溫 性 能 得 到 增 強 貼 片 膠 中 除 粘 接 材 料 、 固 化 劑 、 填 料 外 還 需 有 其 它添 加 劑 來 實 現(xiàn) 不 同 的 目 的 ， 常 用 的 添 加 劑 有 顏 料 、潤 濕 劑 和 阻 燃 劑 。 3.貼 片 膠 的 性 能 指 標 及 其 評 估 貼 片 膠 的 性

37、能 指 標 是 評 估 各 種 貼 片 膠 質 量優(yōu) 劣 的 具 體 依 據(jù) 。 了 解 貼 片 膠 的 性 能 就能 在 生 產(chǎn) 中 對 所 施 加 的 貼 片 膠 進 行 選 擇 。 粘 度 :貼 片 膠 的 一 項重 要 指 標 ， 不 同 的 粘度 適 用 于 不 同 的 涂 敷工 藝 。 影 響 貼 片 膠 粘度 的 因 素 有 二 個 ： 第一 溫 度 ， 溫 度 越 高 ，貼 片 膠 的 粘 度 越 低 ；第 二 壓 力 ， 壓 力 越 大 ，貼 片 膠 的 剪 切 速 率 越高 ， 粘 度 越 低 ， 粘 度 屈 服 強 度 貼 片 膠 固 化 前 抵 抗 外 力 破 壞 的

38、能 叫 屈 服 強 度 ， 它用 屈 服 值 來 表 征 。 當 外 力 小 于 屈 服 強 度 時 ， 貼 片膠 仍 保 持 固 態(tài) 形 狀 ， 當 外 力 大 于 屈 服 強 度 時 會 呈現(xiàn) 流 體 的 流 動 行 為 。 故 貼 片 膠 依 靠 屈 服 強 度 保 持元 件 貼 裝 后 進 入 固 化 爐 之 前 的 過 程 中 承 受 一 定 的外 力 震 動 而 不 出 現(xiàn) 位 移 ， 一 旦 外 力 大 于 屈 服 強 度 ，則 元 件 出 現(xiàn) 位 移 。影 響 屈 服 強 度 的 因 素 ， 不 僅 與 貼 片 膠 本 身 的 品 質 、粘 接 物 表 面 狀 態(tài) 有 關 ，

39、而 且 與 貼 片 膠 涂 布 后 的 形狀 有 關 ， 常 用 形 狀 系 數(shù) 表 示 ， 即 膠 點 的 底 面 積 直徑 W與 膠 點 高 度 H之 比 。 形 狀 系 數(shù) 越 高 ， 屈 服 強 度越 低 。 最 佳 W/H比 為 2.74.5。 涂 布 性 貼 片 膠 的 涂 布 性 ， 主 要 反 應 在 通 過 各 種 涂 敷 工 藝 所涂 敷 的 膠 點 其 尺 寸 大 小 、 形 狀 是 否 合 適 ， 膠 點 是 否均 勻 一 致 。 膠 點 的 形 狀 和 一 致 性 取 決 于 膠 劑 的 流 變學 特 性 ： 屈 服 點 與 塑 性 粘 度 。 貼 片 膠 的 涂 布

40、 性 可 以通 過 實 際 的 涂 敷 工 藝 反 映 出 來 。在 壓 力 注 射 點 膠 工 藝 中 ， 貼 片 膠 的 涂 布 性反 映 在 膠 點 外 觀 光 亮 、 飽 滿 、 不 拉 絲 、 無拖 尾 ， 并 有 良 好 的 外 形 和 適 宜 的 幾 何 尺 寸 。在 模 板 印 刷 中 其 涂 布 性 反 應 在 膠 點 的 理 想形 狀 和 實 際 形 狀 基 本 一 樣 ， 膠 點 挺 括 ， 不塌 陷 。 粘 接 強 度 粘 接 強 度 是 貼 片 膠 的 關 鍵 性 能 指 標 。 粘 接 強 度 有 幾 個方 面 的 要 求 ：第 一 ， 在 元 件 貼 裝 后 固

41、化 前 ， 元 件 經(jīng) 歷 傳 輸 、 震 動 后貼 片 膠 能 保 持 元 件 不 位 移 。第 二 ， 元 件 固 化 后 貼 片 膠 保 持 元 件 具 有 足 夠 的 粘 接 強度 和 剪 切 強 度 。 第 三 ， 在 波 峰 焊 時 ,固 化 后 的 貼 片 膠 具 有 能 保 證 元 件不 位 移 、 不 脫 落 的 粘 接 強 度 。第 四 ， 波 峰 焊 后 的 貼 片 膠 ， 已 完 成 粘 接 使 命 ， 當 SMA出 現(xiàn) 元 件 損 壞 時 ， 要 求 貼 片 膠 在 一 定 溫 度 下 ， 其 粘接 力 很 低 ， 便 于 更 換 不 合 格 的 元 器 件 ， 而

42、不 影 響PCB的 性 能 。 4.常 用 貼 片 膠常 用 貼 片 膠 有 兩 大 類 ： 環(huán) 氧 樹 脂 貼 片 膠 和 丙 烯 酸類 貼 片 膠 。 下 面 分 別 介 紹 。（ 1） 環(huán) 氧 樹 脂 貼 片 膠 環(huán) 氧 樹 脂 貼 片 膠 是 SMT中 最 常 用 的 一 種 貼 片膠 。 其 成 分 主 要 由 環(huán) 氧 樹 脂 、 固 化 劑 、 填 料 以及 其 他 添 加 劑 組 成 。 環(huán) 氧 樹 脂 貼 片 膠 的 固 化 方式 以 熱 固 化 為 主 。 環(huán) 氧 樹 脂 屬 熱 固 型 、 高 粘 度 粘 接 劑 ， 可 以 做 成液 態(tài) 、 膏 狀 、 薄 膜 和 粉 劑

43、 等 多 種 形 式 。 熱 固 型粘 接 劑 固 化 后 再 加 熱 也 不 會 軟 化 ， 不 能 重 新 建立 粘 接 連 接 。 熱 固 性 又 可 分 為 單 組 分 和 雙 組 分 。單 組 分 環(huán) 氧 樹 脂 貼 片 膠 其 樹 脂 和 固 化 劑 混 合 在一 起 ， 它 使 用 方 便 ， 質 量 穩(wěn) 定 ， 但 要 求 冷 藏 保存 和 高 溫 快 速 固 化 ， 以 加 快 其 聚 合 反 應 速 度 ，一 般 在 帶 有 空 氣 循 環(huán) 的 普 通 固 化 爐 內(nèi) 進 行 固 化 。雙 組 分 環(huán) 氧 樹 脂 貼 片 膠 其 樹 脂 和 固 化 劑 分 別 包裝 ， 使

44、 用 時 ， 將 環(huán) 氧 樹 脂 和 固 化 劑 充 分 混 合 引起 環(huán) 氧 固 化 和 聚 合 反 應 而 使 貼 片 膠 固 化 。 這 種貼 片 膠 保 存 條 件 不 苛 刻 ， 但 使 用 時 的 配 比 常 常不 準 ， 影 響 性 能 ， 目 前 很 少 用 。 （ 2） 丙 稀 酸 類 貼 片 膠 丙 稀 酸 類 貼 片 膠 是 SMT中 常 用 的 另 一 大 類 貼片 膠 其 成 分 主 要 由 丙 烯 酸 類 樹 脂 、 光 固 化 劑 和 填料 組 成 。 屬 光 固 化 型 的 貼 片 膠 。 丙 稀 酸 類 樹 脂 也 屬 熱 固 型 粘 接 劑 ， 常 用 單

45、組分 系 統(tǒng) 。 其 特 點 是 性 能 穩(wěn) 定 ， 固 化 時 間 短 且 固 化充 分 ， 工 藝 條 件 容 易 控 制 ， 儲 存 條 件 常 溫 避 光 存放 ， 時 間 可 達 一 年 ， 但 粘 接 強 度 和 電 氣 性 能 不 及環(huán) 氧 型 高 。 六 、 清 洗 劑1.污 染 物 的 種 類2.清 洗 機 理 與 溶 劑 的 溶 解 機 理3.常 見 清 洗 工 藝 中 清 洗 材 料 1.污 染 物 的 種 類 在 PCB裝 配 、 組 件 安 裝 和 表 面 組 裝 的 過 程 中 ， 由 于 工 藝操 作 、 焊 劑 的 使 用 及 焊 接 過 程 等 均 會 引 起

46、 污 染 ,使 基 板 、元 器 件 或 組 件 的 化 學 、 物 理 、 電 性 能 降 低 。污 染 物 種 類 ： 極 性 污 染 物 :鹵 化 物 、 酸 、 鹽 。 焊 膏 、 阻 焊 劑 。 條 件 離 子 通 電 /吸 潮 腐 蝕 元 件 或 PCB。 非 極 性 污 染 物 :松 香 殘 渣 、 防 氧 化 油 、 膠 帶 殘 留 物 、 膚 油 。 發(fā) 粘 吸 灰 塵 ， 防 礙 測 試 ； 極 性 污 染 物 結 合 。 實 驗 ： 觸 變 劑 松 香 高 溫 、 酸 性 環(huán) 境 下 。 顆 粒 污 染 物 :塵 埃 、 煙 霧 、 靜 電 離 子 、 錫 珠 電 性 能

47、 下 降 。 污 染 物 類 型 來 源 有 機 復 合 物無 機 不 溶 物有 機 金 屬 化 物無 機 可 溶 物特 殊 顆 粒 物 焊 劑 、 助 焊 劑 殘 留 物 、 焊 錫 球 ；印 制 板 加 工 過 程 中 的 污 染 物 ；元 器 件 引 腳 及 焊 端 表 面 的 氧 化 物 ；波 峰 焊 機 錫 鍋 表 面 防 氧 化 油 殘 渣 、 焊接 工 具 上 的 氧 化 物 ；各 加 工 工 序 過 程 中 的 手 印 （ 手 印 的 主要 成 分 有 水 、 膚 脂 、氧 化 鈉 以 及 護 膚 化 妝 品 等 ） ；空 氣 中 的 灰 塵 、 水 汽 、 煙 霧 、 微 小

48、 顆粒 有 機 物 等 。 2.清 洗 機 理 與 溶 劑 的 溶 解 機 理（ 1） 清 洗 機 理化 學 鍵 ： 原 子 與 原 子 之 間 的 結 合 鍵 能 較 強 4.2*105-8.4*105 J/mol松 香 酸 高 溫 、 金 屬 松 香 酸 鹽 或 松 香 聚 合 物 。物 理 鍵 ： 分 子 與 分 子 之 間 的 結 合 鍵 能 較 弱 0.8*103-2.1*104 J/mol 松 香 、 殘 膠 與 PCB結 合 。 （ 2） 溶 劑 的 溶 解 機 理極 性 相 似 原 則 。 極 性 物 質 容 易 溶 解 在 極 性 溶 劑 中 ， 非 極 性 物 質 容 易

49、溶 解 在 非 極 性 溶 劑 中 。 松 香 殘 留 物 混 合 物 非 極 性 聚 合 物 極 性 物 質 傳 統(tǒng) 溶 劑 CFC-113+2% 6%乙 醇 。溶 解 度 參 數(shù) 原 則 。 當 一 種 聚 合 物 的 1 某 一 溶 劑 的 2或 誤 差 1.5， 該 物質 可 溶 解 在 這 種 溶 劑 中 。 松 香 樹 脂 ： 7.2 CFC113： 7.2 乙 醇 ： 12.7 水 ： 22.4 溶 劑 的 物 理 性 能 對 清 洗 效 果 的 影 響 。 表 面 張 力 ： 小 ， 在 污 染 物 上 的 潤 濕 、 鋪 展 和 包 容 好 。 一 般 溶 劑 （ 15 50

50、） 10 5 N/cm CFC113： 17.3； 乙 醇 ： 21； 水 ： 72密 度 與 沸 點 ： 密 度 大 的 ， 不 易 揮 發(fā) ， 減 輕 污 染 ， 降 低 成 本 。 沸 點 高 的 ， 安 全 性 好 ， 可 加 溫 ， 提 高 清 洗 效 果 。溶 解 能 力 （ 貝 克 松 脂 丁 醇 值 KB） : KB越 大 ， 溶 劑 溶 解 焊 劑 殘 留 物 能 力 越 強 。最 低 限 制 值 和 臭 氧 層 破 壞 系 數(shù) 。 3.常 見 清 洗 工 藝 中 清 洗 材 料溶 劑 清 洗 ： 采 用 合 適 的 溶 劑 ， 在 一 定 條 件 下 ，將 污 染 物 溶

51、解 、 去 除 。（ 1） CFC-113(三 氯 三 氟 乙 烷 ) 溶 解 能 力 強 、 脫 脂 效 率 高 、 易 揮 發(fā) 、 無 毒 、 不 燃 不 爆 無 腐 蝕 ， 性 能 穩(wěn) 定 。 對 大 氣 臭 氧 層 有 破 壞 作 用 。 （ 2） CFC的 代 用 品A.改 性 CFC 在 CFC加 氫 ， 取 代 部 分 氯 原 子 ， 減 低 破 壞 性 。 HCFC-141b、 HCFC123、 HCFC225Ca/Cb。B.鹵 化 碳 氫 化 合 物 三 氯 乙 烯 基 礎 上 改 進 。 不 破 壞 大 氣 層 ， 自 行 分 解 。 美 國 ICI： METHOKLONE

52、,TRIKLONE。C.N-甲 基 -乙 -吡 咯 烷 酮 （ NMP） 超 聲 波 低 毒 、 高 閃 點 、 低 揮 發(fā) 性 、 去 污 能 力 強 有 機 溶 劑 。 與 水 、 有 機 溶 劑 混 合 使 用 、 并 用 、 單 獨 用 。 廢 液 不 需 處 理 。 D.乙 二 醇 醚 類 溶 劑 纖 維 溶 劑 ， 清 洗 能 力 良 好 。 沸 點 高 ， 可 加 熱 。 貴 、 能 引 起 塑 料 和 彈 性 體 材 料 的 膨 脹 和 龜 裂 。E.醇 類 、 酮 類 溶 劑 具 有 極 高 的 極 性 和 溶 解 焊 劑 殘 渣 能 力 。 通 常 與 低極 性 溶 劑 混

53、 合 ， 改 善 極 性 性 能 ， 增 強 清 洗 能 力 。 早 期 或 現(xiàn) 在 仍 用 乙 醇 /異 丙 醇 清 洗 。 但 閃 點 低 ， 安 全 性 。 吸 水 性 強 ， PCB易 發(fā) 白 。 （ 3） 半 水 清 洗 溶 劑工 藝 ： 溶 劑 清 洗 水 漂 洗 烘 干 。溶 劑 ： 既 是 松 香 的 良 好 溶 劑 ， 又 能 溶 解 于 水 中 ， 使殘 留 物 浮 在 水 中 ， 溶 劑 和 水 分 離 ， 循 環(huán) 使 用 。A.萜 烯 類 溶 劑 Bicoact EC-7(桔 子 水 ) 桔 皮 和 木 材 中 提 取 的 天 然 類 有 機 物 。 無 毒 無 腐 蝕

54、 ，對 環(huán) 境 無 破 壞 作 用 。 溶 解 殘 留 物 能 力 良 好 。 沸 點 ： 42.7 ,易 燃 物 ， 使 用 和 回 收 注 意 防 火 。 烴 類 混 合 物B. 美 國 杜 邦 ： Axare 138.含 極 性 和 非 極 性 成分 。 閃 點 高 、 毒 性 低 ， 去 除 白 色 污 染 最 有 效 。 七 、 其 他 材 料1.波 峰 焊2. IC3. 三 防 材 料 ： 5種 1.波 峰 焊 用 其 他 材 料防 氧 化 油防 氧 化 顆 粒高 溫 阻 焊 膠高 溫 阻 焊 膠 帶 2. ICBGA/CSP各 向 異 性 導 電 膠 ；底 部 填 充 材 料 ；

55、導 熱 膠COB半 球 形 包 封 劑 、圍 堰 型 包 封 劑 3. 三 防 材 料 （ 覆 形 涂 覆 ）為 了 使 電 子 元 器 件 和 組 件 在 惡 劣 環(huán) 境 下 長 期 保持 穩(wěn) 定 的 性 能 ， 需 要 涂 層 保 護 。航 空 、 軍 事 設 備 工 業(yè) 控 制 、 消 費 領 域 。用 于 調(diào) 試 合 格 的 印 制 板 組 裝 件 或 部 件 及 整 機 ，起 三 防 作 用（ 微 波 電 路 一 般 不 采 用 敷 形 涂 層 ） ， 涂 覆 時 應 將 印 制 插 頭 等 不 需 要 涂 覆 的 部 位 保 護 起 來 。 典 型 的 三 防 材 料 聚 酯 ： AR 丙 烯 酸 酯 硅 樹 脂 ： SR 有 機 硅 酮 聚 氨 脂 ： UR S01-3、 S01-3(T)； 無 T單 組 份 ， 有 T是 雙 組 份 。 廣 泛 應 用 ， 效 果 好 。 環(huán) 氧 ： ER 環(huán) 氧 樹 脂 。 收 縮 比 大 （ 4 ） ， 內(nèi) 應 力 大 ， 容 易 拉 斷 元 件 。 二 甲 苯 ： XR 聚 對 二 甲 苯 （ 固 態(tài) ） 在 真 空 中 涂 覆 ， 效 果 最 好 ， 但 成 本 貴 ， 設 備 要 求 高 。