波峰焊接基础技术理论之一new

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1、波峰焊接基础技术理论之一波峰焊接中由助焊剂所引发的缺陷现象及助焊剂在波峰焊接中的作用机理和综合能力评估1.在波峰焊接中由助焊剂所引发的焊接缺陷现象⑴虚焊任何金属在空气环境中其表面都将受到氧或其它含氧气体等的不同程度的化学浸蚀，在自然界金属的表面状态都不是纯净的单金属状态。因此，不管采取何种保护措施，其表面所表现的焊接性能都不会是理想化的，仅靠金属本身的特性而不需借助其它物质的帮助(如助焊剂)达到理想化的焊接效果几乎是不可能的。即使存在这种可能，那也是在付出了高昂的成本代价后的结果，这显然是不实现的。金属

2、表面状态的不良，是诱发虚焊现象的关健因素。在软钎接过程中采用了助焊剂(液体的或气体的)后，就可借助于助焊剂的作用来获取理想的洁净表面。被焊表面的洁净度是所用助焊剂活性的函数。60年代初以前，我国军用电子产品生产中普遍采用松香酒精作助焊剂，由于该类助焊剂与许多金属反应的固有化学活性弱，因而产品的虚焊现象特别严重，几乎成了一大公害。60年代初我国从原苏联引进的XX导弹末制导雷达生产线时，苏方还专门提供了该武器系统带“秘密”级的专用助焊剂配方。国内许多军工单位在军品生产中还宁可坚持采用活性松香助焊剂+清洗工艺

3、，而禁用活性较弱的免清洗助焊剂，其目的就是为了避免虚焊隐患给该武器系统可靠性带来严重的不测后果危害。⑵金属化孔透孔不良当PCB和元器件可焊性均达到要求(零交时间＜1s)时，且波峰焊接的工艺参数也合适的情况下所出现的金属化孔透孔不良现象时，其主要影响因素应考虑为助焊剂的漫流性和活性均差所致。孔中未透入助焊剂时也是金属化孔透孔不良的原因。因此，在使用同一种助焊剂的情况下，采用助焊剂泡沫波峰涂覆方式时就不易发生金属化孔透孔不良现象，而采用助焊剂喷雾涂覆方式发生金属化孔透孔不良现象的概率就要高得多。出现此现象的

4、原因是喷雾涂覆方式易受阻挡而出现透孔性不畅所致。⑶桥连和拉尖助焊剂的性能优劣对波峰焊接中桥连和拉尖等现象也有较大的影响。性能优良的助焊剂不仅具备焊接所需要的活性，而且还具有优良的保护位于剥离区内液态钎料不被氧化的能力，这是减少PCB与钎料剥离过程中抑制桥连和拉尖的重要措施之一，如图1所示。在上讲中我们给出了一个讨论题：C线在焊接工号为：ZXA10-ADS2-CORZ(010502)时，基板上电容C415与C542、C413与C540之间相邻间隙均为0.63mm(＜1.27mm，属于设计不当)，用新喷嘴开

5、双波时在图2所示的A、B二处百分之百地发生桥连现象，而仅开第二波进行单波焊接时，反而桥连发生率却非常小。其实问题就出在助焊剂上，主要原因不外乎是：①所用助焊剂在波峰焊接过程在PCB剥离区内己无保护能力；②经过第一波峰的冲刷PCB板面上助焊剂已所剩无几。⑷PCB板面洁净度不良在波峰焊接过程中助焊剂的化学成分和喷涂量与焊后的离子残余浓度、表面绝缘电阻、洁净度不良以及产品在未来使用过程中的可靠性等有着直接的关系。2.助焊剂在波峰焊接工艺中的作用2.1正确运用助焊剂对确保产品质量的重要意义助焊剂是波峰焊接中不可

6、缺少的重要材料，它对确保波峰焊接效果和产品质量都起着关键性作用。良好的助焊剂材料及其功能的充分发挥，是提高生产效率、降低产品成本、提升产品系统可靠性的重要手段。1.2助焊剂在波峰焊接中的作用一般情况下，被焊金属和易熔的钎料合金表面均具有一层妨碍形成连接界面的薄锈膜。该锈膜是受环境侵蚀的结果，并因环境和被焊金属的不同，而可能由氧化物、硫化物、碳化物或其它腐蚀产物组成。这些非金属腐蚀产物的作用相当于阻挡层。因此，在钎接前必须要将其清除掉。在波峰焊接过程中，助焊剂所起的作用概括起来主要功能如下：⑴除去被焊基体

7、金属表面的锈膜在被焊金属表面的锈膜通常不溶于任何溶液，不能象清除油脂那样将其除掉，但是这些锈膜与某些材料发生化学反应，生成能溶于液态助焊剂的化合物。就可除去锈膜达到净化被焊金属表面的目的。这种化学反应可以是使助焊剂与锈膜生成溶于助焊剂或助焊剂溶剂的另一种化合物，也可以是把金属锈膜还原为纯净金属表面的化学反应。属于第一种化学反应的助焊剂主要以松香基助焊剂为代表。纯净松香主要由松香酸和其它同分异构双萜酸组成。用作助焊剂时，通常用酒精(异丙醇)作溶液，当在氧化了的铜表面上涂上该助焊剂并加热时，松香酸与氧化铜化

8、合生成松香酸铜，它易于和没有反应的松香混合在一起，从而为钎料的润湿提供了洁净的金属表面。松香酸对氧化铜层下面的基体铜没有任何侵蚀作用。当借助于有机溶剂清除残留的助焊剂时，松香酸铜也一起被清除掉了。作为第二种化学反应的例子是某些具有还原性气体。例如，氢气在高温下能还原金属表面的氧化物，生成水并恢复纯净的金属表面。其化学反应通式可表示为：MO+H2=M+H2O⑵防止加热过程中被焊金属的二次氧化波峰焊接时，随着温度的升高，金属表面的再氧化现象也会