电子辅料的选择与使用.doc

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1、电子辅料的选择与使用第一章引言1.1电子辅料的定义、范围电子工业所使用的材料种类非常多，但主要包括两大类：一、电子设备、仪器仪表以及元器件等所用的主要组成材料，比如：半导体材料、陶瓷材料、传感器材料等等，这类材料通常叫电子专用材料，通称电子材料。二、另一大类材料则主要是电子装配工艺所用的辅助材料，这类材料一般用量差别很大，比如用量特别大的焊料、助焊剂、胶、清洗剂等，也有用量较少的润滑油、油墨等。这里我们要讨论或学习的主要是第二类材料，即所谓的电子辅助材料，并且主要包括用量大、且对电子产品的质量与可靠性影响大的主要的几种产品：电子焊料、助

2、焊剂等。1.2电子辅料与电子产品的质量与可靠性随着电子信息产业的蓬勃发展，服务于电子组装与加工的电子辅助材料的需求也急剧增长，其中最主要且用量很大的就是助焊剂、焊锡丝、焊锡条以及焊锡膏，这些材料的质量好坏与否对电子产品的质量与可靠性有着及其重要的影响，我们在多年的电子辅料的产品检测与电子产品的失效分析中发现，许多电子产品的早期组装失效中，极大部分都是由于这些电子辅料的使用不当或辅料本身的质量指标不符合要求造成的，这案例非常多。当然还有一部分是产品设计缺陷、制造流程控制等原因的不足引起的。第二章助焊剂助焊剂是一种促进焊接的化学物质，其作用

3、主要是去除待焊接面的氧化物，改善焊料对被焊接面的润湿，从而形成良好的焊接连接。助焊剂的质量和其与工艺的兼容性对良好焊点的形成有着极其重要影响，因此，必须仔细分析产品的组成结构与技术指标，深入理解其对焊接工艺带来的影响，才能决定选用好助焊剂产品，同时也才能尽快准确地分析焊接失效问题，找到解决焊接不良的办法，以便工艺生产连续顺利的进行。2．1焊剂的成份组成助焊剂种类繁多，但其成份一般可包括：保护剂、活化剂、扩散剂和溶剂，有的还可以添加缓蚀剂或消光剂。1．保护剂保护剂覆盖在焊接部位，在焊接过程中起到防止氧化作用的物质，焊接完成后，能形成一层保

4、护膜。常用松香作保护剂，也可添加少量的高分子成膜物质，如酚醛树脂、改性丙烯酸树脂等，但会造成清洗困难。1．活化剂焊剂去除氧化物的能力主要依靠酸对氧化物的溶解作用，这种作用由活化剂来完成。活化剂通常选用分子量大，并具有一定热稳定性的有机酸。活性剂含量增加，可以提高助焊性能，但腐蚀性也会增强。因此，活化剂含量一般控制在1％～5％，最多不能超过10％。2．扩散剂扩散剂可以改善焊剂的流动性和润湿性。其作用是降低焊剂的表面张力，并引导焊料向四周扩散，从而形成光滑的焊点。常用甘油（丙三醇）作为扩散剂，含量控制在1％以下。3．溶剂溶剂的作用是将松香、

5、活化剂、扩散剂等物质溶解，配置成液态焊剂。通常采用乙醇、异丙醇等。1．2助焊剂的作用原理2.2.1助焊剂的化学作用焊剂的化学作用主要表现在达到焊接温度前能充分地使金属表面的氧化物还原或置换，形成新的金属盐类化合物。下面以常用的焊剂—松香为例，说明焊剂的化学作用。松香是典型的有机酸类焊剂，其主要成份是松香酸，约占80％。松香酸在170℃，活性表现得比较充分。如在进行铜或铜合金焊接时，氧化铜和松香酸在加热条件下，生成松香酸铜（金属盐），而松香酸铜受热分解，除生成活性铜外，还可以重新聚合成松香酸。生成的活性铜可与熔融焊料中的锡金属反应，生成铜

6、锡合金，从而达到焊接的目的。其他一切有机酸的化学反应与上述反应类似，则一切有机酸和金属氧化物反应，所生成的金属盐和熔融焊料反应，控制着焊料和被焊金属的润湿性，也表明焊剂去除氧化物的能力。2.2.2助焊剂的物理作用焊剂的物理作用主要表现在两个方面，其一，改善电烙铁焊接时的热传导作用。因为焊接时烙铁头和被焊金属的接触不可能是平整的，它们之间包裹的空气起到隔热物质的作用。施加焊剂后，焊剂填充空隙，使焊料和被焊金属迅速加热，提高了热传导性，缩短焊接时间。其二，施加焊剂能减小熔融焊料的表面张力。如共晶焊料的表面张力为49Pa，用松香焊剂后，焊料的

7、表面张力可降到39Pa，而用氯化锌焊剂，表面张力可降到33.1Pa。2.3助焊剂的主要性能指标电子焊接使用的助焊剂的主要性能指标有：外观、物理稳定性、密度、粘度、固体含量（不挥发物含量）、可焊性（以扩展率或润湿力表示）、卤素含量、水萃取液电阻率、铜镜腐蚀性、铜板腐蚀性、表面绝缘电阻、酸值等。下面简要地对这些技术指标进行解析，以方便根据这些指标分析产品性能的优劣。一外观：助焊剂外观首先必须均匀，液体焊剂还需透明，任何异物或分层的存在均会造成焊接缺陷；二物理稳定性：通常要求在一定的温度环境（一般5～45℃）下，产品能稳定存在，否则在炎热的夏

8、天或严寒天气就不能正常使用；三密度与粘度：这是工艺选择与控制参数，必须有参考的数据，太高的粘度将使该产品使用带来困难；四固体含量（不挥发物含量）：表示的是焊剂中的非溶剂部分，实际上它与不挥发物含量意义不同，