助焊劑常見狀況與分析

助焊劑常見狀況與分析  
  
助焊劑（FLUX）這個字來源于拉丁文“流動”（Flow in soldering）的意思，但在此它的作用不只是幫助流動，還有其他功能。
 
助焊劑的主要有以下幾大功能有：
 
1、清除焊接金屬表面的氧化膜；
 2、在焊接物表面形成一液態的保護膜隔絕高溫時四周的空氣，防止金屬表面的再氧化；   
 3、降低焊錫的表面張力，增加其擴散能力；    
 4、焊接的瞬間，可以讓熔融狀的焊錫取代，順利完成焊接。
 
助焊劑還具有以下幾個特性：    
 
1、化學活性（Chemical Activity）   
要達到一個好的焊點，被焊物必須要有一個完全無氧化層的表面，但金屬一旦曝露于空氣中回生成氧化層，這中氧化層無法用傳統溶劑清洗，此時必須依賴助焊劑與氧化層起化學作用，當助焊劑清除氧化層之后，干凈的被焊物表面，才可與焊錫結合。    
 
助焊劑與氧化物的化學放映有幾種：
 
1、相互化學作用形成第三種物質；
2、氧化物直接被助焊劑剝離；
3、上述兩種反應并存。    松香助焊劑去除氧化層，即是第一中反應，松香主要成份為松香酸（Abietic Acid）和異構雙萜酸（Isomeric diterpene acids），當助焊劑加熱后與氧化銅反應，形成銅松香（Copper abiet），是呈綠色透明狀物質，易溶入未反應的松香內與松香一起被清除，即使有殘留，也不會腐蝕金屬表面。    氧化物曝露在氫氣中的反應，即是典型的第二種反應，在高溫下氫與氧發生反應成水，減少氧化物，這種方式長用在半導體零件的焊接上。   幾乎所有的有機酸或無機酸都有能力去除氧化物，但大部分都不能用來焊錫，助焊劑被使用除了去除氧化物的功能外，還有其他功能，這些功能是焊錫作業時，必不可免考慮的。
 
2、熱穩定性（Thermal Stability）   當助焊劑在去除氧化物反應的同時，必須還要形成一個保護膜，防止被焊物表面再度氧化，直到接觸焊錫為止。所以助焊劑必須能承受高溫，在焊錫作業的溫度下不會分解或蒸發，如果分解則會形成溶劑不溶物，難以用溶劑清洗，W/W級的純松香在280℃左右會分解，此應特別注意。    
 
3、助焊劑在不同溫度下的活性    好的助焊劑不只是要求熱穩定性，在不同溫度下的活性亦應考慮。    助焊劑的功能即是去除氧化物，通常在某一溫度下效果較佳，例如RA的助焊劑，除非溫度達到某一程度，氯離子不會解析出來清理氧化物，當然此溫度必須在焊錫作業的溫度范圍內。另一個例子，如使用氫氣做為助焊劑，若溫度是一定的，反映時間則依氧化物的厚度而定。    當溫度過高時，亦可能降低其活性，如松香在超過600℉（315℃）時，幾乎無任何反應，如果無法避免高溫時，可將預熱時間延長，使其充分發揮活性后再進入錫爐。 也可以利用此一特性，將助焊劑活性純化以防止腐蝕現象，但在應用上要特別注意受熱時間與溫度，以確?；钚约兓?。   
 
4、潤濕能力（Wetting Power）   為了能清理材表面的氧化層，助焊劑要能對基層金屬有很好的潤濕能力，同時亦應對焊錫有很好的潤濕能力以取代空氣，降低焊錫表面張力，增加其擴散性。    5、擴散率（Spreading Activity）    助焊劑在焊接過程中有幫助焊錫擴散的能力，擴散與潤濕都是幫助焊點的角度改變，通?！皵U散率”可用來作助焊劑強弱的指標。
  
 
下面就助焊劑常見狀況并加以分析
 
 一、焊后PCB板面殘留多板子臟：
 1.焊接前未預熱或預熱溫度過低(浸焊時，時間太短)。
 2.走板速度太快(FLUX未能充分揮發)。
 3.錫爐溫度不夠。
 4.錫液中加了防氧化劑或防氧化油造成的。
 5.助焊劑涂布太多。  
 6.組件腳和板孔不成比例（孔太大）使助焊劑上升。
 7.FLUX使用過程中，較長時間未添加稀釋劑。
 
 二、著 火：
 1.波峰爐本身沒有風刀,造成助焊劑涂布量過多,預熱時滴到加熱管上。
 2.風刀的角度不對(使助焊劑在PCB上涂布不均勻)。
 3.PCB上膠條太多,把膠條引燃了。
 4.走板速度太快(FLUX未完全揮發,FLUX滴下)或太慢(造成板面熱溫度太高)。
 5.工藝問題(PCB板材不好同時發熱管與PCB距離太近)。
 
 三、腐 蝕（元器件發綠，焊點發黑）
 1.預熱不充分（預熱溫度低，走板速度快）造成FLUX殘留多，有害物殘留太多。
 2.使用需要清洗的助焊劑，焊完后未清洗或未及時清洗。
 
 四、連電，漏電（絕緣性不好）
 1.PCB設計不合理，布線太近等。  
 2. PCB阻焊膜質量不好，容易導電。  
 五、漏焊，虛焊，連焊  
 1.FLUX涂布的量太少或不均勻。
 2.部分焊盤或焊腳氧化嚴重。  
 3.PCB布線不合理（元零件分布不合理）。  
 4.發泡管堵塞，發泡不均勻，造成FLUX在PCB上涂布不均勻。
 5.手浸錫時操作方法不當。
 6.鏈條傾角不合理。
 7.波峰不平
 
 六、焊點太亮或焊點不亮
 1.可通過選擇光亮型或消光型的FLUX來解決此問題；
2.可通過選擇光亮型或消光型的焊錫粉合金來解決此問題；                                      
  3.光亮型合金和光亮型FLUX的焊點不亮：                                                  
 A、預熱不充分（預熱溫度低，走板速度快）；                                                  B、加熱溫度過高，FLUX化學活性提前體現；                                                    C、所用焊錫合金不好（如：錫含量太低、氧化度過高等）。
 
 七、短 路   
  1、錫液造成短路：    
  A、發生了連焊但未檢出。  
  B、錫液未達到正常工作溫度，焊點間有“錫絲”搭橋。
  C、焊點間有細微錫珠搭橋。  
  D、發生了連焊即架橋。  
  2、PCB的問題：如：PCB本身阻焊膜脫落造成短路
 
 八、煙大，味大：
  1.FLUX本身的問題   A、樹脂：如果用普通樹脂煙氣較大   B、溶劑：這里指FLUX所用溶劑的氣味或刺激性氣味可能較大  C、活化劑：煙霧大、且有刺激性氣味
 2.排風系統不完善
 
 九、飛濺、錫珠：
 1、工 藝  A、 預熱溫度低（FLUX溶劑未完全揮發） B、走板速度快未達到預熱效果  C、鏈條傾角不好，錫液與PCB間有氣泡，氣泡爆裂后產生錫珠 D、手浸錫時操作方法不當 E、工作環境潮濕  
 2、P C B板的問題  A、板面潮濕，未經完全預熱，或有水分產生  B、PCB跑氣的孔設計不合理，造成PCB與錫液間窩氣 C、PCB設計不合理，零件腳太密集造成窩氣
 十、上錫不好，焊點不飽滿  
 1.使用的是雙波峰工藝，一次過錫時FLUX中的有效分已完全揮發
 2.走板速度過慢，使預熱溫度過高  
 3.FLUX涂布的不均勻。  
 4.焊盤,元器件腳氧化嚴重，造成吃錫不良  
 5.FLUX涂布太少；未能使PCB焊盤及組件腳完全浸潤  
 6.PCB設計不合理；造成元器件在PCB上的排布不合理，影響了部分元器件的上錫