助焊剂的组成与功用.pdf

助焊劑的組成 與功用 一、助焊性的重要性 各種焊接進行前，被焊的金屬表面皆必須先行塗佈助焊劑(flux) ，再經預熱之能量激發出助焊劑 中的活性成分(Activator ，即某些酸類或鹽類) ，而將待焊表面(如銅面、銲錫面、純錫面、銀面等) 之輕度氧化物與污著物予以清除(如除去 Entek 皮膜) ，也就是使之產生還原反應，使氧化物被分解 而得以被移除之謂也。此種有效的清潔功用，可讓銲料(Solder)得與待焊表面迅速產生 IMC 而沾錫 (Wetting)而焊牢。故助焊劑亦為焊接行動中的重要成員，絕非只是配角而已。 曾經有許多外國前輩，為了免洗政策之事後清潔問題，而試圖放棄液態直接塗著的助焊劑，嘗試 在焊接連線的機組環境中，大量充填還原性的調配性氣體，如氫氣與氮氣(10%H ＋90%N )或 10% 2 2 甲酸氣體(即蟻酸 Formic Acid)等，以代替液態助焊劑執行相當於還原去除氧化物的任務。但從多種 結論中可瞭解到，此等做法雖然在焊錫性上確能有所改善，甚至與某些良好助焊劑的效果不相上 下；然而卻出現銲點強度不足一拉即脫之窘境，與正常液態助焊劑之有板有眼，確實十分遜色而尚 有差距。在玩不下去之下只好作罷，由此可見助焊劑重要性的一斑了 。 圖 1 待焊表面不夠清潔時，因焊錫性不良而出現縮錫，但有時即使焊錫性尚可，也不表示銲點強 度一定會好。右圖即甲酸氣體助焊之強度不足被拉脫的情形。 二、助焊劑的概要 2. 1 從實務中歸納出助焊劑的功能如下： (1)在外加熱量的助力下，其中之活性物質可將待焊表面的氧化物與雜質予以還原性的清除。 (2)還原清潔後到焊接完成前，於組裝板行走的高溫環境中，尚可繼續保護待焊表面不致被再氧 化，並協助傳熱。 (3) 協助焊墊向外排除各種污廢物，防止板面產生錫網 (Webbing ) 、搭橋(Bridging )及形成錫尖 (Icicle)與錫球(Solder Ball)等缺失 。 圖 2.不良波焊後偶爾出現錫橋與錫尖等缺失，助焊劑不良也是原因之一。 2.2 各種品牌的助焊劑，其等必威体育官网网址之商業配方當然各有千秋，然其中主要化學性成分則不脫下列範 疇： (1) 載運劑或載劑 (Carrier Materials)為組成份之主體及協助活性劑之分佈及傳熱。 (2) 活性劑 (Activator )可於高溫中對金屬氧化物產生還原作用 。 (3) 溶劑 (Solvent)調節整體之黏度與比重，及協助傳熱。 (4) 濕潤劑 (Wetting Agent)協同助焊劑本體對板面的附著及分散。 2.3 助焊劑的品質要求 早先電子業界有關助焊劑本身的品質要求，其國際歸範幾乎一向以美國聯邦規範 QQ-S-571E 為法典。然此份古老文件在年久失修之下早已被 ANSI/J-STD-004 (Apr. l992 )所取代。 不過此份 004 在電子科技快速進步下又已呈現老態，新版 004A 目前正在進行修訂中 ，很快就會登 台亮相。一般助焊劑需做品管的主要項目約有： (1) 固形物 (So lid Content)含量也就是溶劑與揮發物以外的固形本體化學品，如鹵化物或固 酸類，又稱為”非揮發份” (Non-volatile matter) 。一般現場管埋係採測比重的方式加以管 控。通常 Flux 之固含量約 15-35% ，另有新式低固形物者只有2-8% (一般 5%以下) ，焊後 幾乎沒有殘渣，亦稱為免洗 Flux 。 圖 3 手動助焊劑之處理方式有平浸、斜浸與拖浸等三種做法。 (2)酸價(Acid Value)係上述各固形物所提供活性指標之一，但也是後續板面腐蝕的來源。 (3)導電度(Conductivity)可從助焊劑水溶液進行的試驗，由其數值之大 小可得知，其不利於絕緣性的離子 濃度是否符合規範之要求。現行導 電度的單位為 μS/cm ；1μS ＝K Ω ˙cm(S 為 Siemens 的縮寫) 。 (4)銅鏡反應(Copper Mirror)可試驗出助焊劑的腐蝕性。 (5)絕緣電阻試驗(Insulation Resistan