波峰焊技术培训教材
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2020/11/24
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助焊劑
(4) 在乾淨的銅面上滴以一滴(0.05mil)待測的助焊劑， 其滴管尖端不可觸及銅面，並在銅面上也另滴以 標準助焊劑。若待測之助焊劑為錫膏形式時，則 在銅面上小心均勻的舖上一層錫膏，其直徑應為 8㎜(0.3 in)，厚度為0.25㎜(10 mil)，然後將備妥 的試片水平置於無塵的溫濕箱內共24 ±0.5小時。 試驗時間到達後，取出試片浸在清潔的異丙醇中 ( IPA )以洗去各種助焊劑試樣。
銲錫在進入區的流動特性會受到零件腳的阻擋,當焊錫 性不良的零件浸入溶錫中,溶錫就會變成弧形,這是因為 零件推擠與銲錫表面張力作用的結果,如此一來,就在零 件後面形成陰影,使銲錫接觸不到錫墊
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零件愈高或金屬端接點愈小,陰影效應就愈嚴重,這可從 SOT-23的圖中清楚的看到
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助焊劑
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助焊劑
銅鏡法 Copper Mirror Method
本法是用以檢查助焊劑腐蝕性的強弱，其做法是在一 長方形的玻璃片上，以真空蒸著方式鍍上一層薄銅， 再滴以標準的助焊劑及所欲檢測的助焊劑，然後置於 環境控制的溫濕箱中24小時，以比較受檢者的腐蝕程 度如何，其詳細作法如下： (1)標準助焊劑的製備—在100ml(c.c.)純度99﹪的試
(2)將一滴助焊劑滴在試紙上，並使其停留15秒鐘， 然後立即浸入異丙醇中，將試紙上的有機物殘渣 儘量洗掉，並令試紙在空氣中自由乾燥10分鐘， 然後檢查紙上的顏色。
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助焊劑
(3)若待檢者為錫膏時，需先將試紙用純水浸濕，取 出後用玻璃片及吸水紙將試紙上多餘的水份除去 ，用扁抹刀(Spatula)在試紙上直接塗上一薄層錫 膏，使與接觸 1 分鐘後再於異丙醇中小心洗去錫 膏，不要搓揉試紙，然後在空氣中進行乾燥。
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助焊劑
鉻酸銀試紙法 Silver Chromate Method
本法是用鉻酸銀試紙之目視法，檢測助焊劑中是否 有氯化物或溴化物的存在，其做法如下：
(1)因酪酸銀試紙對光很敏感非常怕光故應嚴密包裝 ，也不可用徒手執取，必須用清潔的金屬夾子或 鑷子與之接觸。
一、定義
焊錫為L:LIQUID
助焊劑為F:FLUX
基層金屬為S:SOLID BASE METAL
二、說明
Psf = Pls + Plf Cos θ 為液體固體上擴散的力量
銲錫角右圖固體表面呈球狀→Psf ＞Pls +Plf Cosθ →開始擴散→ θ角度逐 漸變小→Plf Cosθ角度大→力量開始平衡→停止擴散
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透過各種系統發散出來的FLUX,並非完全吸附在產品之 吃錫面或貫穿孔內。因此必須 有適當的回收系統執行 下以下處理:
1.過濾雜質,回收使用
2.控制比重,並自動調節
3.防止揮發擴散及污染
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松香塗佈的過程要特別注意,空氣中松香擴散的狀況, 若因抽風系統不良而擴散出沾附區域外時,將發生以下 狀況:
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助焊劑
助焊劑的主要特性:
1.吃錫性 2.活性 3.腐蝕性
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助焊劑
助焊劑的四大功能:
1.清除焊接金屬表面的氧化膜 2.在焊接物表面形成一液體的保護膜隔絕高
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,增加擴散的能力 4.焊接的瞬間,可以讓熔融的銲錫取代順利完
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助焊劑
(5) 小心檢查各試片上銅面可能被蝕去的痕跡，如有 任何銅面被蝕透，而從玻璃可看透到背面時，則 表示該助焊劑腐蝕性太強而不及格。但如連標準 助焊劑也不及格時，則需再做一次試驗。若只在 銅表面發生反應而出現變色情形，或銅厚度只部 份受損而未穿透時，則仍算及格。有某些化學品 也會造成銅面的蝕透，如游離鹵素、強酸、無機 酸，及游離胺類等，不可任其接觸到試驗的銅面。
例如: 將焊墊延長1mm的長度,焊錫的半徑應小於2mm, 否則焊墊就無法觸及焊錫,而無法使焊墊吃錫
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Heat Transfer Zone 傳熱區
在進入區與脫離區之間,電路板與銲錫直接接觸,行成百分之百 短路,吃錫作用起自於進入區而完成於脫離區,一個界於焊墊與 零件端接點間的有效金屬接合賴以完成
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1. θ＞90°,如果整個系統力量達到平衡時θ＞90°,表示 Psf的值較小,其液體的擴散能力就很差 以θ角度來看 a. θ＞90°時 ,稱為de-wetting b. θ=180°時 ,稱為non-wetting c. 90°< θ﹤180°為 poorly wetted surface
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一、潤濕 WETTING
銲錫
1.銲錫與膠合的不同
2.潤濕與無潤濕(Wetting & Non-wetting)
3.清潔
4.毛細管作用 5.表面張力 6.潤濕的動態力平衡
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潤濕的動態平衡
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二、焊點
金屬間的形成:
由接合的表面形成銅/錫化合 物,也稱為金屬間化合物 (Intermetallic compound)分 為Cu3Sn ,Cu6Sn5
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金屬間化合物形成的過程
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助焊劑
為了保持銅面完全無氧化物存在而使測驗更為準確 起見，在試驗前才能將保存完好的銅片取出，並浸 入50 g／l EDTA的溶液中進行清洗，以除去任何可 能的銅面氧化物。通常試驗前的銅面不需另行洗去 此種EDTA溶液，但若結果發生爭議時，則必須先用 流動的清水洗去銅面的EDTA，再用甲醇浸過使能快 速完成乾燥，在檢查全無氧化物時才進行試驗。
成焊接
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助焊劑
助焊劑可分為兩類:
1.可溶於有機溶劑
2.可溶於水
大部分可溶於有機溶劑的助焊劑是以松香為主
R(Rosin)-是不含任何活化劑的純松香,可溶於異丙醇或乙醇…等溶劑 RMA(Rosin Mildly Activated)-添加少量活化劑的松香,活化劑分有機鹽
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助焊劑的化學特性
1.化學活性Chemical Activity 2.熱穩定性Thermal Stability 3.助焊劑在不同溫度下的活性
Activation & Deactivation Temperature
4.潤濕能力Wetting Power 5.擴散率Spreading Activity
2. 90°＞ θ ＞M ,為marginal wetting,尚不能接受. 通常M都 > 75 °,但這種Wetting是不能接受的.
3. θ ﹤ M ,為Good Wetting,在品質要求較高的產品,M值 的要求可低於75 °.
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由上述說明θ角度越小表示潤濕越好 左圖: a.是完全未潤濕, θ = 180 ° b.是完全潤濕, θ = 0 ° c.是部分潤濕, 0 ° < θ < 180 °
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波焊的第三步:錫波
基本上,在錫波中可分為三個重要的區段
1. 進入區: 吃錫產生的地方 2. 脫離區: 電路板離開錫波,銲錫與電
路板在此脫離 3. 中間區: 介於進入區與脫離區之間,
又可稱為傳熱區
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焊點表面清潔度和腐蝕
焊點表面與空氣接觸後, 很快的就形成一氧化 層用以隔絕空氣,而不再氧化。但助焊劑中若 存有大量的離子殘餘在表面,則會造成循環性 的氧化而腐蝕,致使焊點功能異常。 而氯離子的來源除了FLUX外,就是外來的污染 所造成。例如,基版製作中的電鍍液,溶劑,人 的汗水,環境污染,包裝材料,輸送系統…等。
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焊墊龜裂
金屬間化合物比銲錫或銅來得硬且脆。
因此,金屬間化合物太厚的話,焊點很容易在受到 熱或機械性的壓力時,形成焊點龜裂
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熱
溫度是幫助助焊劑及銲錫作用及潤濕的主要動力之一
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波焊的第一步:松香塗佈
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