使用免清洗焊剂须知

时间:2007-04-29
超固低免清洗焊剂的优点良多,但必须小心使用,否则焊接时便会遇上各种难题。低固体免清洗焊剂(Low-no-clean flix)的出现,标志着焊接作业的新概念,若处理得宜,这新一代焊剂所带来的各种优点,必能令用者感到称心满意。这些优点包括:

·无须于焊接后使用清洗仪器除去焊剂,节省成本;

·无须购置清洗溶剂、清洁液,及其他清洗设备,减低操作成本;

·可腾出宝贵的厂房空间作其他用途;

·可缩短保养及维修时消耗的停机时间;

·不须人手操作及保养维修清洗机器,节省人力;

·省除清洗步骤,缩短处理时间;

·降低废料处理成本;

·处理程序对环境无害,有助提高生活素质。这种种优点令新技术对用者非常吸引。不过,在进行工艺转换时却可能出现困难。

下文将会讨论在使用低固体免清洗焊剂时,用者须注意的地方。焊接的基本原理使用锡铅合金,制造金属间化合连结,把电子元件连接或安装至印刷电路板上的过程,是为焊接。若锡铜合金的组合成份为63%锡、37%铅,就称为共晶焊锡(eutectic solder),其溶点为187℃,是所有锡铅合金中的。在焊接过程中,印刷电路板的焊接板面及元件引线都会涂上焊剂,然后流过热溶焊锡,形成焊接连结。操作指引所有焊接工程人员都知道,即使在相同的条件下作业,也没有两种焊剂是完全一样的。

因此必须悉心调校焊接参数,才能发挥新免清洗焊的效能。若供应商在用户试用不着或转用新焊剂初期,能提供技术人员协助,将有助用户以短时间取得效果。这对于免清洗剂来说尤其切合,因为这种焊剂是技术性新产品,必须配合某些新而且独特的操作技巧使用。应用低杂质免清洗焊剂,要考虑下列7点: ·组合前对原始材料的预控制; ·用滴定法(titration)控制焊剂; ·泡沫焊剂喷注器(foam flux applicator); ·气刀(air knife; ·预热器; ·输送带(converyor)角度及速度; ·焊接温度及焊锅活动。组合前材料预控制由于在焊接后再不用清洗组合电路板,因此对防污染措施的要求,以及组装前材料的清洁程度,都要特别规定。空印刷电路板及元件的可焊接性规格必须重新检查,并通知供应商提供符合规格的材料,以确保品质保证。

此外,必须制订及推行电路板的离子防污要求;及研究处理、存放及库存流通,以防止空电路板及元件受污染或老化。所有低固体免清洗焊剂的比重(specific gravity)都很低,在0.8000.815之间,这与稀释(thinner)的比重(0.805)极接近。如使用电子密度控制器或液体比重计(hydrometer)来控制焊剂份量,由于它们的度不足,焊剂及稀释剂的量度结果非常相近,难以分辨两者之间的差别,结果便难以调料出适当份量的焊剂,发挥效能。此外,活化剂(activator)在低固体焊剂方程式中的份量少于1%,即使焊剂密度出现微小变化,亦会影响这些焊剂的效能。准确的控制方法,是以滴定法来决定焊剂活化剂之份量。滴定法找出焊剂的酸度值,凭此设定焊剂的活化水平,及准确决定焊剂是否不能再用。要控制焊剂的效能,只须在滴定后,加入稀释剂即可。 Lonco公司印备有列表,详列出建议的酸值范围,及相对的稀释剂份量。而目前 市面上已有携式滴定工具套件出售。作业首周,建议每两小时进行滴定,以决定须要隔多久便调校焊剂。

当制程控制(statistical processcontroll,SPC)后,滴不定期次数便可减少,要注意每小时加入少量稀释剂,胜过待焊剂酸度(浓度)大大超出建议范围后,再行补救。当滴定完成,并加入稀释剂后,若酸值仍然超出焊剂活化水平范围之外,邓表示焊剂的适用期已过,应该弃置。泡沫焊剂喷注器免清洗焊剂含有90%或以上低沸点溶剂(boiling solvent,后者有去泡沫剂的功用,因此,磊部份免清洗焊剂的起泡性能也有不佳。孔径较小的起泡石(20µm)能改善起泡状况。用者必须调校泡沫高度,使其不超出印刷电路板度的1/3

事实上,泡沫应该刚好黏着印刷电路板的底部,而且涂层当纤薄均匀。若调校正确,印刷电路板而层形成的微细的气泡便会被减至少。气刀调校气刀应与印刷电路板的垂直线成10º夹角,向泡沫焊剂倾斜。气刀应刮除过多的焊剂,若调校恰当,从气刀至预热器程序之间,当无焊剂从印刷电路板上滴下来。必须有充足气压进行刮除工作,但气压亦不能太高,以免影响泡沫的表面。此外还须定期保养及维修,以确保气刀喷管畅通。预热器用者当自电路板而层量度预热温度为防止焊接时焊剂溅射,并加强焊剂的活化能力,必须有较高的预热温度。在到达焊 接波峰前,一般建议的面层温度为95℃105℃。用者亦当明白,在清除焊剂残渣方面,预热的角色也很重要。输送 带的角度及速度输送带的倾斜角度应在之间,不过若出现焊桥(bridging)用者便应调校输送带角度,以减轻焊桥现象。大部分免清洗焊剂都不含卤化物(halide),因陋就简其活化能力较传统的焊剂低,在这情况下,使用速度较慢的输送带(1.2m/s1.8/s)较为理想。

焊锡温度及焊锅活动免清洗剂的美妙之处,是其活化剂可在高温下完全分解,之后亦不会留下腐蚀性残渣。如Lonco公司推出的免清洗焊剂,分解温度为250℃,焊锡锅的温度应被设定在250℃255℃之间,不过,要注意过热将会导致润湿(non-wetting)不足,因此焊锡温度永不能超过258℃。此外,必须调校焊锅的活动,以使熔解后的焊锡能形成一平滑表面,藉此尽理减少焊剂向外流溢。总结采用低杂质免清洗焊剂作业,必须注意上述讨论的制程条件。若能成功运用这工艺,必可带来莫大裨益。不过,也许重要的,是用者与供应商之间的紧密合作,以发挥出这种免清洗技术的效能。



  
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