釬焊化學(xué)與焊劑殘留物對電子組件電器性能的影響淺析

一、通量有四種成分會影響電氣故障的可能性：

1. 激活劑

2. 粘合劑

3. 溶劑

4. 添加劑

然而，活化劑和粘合劑的影響最大。

活化劑是在當(dāng)代通量中發(fā)現(xiàn)的弱有機(jī)酸。它們的酸度會帶來風(fēng)險，但這是一個好的關(guān)節(jié)所必需的。酸與金屬氧化物反應(yīng)形成金屬鹽。在潤濕過程之后，鹽溶解并形成冶金結(jié)合。

有時，酸可能沒有被完全消耗掉。當(dāng)這種情況發(fā)生時，過量的酸會導(dǎo)致電子故障。為了降低風(fēng)險，工程師需要使用最少量的焊劑進(jìn)行正確的焊接。

粘合劑，有時被稱為載體，不溶于高熔點的水化合物（如天然松香和合成樹脂）。焊接后，它們可以防止未消耗的活化劑溶解在水中。粘合劑形成可見殘留物的主體。為了保持無樹脂、清潔組件的外觀，許多工程師選擇低濃度粘合劑的焊劑配方，這可能會增加故障風(fēng)險。

該溶劑用于溶解其他成分。制造推薦的焊接輪廓部分基于溶劑的沸點。在應(yīng)用過程中，遵循輪廓以確保所有溶劑都蒸發(fā)掉是很重要的。如果殘留任何溶劑，則電子設(shè)備可能出現(xiàn)故障。

添加劑——增塑劑、染料或抗氧化劑——構(gòu)成助焊劑化學(xué)成分的一小部分。添加劑可以提高可靠性，但由于制造商的知識產(chǎn)權(quán)保護(hù)，無法深入了解或控制其功能。

二、各種焊接工藝的風(fēng)險

工程師可以使用表面貼裝回流焊（SMT）、波峰焊、選擇焊或手工焊接。由于使用的通量不同，每一種都會帶來風(fēng)險。

SMT是最清潔的選擇之一：它使用使用模板或打印機(jī)施加的糊狀焊劑。這種方法對所應(yīng)用的音量有很高的控制能力。

液體通量比糊狀物帶來更大的風(fēng)險，因為它更難控制應(yīng)用流量和體積。

在波峰焊接或選擇性焊接過程中，液體通過手動或以噴霧或泡沫形式分配。在波浪過程中，液體可以流到組件的頂部。當(dāng)這種情況發(fā)生時，板頂部的溫度可能不夠高，無法蒸發(fā)溶劑。由于員工在應(yīng)用程序控制方面的差異，手工焊接也可能出現(xiàn)類似的問題。

為了降低液體流動過多和難以控制的風(fēng)險，工程師可以使用具有一致應(yīng)用方法的焊劑芯焊絲和點膠設(shè)備。

三、如何測量組件清潔度

有幾種行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)方法可以收集數(shù)據(jù)，用于解釋焊接后的風(fēng)險水平。

溶劑萃取電阻率（ROSE）測試可以監(jiān)測清潔操作過程中的離子清潔度。該測試收集的數(shù)據(jù)有助于工程師維持合格的焊接和清洗過程。

離子色譜法是另一種流行的測量釬焊后剩余離子數(shù)量的技術(shù)。這也是一種從通量中檢測弱有機(jī)酸含量的簡單方法。

離子色譜法面臨的一個挑戰(zhàn)是，不同的方法會產(chǎn)生不同的結(jié)果。例如，整個組件浸泡將提供整個表面的平均濃度。為了在更小的區(qū)域檢測酸，工程師需要使用更本地化的采樣方法。不幸的是，離子色譜結(jié)果沒有標(biāo)準(zhǔn)的通過或不通過標(biāo)準(zhǔn)。

工程師還可以進(jìn)行功能測試，以評估設(shè)計在潮濕、最壞的環(huán)境中的表現(xiàn)。在這些情況下，故障通常與泄漏或短路有關(guān)。工程師可以使用電流限制來減少短路造成的損壞，這可能會隱藏任何殘留物導(dǎo)致故障的證據(jù)。

工程師需要依靠他們的設(shè)計、最終使用環(huán)境和清潔度數(shù)據(jù)來評估風(fēng)險。這是因為影響風(fēng)險的因素很多，包括：

助熔劑化學(xué)/應(yīng)用

電氣間距

介電強(qiáng)度

頻率

灌封/涂層附著力

合明科技研發(fā)的水基清洗劑配合合適的清洗工藝能為芯片封裝前提供潔凈的界面條件。

水基清洗的工藝和設(shè)備配置選擇對清洗精密器件尤其重要，一旦選定，就會作為一個長期的使用和運行方式。水基清洗劑必須滿足清洗、漂洗、干燥的全工藝流程。

污染物有多種，可歸納為離子型和非離子型兩大類。離子型污染物接觸到環(huán)境中的濕氣，通電后發(fā)生電化學(xué)遷移，形成樹枝狀結(jié)構(gòu)體，造成低電阻通路，破壞了電路板功能。非離子型污染物可穿透PC B 的絕緣層，在PCB板表層下生長枝晶。除了離子型和非離子型污染物，還有粒狀污染物，例如焊料球、焊料槽內(nèi)的浮點、灰塵、塵埃等，這些污染物會導(dǎo)致焊點質(zhì)量降低、焊接時焊點拉尖、產(chǎn)生氣孔、短路等等多種不良現(xiàn)象。

這么多污染物，到底哪些才是最備受關(guān)注的呢？助焊劑或錫膏普遍應(yīng)用于回流焊和波峰焊工藝中，它們主要由溶劑、潤濕劑、樹脂、緩蝕劑和活化劑等多種成分，焊后必然存在熱改性生成物，這些物質(zhì)在所有污染物中的占據(jù)主導(dǎo)，從產(chǎn)品失效情況來而言，焊后殘余物是影響產(chǎn)品質(zhì)量最主要的影響因素，離子型殘留物易引起電遷移使絕緣電阻下降，松香樹脂殘留物易吸附灰塵或雜質(zhì)引發(fā)接觸電阻增大，嚴(yán)重者導(dǎo)致開路失效，因此焊后必須進(jìn)行嚴(yán)格的清洗，才能保障電路板的質(zhì)量。

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