论文部分内容阅读
水基液体助焊剂具有溶剂环保、使用安全和价格低廉等优点,在无铅电子组装中的应用逐渐增多;但当前针对水基液体助焊剂的研究还较为少见,也缺乏系统性。本论文工作深入研究了活性剂、表面活性剂和助溶剂三种主要组分对水基液体助焊剂性能的影响,对助焊剂应用于无铅波峰焊时存在的困难进行了系统分析,并利用自行发展的水基助焊剂与插件试焊板研究了焊前预热对波峰焊接质量和工艺缺陷(包括锡珠)的影响。通过Sn-0.7Cu无铅钎料的铺展试验、铜板腐蚀试验和表面绝缘电阻(SurfaceInsulation Resistance, SIR)测试研究了活性剂成分、配比及用量对水基助焊剂活性和焊后可靠性的影响,结果表明:(1)有机羧酸活性剂的最佳用量为3.0-4.0wt%,此时助焊剂具备较高活性且SIR达到或接近1.0×1010,可满足焊后免清洗的技术要求;(2)活性剂总量一定的条件下,丁二酸、戊二酸、己二酸和马来酸的最佳复配比例是2:5:5:0,戊二酸和丁二酸对铺展面积有比较显著的影响,己二酸和马来酸对铺展面积的影响较小;(3)三乙醇胺会降低水基助焊剂的活性,大量的三乙醇胺会增强焊后残留物的腐蚀性,但0.2wt%的三乙醇胺能降低焊后残留物的腐蚀性并提升助焊剂的电气绝缘性能。通过表面张力测试和润湿平衡试验研究了表面活性剂和助溶剂对水基液体助焊剂表面张力及助焊性能的影响,结果表明:(1)表面活性剂可将水基液体助焊剂的表面张力降至30mN/m左右,常温下非离子型表面活性剂烷基酚聚氧乙烯(10)醚OP-10的表面活性要优于阳离子型表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵CTAB,但80℃时的表面活性不如CTAB,液体助焊剂中的表面活性剂浓度高于其临界胶束浓度(CMC)时,不含卤素的表面活性剂对助焊性能无提升作用;(2)助溶剂的表面张力对水基助焊剂表面张力的变化有直接的影响,低表面张力助溶剂可改善液体助焊剂的涂覆性,高沸点助溶剂对已净化焊盘具有较好的保护作用,使得最大润湿力Fmax增大。水基助焊剂的试焊结果表明,焊前预热是水基助焊剂应用时需要解决的关键问题。预热温度对焊接缺陷的产生有显著影响,预热温度过高会导致焊点缺陷大幅增加;预热后残存的去离子水是印制电路板(PCB)表面锡珠产生的主要原因,提高PCB的预热程度可有效减少锡珠的产生;增加预热区长度可减少焊接缺陷和锡珠的数量,是解决水基助焊剂预热的有效方法;在预热充分的前提下,开启窄波可以提高焊接质量。