什麽是(shì)助焊劑？

    助焊劑是一(yi)種促進焊接的(de)化學物質。在錫(xi)焊中，它是一種(zhong)不🌏可缺少的輔(fǔ)助材料，其作用(yong)極爲重要。
　　１．助焊(hàn)劑的作用
　　（1）溶解(jiě)被焊母材表面(miàn)的氧化膜
　　在大(dà)氣中，被焊母材(cái)表面總是被氧(yang)化膜覆蓋着，其(qi)厚度大約爲2×10-9～2×10-8m。在(zài)焊接時，氧化膜(mó)必然會阻止焊(han)料對母材的潤(run)濕，焊接就🧡不能(neng)🔴正常進行，因此(ci)必須在母材表(biǎo)面塗敷助焊劑(jì)，使⭐母材表🔞面的(de)氧化物還原，從(cóng)而達到消除氧(yǎng)化膜🌍的目的。
　　（2）防(fang)止被焊母材的(de)再氧化
　　母材在(zài)焊接過程中需(xū)要加熱，高溫時(shí)金屬表面會加(jia)速氧化，因🚶此液(yè)态助焊劑覆蓋(gai)在母材和焊料(liao)的🧡表面可防止(zhi)它們氧🔴化。
　　（3）降低(di)熔融焊料的表(biao)面張力
　　熔融焊(han)料表面具有一(yī)定的張力，就像(xiang)雨水落在荷葉(ye)上，由🚩于🔱液體的(de)表面張力會立(li)即聚結成圓珠(zhu)狀🈲的水滴。熔融(rong)焊料的表面✏️張(zhang)力會阻止其向(xiang)母材表面漫流(liú)🌍，影響潤濕的正(zheng)常進行。當助焊(han)劑覆蓋在熔融(róng)焊料的👨‍❤️‍👨表面時(shí)，可✌️降低液态焊(han)料的表面張力(lì)，使潤濕性能明(ming)顯得到提高。
　　２．助(zhu)焊劑應具備的(de)性能
　　（1）助焊劑應(yīng)有适當的活性(xìng)溫度範圍。在焊(hàn)料熔化前開🈲始(shi)🎯起🐅作用，在施焊(han)過程中較好地(di)發揮清除氧化(huà)膜、降低液态焊(hàn)☁️料表面張力的(de)作用。焊劑的熔(rong)點應低于焊料(liào)的熔點，但不易(yi)相差過大。
　　（2）助焊(hàn)劑應有良好的(de)熱穩定性，一般(bān)熱穩定溫度不(bú)小于100℃。
　　（3）助焊劑的(de)密度應小于液(yè)态焊料的密度(du)，這樣助焊劑才(cai)能⭐均♊勻地在被(bèi)焊金屬表面鋪(pù)展，呈薄膜狀覆(fù)蓋在焊料和被(bei)焊金屬表面，有(you)效地隔絕空氣(qì)，促進焊料對母(mu)材的潤濕。
　　（4）助焊(hàn)劑的殘留物不(bu)應有腐蝕性且(qiě)容易清洗；不應(yīng)析出有毒‼️、有害(hài)氣體；要有符合(he)電子工業規定(ding)的水溶性電阻(zu)和絕☂️緣電阻；不(bú)㊙️吸潮，不産生黴(méi)菌；化學性🌈能穩(wěn)定，易于貯🔴藏。
　　１．助(zhu)焊劑的種類　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　助(zhu)焊劑的種類繁(fán)多，一般可分爲(wei)無機系列、有機(jī)系列和樹脂系(xì)列。
  （1）無機系列助(zhu)焊劑
　　無機系列(lie)助焊劑的化學(xue)作用強，助焊性(xìng)能非常好，但🔞腐(fu)蝕作用大，屬于(yu)酸性焊劑。因爲(wèi)它溶解于水，故(gu)又稱爲水溶性(xing)助焊劑，它㊙️包括(kuò)無機酸和無機(jī)鹽２類。
　　含有無機(ji)酸的助焊劑的(de)主要成分是鹽(yán)酸、氫氟酸✌️等，含(hán)有🍓無機🔱鹽的助(zhù)焊劑的主要成(chéng)分是氯化鋅、氯(lü)化铵等，它們使(shi)用後⛷️必須立即(jí)進行非常嚴格(ge)的清洗，因爲任(ren)何殘留在被焊(hàn)件上🏃的鹵化物(wu)都會引起嚴重(zhòng)的腐蝕。這種助(zhu)🚩焊劑通常❗隻用(yòng)于非電子産品(pǐn)的焊接，在電子(zǐ)設備的裝聯中(zhōng)嚴禁使🤞用這類(lei)無機系列的助(zhu)焊劑🔆。
　　（2）有機系列(liè)助焊劑（OA）
　　有機系(xi)列助焊劑的助(zhù)焊作用介于無(wú)機系列助焊💋劑(jì)和樹脂系列助(zhu)焊劑之間，它也(ye)屬于酸性、水溶(rong)性焊劑。含有有(you)機酸的水溶性(xing)焊劑以乳酸、檸(ning)檬酸爲基礎，由(you)🍉于它的焊接殘(can)📧留物可以在被(bei)焊物上保留一(yi)段時間而無嚴(yan)重腐蝕，因此可(kě)以用在電子設(she)備的裝聯中，但(dàn)😄一般不用在SMT的(de)焊膏中，因爲它(tā)沒有松🔞香焊劑(jì)的粘稠性（起防(fáng)止貼片♌元器件(jiàn)移動的作用）。
　　（3）樹(shu)脂系列助焊劑(ji)
　　在電子産品的(de)焊接中使用比(bi)例最大的是松(sōng)香樹🌈脂型💞助🌍焊(han)劑。由于它隻能(néng)溶解于有機溶(rong)劑，故又稱爲有(yǒu)機溶劑助🔴焊劑(jì)，其主要成分是(shì)松香。松香在固(gu)态時呈非活性(xing)🈲，隻有液态時才(cai)呈活性，其熔點(diǎn)爲127℃活性可以持(chi)續到315℃。錫焊的最(zuì)佳溫度爲240～250℃，所以(yi)正處于松香的(de)活性溫度範圍(wéi)内，且它的焊接(jie)殘留物不存在(zài)♌腐蝕問題，這些(xiē)特性使松香爲(wei)非腐蝕性焊劑(jì)💋而被廣泛應用(yong)于電子設備的(de)焊接中。
　　爲了不(bú)同的應用需要(yao)，松香助焊劑有(yǒu)液态、糊狀和固(gu)态３種形🌈态。固态(tai)的助焊劑适用(yòng)于烙鐵焊，液态(tai)和☂️糊狀的助焊(hàn)劑分别适用于(yú)波峰焊和再流(liu)焊。
在實際使用(yòng)中發現，松香爲(wei)單體時，化學活(huó)性較弱，對促進(jìn)焊料的潤濕往(wǎng)往不夠充分，因(yīn)此需要添加少(shǎo)量的活性劑，用(yòng)以提高它的活(huó)性。松香系列焊(han)劑🔴根據有✍️無添(tiān)加活性劑和化(hua)學活性的強弱(ruò)，被分爲非活性(xing)化松香、弱活性(xìng)化松香✌️、活性化(hua)松香和超活🔞性(xing)化松香４種💰，美國(guó)MIL标準中分别稱(cheng)爲R、RMA、RA、RSA，而日本JIS标準(zhun)則📱根據助焊劑(jì)的含氯量劃分(fen)爲AA（0.1wt%以下）、A（0.1～0.5wt%）、B（0.5～1.0wt%）3種等級(jí)。
　　①非活性化松香(xiāng)（R）：它是由純松香(xiāng)溶解在合适的(de)溶劑（如異丙醇(chun)、乙醇等）中組成(chéng)，其中沒有活性(xìng)劑，消除氧👄化膜(mó)的能力有限，所(suǒ)💁以要👄求被焊件(jiàn)具有非常好的(de)可焊性。通常應(ying)用在一些使用(yòng)中絕對不允許(xu)有腐㊙️蝕危險存(cun)在的電路中，如(ru)植入心髒的起(qǐ)搏器等。
　　②弱活性(xing)化松香（RMA）：這類助(zhù)焊劑中添加的(de)活性劑有乳酸(suān)、檸🍉檬酸、硬🔞脂酸(suan)等有機酸以及(ji)鹽基性有機化(huà)合⁉️物。添㊙️加這些(xie)弱活性劑後，能(neng)夠促進潤濕的(de)進行，但母材上(shàng)的殘留物仍然(rán)😘不具有腐蝕性(xing)♋，除了具有高可(kě)靠性的航空、航(háng)天産品或細⭐間(jian)距的表面安裝(zhuang)産品需要清洗(xi)外，一般民用消(xiāo)費類産品（如收(shōu)錄機、電視機等(děng)）均不需設立清(qīng)洗工序。在采用(yong)弱活性化松香(xiāng)時，對被焊件的(de)可焊性也有嚴(yán)格的要求。
　　③活性(xing)化松香（RA）及超活(huo)性化松香（RSA）：在活(huó)性化松香助焊(han)劑中，添♍加的強(qiang)活性劑有鹽酸(suan)苯胺、鹽酸聯氨(an)等鹽基性有機(ji)化合物，這種助(zhù)焊劑的活性是(shì)明顯提高了，但(dàn)焊接後殘留物(wù)中氯離子的腐(fu)蝕變成不可忽(hu)視的問題，所以(yǐ)，在電㊙️子産品的(de)裝聯中一般很(hen)少應🌈用。随着活(huó)性劑的改進，已(yǐ)開發了在焊💛接(jie)溫度下能将殘(can)渣分解爲非腐(fǔ)蝕性物質的活(huo)性劑，這些大多(duō)數是有機💰化化(huà)合☎️物的衍生物(wù)。
   〖 免 清 洗 技 術 〗
　　１．免(miǎn)清洗的概念
　　（1）什(shi)麽是免清洗
　　免(mian)清洗是指在電(diàn)子裝聯生産中(zhong)采用低固态含(han)量、無腐蝕性的(de)助焊劑，在惰性(xing)氣體環境下焊(han)接，焊後電路闆(pan)上的殘留物極(ji)微、無腐蝕，且具(ju)有極高的表面(miàn)絕緣電阻（SIR），一般(ban)情況下不需要(yào)清洗既能達到(dào)離子潔淨度的(de)标準（美軍标MIL-P-228809離(li)子污染等級劃(huà)分爲：一級≤1.5ugNaCl/cm2無污(wu)染；二級≤1.5～5.0ugNACl/cm2質量高(gāo)；三級≤5.0～10.0ugNaCl/cm2符合要求(qiu)；四級＞10.0ugNaCl/cm2不幹淨👅），可(ke)直接進入🐉下道(dao)工序的工藝🈲技(jì)術。
　　必須指出的(de)是“免清洗”與“不(bu)清洗”是絕對不(bu)同的２個概念，所(suǒ)謂“不清洗”是指(zhi)在電子裝聯生(sheng)産中采用傳統(tong)的松香助焊劑(ji)（RMA）或有機酸助焊(han)劑，焊接後雖然(ran)闆面留有一定(ding)的殘留物，但不(bú)用清洗也能滿(man)足某些産品的(de)質量要求，如家(jiā)用電子🔱産品、專(zhuan)業聲視設備、低(dī)成本辦公設備(bei)等産品，它們生(sheng)産時🧑🏽‍🤝‍🧑🏻通常是“不(bu)清👨‍❤️‍👨洗”的，但絕對(duì)不是“免清洗”。
　　（2）免(mian)清洗的優越性(xing)
　　①提高經濟效益(yi)：實現免清洗後(hòu)，最直接的就是(shi)不必進行清洗(xǐ)🔴工作，因此可以(yi)大量節約清洗(xǐ)人工、設備、場地(dì)、材料（水、溶劑）和(hé)能源的消耗，同(tong)時由于工藝流(liu)程的縮💯短，節約(yuē)了工時提高了(le)生産效✏️率。
　　②提高(gao)産品質量：由于(yú)免清洗技術的(de)實施，要求嚴格(gé)控♻️制材料的質(zhi)量，如助焊劑的(de)腐蝕性能（不允(yǔn)許含有鹵化物(wu)💞）、元器件和印制(zhì)電路闆的可焊(han)性等；在裝聯過(guo)程中，需要采用(yòng)一些先進的工(gong)藝🛀🏻手段，如噴霧(wù)法塗敷助✍️焊劑(jì)、在惰性氣體保(bao)護下焊接等。實(shi)施免清洗工藝(yì)，可避免清洗應(ying)力對焊接組件(jian)的損傷，因此免(mian)清洗對提高産(chan)品質量是極爲(wèi)有利的。
　　③有利于(yu)環境保護：采用(yong)免清洗技術後(hòu)，可停止使用㊙️ODS物(wù)🔞質，也大🔞幅度地(di)減少了揮發性(xing)有機物（VOC）的使用(yong)，從而對保護臭(chòu)氧層具🔴有積極(ji)作用。
　　２．免清洗材(cai)料的要求
　　（1）免清(qing)洗助焊劑
　　要使(shǐ)焊接後的PCB闆面(miàn)不用清洗就能(néng)達到規定的質(zhi)量水平，助焊劑(jì)的選擇是一個(gè)關鍵，通常對免(miǎn)清洗助焊劑有(you)下列⁉️要求：
　　①低固(gu)态含量：2%以下
　　傳(chuan)統的助焊劑有(you)較高的固态含(han)量（20～40%）、中等的固态(tai)含量（10～15%）和較低的(de)固态含量（5～10%），用這(zhè)些助焊劑焊接(jie)後的PCB闆🍉面留有(yǒu)或多或🔴少的🚶‍♀️殘(can)留物，而免清洗(xǐ)助焊劑的固🐆态(tài)含量要求低于(yú)2%，而且👌不能含⛹🏻‍♀️有(you)松香，因此焊後(hòu)闆面基本無殘(can)留物。
②無腐蝕性(xing)：不含鹵素、表面(miàn)絕緣電阻＞1.0×1011Ω
　　傳統(tǒng)的助焊劑因爲(wei)有較高的固态(tài)含量，焊接後可(ke)将🔞部分有害物(wù)質“包裹起來”，隔(ge)絕與空氣的接(jiē)觸，形成絕緣保(bao)護層。而免清洗(xǐ)助焊劑，由于極(ji)低的固态🈲含量(liàng)不能形成絕緣(yuan)保護層，若有少(shǎo)量✉️的有害成分(fen)殘留在闆🌈面上(shàng)，就會導緻腐蝕(shí)和漏電等嚴重(zhong)不良後果。因此(cǐ)，免清洗助焊劑(jì)😍中不允許含有(yǒu)鹵素成分。
　　對助(zhù)焊劑的腐蝕性(xing)通常采用下列(lie)幾種方法進行(hang)測試：
a．銅鏡腐蝕(shi)測試：測試助焊(hàn)劑（焊膏）的短期(qī)腐蝕性
　　b．鉻酸銀(yín)試紙測試：測試(shi)焊劑中鹵化物(wu)的含量
　　c．表面絕(jue)緣電阻測試：測(ce)試焊後PCB的表面(miàn)絕緣電阻，以确(què)定焊📐劑（焊☂️膏）的(de)長期電學性能(neng)的可靠性
　　d．腐蝕(shí)性測試：測試焊(han)後在PCB表面殘留(liú)物的腐蝕性
　　e．電(dian)遷移測試：測試(shi)焊後PCB表面導體(ti)間距減小的程(cheng)度
　　③可焊性：擴展(zhan)率≥80%
　　可焊性與腐(fu)蝕性是相互矛(máo)盾的一對指标(biāo)，爲了使助焊劑(jì)具有一定的消(xiāo)除氧化物的能(néng)力，并且在預🏃‍♂️熱(re)和焊接的整個(gè)過程中均能保(bǎo)持一定程度的(de)活性，就必須包(bao)含某種酸。在免(mian)清洗助焊劑中(zhong)用得最多的是(shi)非水溶性醋酸(suan)系列，配方中可(ke)能還有胺、氨和(hé)合成樹脂，不同(tong)的配方會影響(xiang)其活性和可靠(kào)性🏃。不同的企業(ye)有不同的要求(qiu)和内部控制指(zhǐ)标，但必須符合(hé)焊接質量高和(hé)無腐蝕性的使(shǐ)用要求。
　　助焊劑(ji)的活性通常是(shì)用pH值來衡量的(de)，免清洗助焊劑(ji)的pH值應🌈控制在(zai)産品規定的技(ji)術條件範圍内(nèi)（各生産廠家💛的(de)pH值略有✔️不同）。
　　④符(fu)合環保要求：無(wu)毒，無強烈刺激(ji)性氣味，基本不(bu)污🔞染🌈環境，操作(zuo)安全。
　　（2）免清洗印(yin)制電路闆和元(yuan)器件
　　在實施免(mian)清洗焊接工藝(yì)中，制電路闆及(ji)元器件的可焊(han)性和清潔度是(shì)需要重點控制(zhì)的方面。爲确保(bao)可焊性，在要求(qiú)🍉供應商保證可(ke)焊性的前提下(xià)，生産🎯廠應将其(qí)存放在恒溫幹(gàn)燥的環境中，并(bìng)嚴格控制在有(yǒu)效的儲存時間(jian)⁉️内使用。爲确保(bao)清潔✔️度，生産過(guo)💃🏻程中要嚴格地(di)控制環境和操(cāo)作規範🔴，避免人(rén)爲的污染，如手(shǒu)迹、汗迹、油脂、灰(huī)塵等。
３．免清洗焊(hàn)接工藝
　　在采用(yòng)免清洗助焊劑(jì)後，雖然焊接工(gōng)藝過程不變，但(dan)實施的方法和(hé)有關的工藝參(can)數必須适應免(mian)清洗技術的特(te)定要求，主要内(nèi)容如下：
　　（1）助焊劑(jì)的塗敷
　　爲了獲(huò)得良好的免清(qing)洗效果，助焊劑(jì)塗敷過程必須(xu)嚴格控制２個參(cān)數，即助焊劑的(de)固态含量和塗(tu)敷量。
　　通常，助焊(hàn)劑的塗敷方式(shì)有發泡法、波峰(fēng)法和噴霧法３種(zhǒng)。在免🤟清洗工藝(yì)中，不宜采用發(fā)泡法和波峰法(fǎ)，其原因是多方(fang)面的，第一，發泡(pào)法和波峰法的(de)助焊劑是放置(zhi)在敞🙇‍♀️開的容🏃器(qi)内，由于免清洗(xǐ)助焊劑的溶劑(ji)含量很高，特别(bié)容易揮發，從而(ér)導緻固态含量(liàng)的升高，因此，在(zai)生産過程中用(yòng)比重法來控制(zhì)助焊📱劑的成分(fèn)保持不變是有(yǒu)困難的，且溶劑(ji)的大量揮發也(ye)造成了污染和(hé)浪費；第二，由于(yu)免清洗助焊劑(ji)的✂️固體含量極(ji)低，不利于發泡(pao)；第三，塗🤞敷時不(bu)能控制助焊劑(jì)的塗敷量，塗敷(fu)也不📐均勻，往往(wang)有過🍓量的助焊(hàn)劑殘留在闆的(de)邊緣。因此，采用(yòng)這２種方式不能(neng)得到理想的免(miǎn)清洗效果。
　　噴霧(wù)法是最新的一(yi)種焊劑塗敷方(fāng)式，最适用于免(mian)清洗助✌️焊劑的(de)塗敷。因爲助焊(han)劑被放置在一(yī)個密封的加壓(yā)容器内，通過噴(pen)口噴射出霧狀(zhuàng)助焊劑塗🈲敷在(zai)PCB的表面，噴射器(qì)的噴射量🔞、霧化(hua)程🚶‍♀️度和噴射寬(kuān)🔞度均可調節，所(suo)以能夠精确地(di)控制塗敷的焊(han)劑量。由于塗敷(fu)的焊劑是霧狀(zhuàng)薄層，因此闆面(mian)的焊劑非💔常均(jun)勻，可确保焊接(jie)後的闆面🎯符合(hé)免清洗要🛀求。同(tong)時，由于助焊劑(jì)完全密封在容(róng)器内，不必考慮(lü)溶劑的揮發和(hé)吸收大氣🔞中的(de)水分，這樣可🎯保(bao)持焊劑比重（或(huò)有效成分）不變(bian)，一次加入至用(yong)完之前無需更(gèng)換，較發泡法和(hé)波峰法可減少(shǎo)焊劑的稀釋劑(ji)用量📧60%以上。因此(ci)，噴霧塗敷方式(shì)🍉是免清洗工藝(yi)中首選的一種(zhǒng)塗敷工藝。
在采(cǎi)用噴霧塗敷工(gong)藝時必須注意(yi)一點，由于助焊(han)劑中含有較多(duō)的易燃性溶劑(jì)，噴霧時散發的(de)溶劑蒸氣🈲存在(zai)一定的爆燃危(wēi)險性，因此設備(bei)需要具有良好(hao)的排風設施和(hé)必要的滅火器(qì)具。
（2）預熱
　　塗敷助(zhù)焊劑後，焊接件(jiàn)進入預熱工序(xu)，通過預熱揮發(fa)掉助焊劑中的(de)溶劑部分，增強(qiang)助焊劑的活性(xìng)。在采用免清洗(xǐ)助焊劑🤩後，預熱(rè)溫度應控制在(zài)什麽範圍最爲(wei)适當呢🍉？
　　實踐證(zheng)明，采用免清洗(xǐ)助焊劑後，若仍(reng)按傳統的預熱(rè)溫度（90±10℃）來控⭐制，則(ze)有可能産生不(bu)良的後果。其主(zhu)要原因是：免清(qing)洗助焊劑是一(yī)種低固态含量(liàng)、無鹵素的助焊(han)劑，其活性一般(bān)較弱，而且它的(de)活性劑在低溫(wēn)下幾乎不能起(qǐ)到💰消除金屬氧(yang)化物的作用，随(sui)着預熱溫度的(de)升高，助焊劑逐(zhu)漸開始激活，當(dang)溫度達⛹🏻‍♀️到100℃時活(huo)性物質才被釋(shi)放出來與金屬(shǔ)氧化物迅速反(fan)映。另外，免清洗(xǐ)助焊劑的溶劑(ji)含量相當高（約(yuē)97%），若♈預熱溫度不(bú)足，溶劑就不能(néng)充分揮發，當焊(han)件進入錫槽後(hòu)，由于溶劑的急(jí)劇揮發，會使得(de)熔融焊料飛濺(jiàn)而形成焊料球(qiú)或焊接點實際(ji)溫度下降而産(chǎn)生不良焊點。因(yīn)此，免清洗工藝(yì)❄️中控制好預熱(rè)溫度是又一重(zhong)要的環節，通常(chang)要求控制在傳(chuán)統要求的上限(xiàn)（100℃）或更高（按供應(yīng)商指導溫度曲(qu)💯線）且應有足夠(gòu)的預熱時間供(gòng)溶劑充分揮發(fā)。
　　（3）焊接
　　由于嚴格(ge)限制了助焊劑(jì)的固态含量和(hé)腐蝕性，其助焊(hàn)⛱️性能必然受到(dào)限制。要獲得良(liáng)好的焊接質量(liang)，還必🙇‍♀️須對焊接(jie)設備🌈提出新的(de)要求——具有惰性(xing)氣體保護功能(néng)。除了采取上述(shu)措施外，免清洗(xi)工藝還要求更(gèng)嚴格💃🏻地控制焊(han)接過程的各項(xiang)工藝參數，主要(yào)⭕包括焊接溫度(dù)、焊接時間、PCB壓錫(xī)深度和PCB傳送角(jiao)度等🛀🏻。應根據使(shi)用不同類型的(de)免清洗助焊劑(ji)，調整好波峰焊(han)設備的各項工(gong)藝參數，才能獲(huo)🌏得滿意的免清(qīng)洗焊接效果。

       文(wén)章整理：昊瑞電(dian)子 /