什麽是(shì)助焊劑？

    助焊劑是一(yī)種促進焊接的(de)化學物質。在錫(xī)焊中，它是一🈲種(zhǒng)不✨可🔞缺少的輔(fu)助材料，其作用(yong)極爲重要。
　　１．助焊(han)劑的作用
　　（1）溶解(jiě)被焊母材表面(mian)的氧化膜
　　在大(da)氣中，被焊母材(cai)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(zai)焊接時，氧化膜(mo)必然會阻止焊(hàn)料對母材的潤(rùn)濕，焊接就不能(neng)正常進行，因此(cǐ)必須在母材表(biǎo)面塗敷助焊劑(ji)，使母材表面的(de)氧化物還原，從(cong)而達到消除氧(yǎng)化膜的目的。
　　（2）防(fáng)止被焊母材的(de)再氧化
　　母材在(zai)焊接過程中需(xū)要加熱，高溫時(shí)金屬表面會加(jiā)速氧化，因此液(ye)态助焊劑覆蓋(gai)在母材和焊料(liào)的😍表面可防止(zhi)它們氧化。
　　（3）降低(di)熔融焊料的表(biǎo)面張力
　　熔融焊(hàn)料表面具有一(yi)定的張力，就像(xiàng)雨水落在荷葉(ye)上，由于💚液體的(de)表面張力會立(lì)即聚結成圓珠(zhū)狀🙇‍♀️的水滴。熔💰融(rong)焊料的表面張(zhang)力會阻止其向(xiàng)母材表面漫流(liú)🈚，影響潤濕的正(zhèng)常進行🔴。當助焊(han)劑覆蓋在熔🔆融(rong)焊料的表面時(shí)，可降低液态焊(han)料的表面張力(li)，使潤濕性能明(ming)顯得到提高‼️。
　　２．助(zhù)焊劑應具備的(de)性能
　　（1）助焊劑應(ying)有适當的活性(xing)溫度範圍。在焊(han)料熔化前開始(shǐ)起作用，在施焊(hàn)過程中較好地(dì)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(liao)的熔點，但不易(yì)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(ye)态焊料的密度(dù)，這樣助焊劑才(cái)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(bèi)🚶焊金屬表面，有(yǒu)效地隔絕空氣(qi)，促進焊料對母(mǔ)材的潤濕。
　　（4）助焊(han)劑的殘留物不(bú)應有腐蝕性且(qie)容易清洗；不應(yīng)析♌出有毒、有害(hài)氣體；要有符合(hé)電子工業規定(ding)的水溶性電阻(zu)和絕緣電阻；不(bu)🥰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(fan)多，一般可分爲(wèi)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(xué)作用強，助焊性(xing)能非常好，但腐(fǔ)蝕作用大，屬于(yú)酸性焊劑。因爲(wei)它溶解于水，故(gù)🌂又稱爲水溶性(xìng)助焊🌈劑，它包括(kuò)無機酸和無機(jī)鹽２類。
　　含有無機(jī)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(cheng)分是氯化鋅、氯(lü)化铵等，它😍們使(shǐ)用後必須立即(ji)進行非常嚴格(gé)的清洗，因爲任(ren)何殘留在被✔️焊(hàn)件上🔱的鹵化物(wù)都會引起嚴重(zhòng)的腐🐪蝕。這種助(zhù)焊劑通常👄隻用(yong)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(zhù)焊⭐劑。
　　（2）有機系列(liè)助焊劑（OA）
　　有機系(xi)列助焊劑的助(zhu)焊作用介于無(wú)機系列助焊劑(ji)和🧑🏽‍🤝‍🧑🏻樹脂系列助(zhu)焊劑之間，它也(ye)屬于酸性、水溶(róng)性⛹🏻‍♀️焊劑。含有🔞有(you)機酸的水溶♋性(xing)焊劑以乳酸、檸(níng)檬酸爲基礎，由(you)于它的焊接殘(cán)留物可💔以在被(bèi)焊物上保留一(yī)段時間而無嚴(yán)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(ta)沒有松香焊劑(ji)的粘稠性（起防(fang)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(bǐ)例最大的是松(song)香樹脂型助焊(hàn)劑。由于它隻能(neng)溶解于有機溶(rong)劑，故又稱💋爲有(you)😘機溶🏃劑助焊劑(jì)🤟，其主要成分是(shì)松香。松香在固(gù)态時呈非活性(xìng)，隻有液态時才(cái)呈活性，其熔點(dian)爲127℃活性可以持(chi)續到315℃。錫焊的最(zuì)佳溫度爲240～250℃，所以(yǐ)正處于松香的(de)活性溫度範圍(wei)内，且它的焊接(jiē)殘留物不存在(zài)腐蝕問題，這些(xie)特性使松香爲(wei)非腐蝕性焊劑(jì)🌈而被廣泛應用(yòng)于電子🔅設備的(de)焊接中。
　　爲了不(bu)同的應用需要(yào)，松香助焊劑有(you)液态、糊狀和固(gù)态３種形态。固态(tài)的助焊劑适用(yòng)于烙鐵焊，液态(tài)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(jin)焊料的潤濕往(wǎng)往不夠充分，因(yin)此需要添加少(shao)量的活性劑，用(yong)以提高它的活(huo)性。松香系列焊(hàn)劑根據有無添(tian)加活性劑和化(hua)學活性的強弱(ruo)，被分爲非活性(xìng)化松香、弱活性(xing)化松香、活性化(huà)松✍️香和超活性(xìng)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(ji)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(xiang)（R）：它是由純松香(xiang)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(mo)的能力有限，所(suo)🈲以要求被焊件(jiàn)具有非常好的(de)可焊性。通常應(yīng)用在一些使用(yòng)中絕對不允許(xǔ)有腐蝕危險存(cún)🏃🏻‍♂️在的電路中，如(rú)植入心髒的起(qi)👌搏器等。
　　②弱活性(xìng)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(suān)等有機酸以及(jí)鹽基性有機化(huà)合👈物。添加這些(xiē)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(xìng)，除了具有高可(ke)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(xiao)費類産品（如收(shou)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(xiang)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(suān)苯胺、鹽酸聯氨(ān)等鹽基性有機(jī)化合物，這種助(zhu)焊劑的活性是(shi)明顯提高了，但(dan)焊接後殘留物(wu)中氯離子的腐(fǔ)蝕變成不可忽(hu)視的問題，所以(yi)，在電子産品的(de)裝聯中一㊙️般很(hen)少應🏃‍♀️用。随着活(huo)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(fu)蝕性物質的活(huo)性劑，這些大多(duo)數是有機化化(huà)合物的衍生物(wu)。
   〖 免 清 洗 技 術 〗
　　１．免(miǎn)清洗的概念
　　（1）什(shí)麽是免清洗
　　免(mian)清洗是指在電(dian)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(xìng)氣體環境下焊(han)接，焊後電路闆(pǎn)上🥰的殘留物極(jí)微、無腐蝕，且具(ju)有極高的表面(mian)絕緣🙇🏻電阻（SIR），一✨般(bān)情況下不需要(yao)清洗既能達到(dao)離子潔淨度🈲的(de)标準（美軍标MIL-P-228809離(lí)子㊙️污染等級劃(hua)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(kě)直接進入下道(dào)工序的工藝技(ji)術。
　　必須指出的(de)是“免清洗”與“不(bú)清洗”是絕對不(bú)同的２個概念，所(suǒ)謂“不清洗”是指(zhǐ)在電子裝聯生(shēng)産中采用傳統(tong)的松香助焊劑(ji)（RMA）或有機酸助焊(hàn)劑，焊接後雖然(rán)闆面留有一定(dìng)的殘留物，但不(bu)用㊙️清洗也能滿(mǎn)足某些産品的(de)質量要求，如♻️家(jia)用電子産品、專(zhuān)業聲視設備❗、低(dī)成本辦公🐕設備(bei)等産品，它們生(shēng)産時🎯通常是“不(bu)清洗”的，但絕對(duì)不是“免清洗”。
　　（2）免(miǎn)清洗的優越性(xing)
　　①提高經濟效益(yi)：實現免清洗後(hou)，最直接的就是(shi)不必✉️進行清洗(xǐ)工作，因此可以(yǐ)大量節約清洗(xǐ)人工、設備📧、場地(dì)🧑🏽‍🤝‍🧑🏻、材料（水、溶🐇劑）和(he)能源🌍的消耗，同(tong)時由于工藝流(liu)程的縮短，節約(yue)了工時提高了(le)生産效率。
　　②提高(gāo)産品質量：由于(yu)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(wù)）、元器件和👈印制(zhi)電路闆的可焊(hàn)性等；在裝聯過(guò)程中，需要采用(yong)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(yi)，可避免清洗應(yīng)力對焊接組件(jian)的損傷，因此免(miǎn)清洗對提高産(chan)品質量是🐆極爲(wei)有利的。
　　③有利于(yu)環境保護：采用(yòng)免清洗技術後(hòu)，可停止使用🌈ODS物(wu)質，也大幅度地(di)減少了揮發性(xìng)有機物（VOC）的使用(yong)，從🚶而對保護臭(chou)氧層具有積極(jí)作用。
　　２．免清洗材(cái)料的要求
　　（1）免清(qīng)洗助焊劑
　　要使(shǐ)焊接後的PCB闆面(mian)不用清洗就能(néng)達到規定的質(zhi)量水平🍓，助焊劑(ji)的選擇是一個(gè)關鍵，通常對免(mian)清洗助焊劑有(yǒu)下列☁️要求：
　　①低固(gu)态含量：2%以下
　　傳(chuan)統的助焊劑有(yǒu)較高的固态含(han)量（20～40%）、中等的固态(tài)含量（10～15%）和🚶‍♀️較低的(de)固态含量（5～10%），用這(zhe)些助焊劑焊接(jie)後的PCB闆面留有(you)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(yu)2%，而且💘不能含有(yǒu)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(mian)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(kě)将部分有害物(wu)質“包裹起來”，隔(gé)絕與空氣的接(jiē)觸，形成絕緣保(bǎo)護層。而免👨‍❤️‍👨清洗(xi)👅助焊劑，由于極(jí)低的固态含量(liàng)不能形成絕緣(yuán)保護層，若有少(shao)量的有害成分(fèn)🔱殘留在闆面上(shàng)，就會導緻腐蝕(shi)和漏電等💋嚴重(zhòng)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(zhu)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(han)劑（焊膏）的短期(qī)腐蝕性
　　b．鉻酸銀(yín)試紙測試：測試(shì)焊劑中鹵化物(wu)的含量
　　c．表面絕(jué)緣電阻測試：測(cè)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(shi)性測試：測試焊(hàn)後在PCB表面殘留(liú)物的腐蝕性
　　e．電(diàn)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(zhǎn)率≥80%
　　可焊性與腐(fu)蝕性是相互矛(mao)盾的一對指标(biao)，爲了使助🙇‍♀️焊🐕劑(ji)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(ge)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(miǎn)清洗助焊劑中(zhōng)用得最🎯多的是(shi)非水溶性醋酸(suan)系列，配方中可(kě)能還有胺、氨🔴和(he)合成樹脂，不同(tong)的配方會影響(xiang)其活性和可靠(kao)性。不同的企業(yè)有不同的要求(qiú)和内部控制指(zhǐ)标，但必🏒須符合(he)焊接質量高和(he)無腐蝕性的使(shi)用要求。
　　助焊劑(ji)的活性通常是(shi)用pH值來衡量的(de)，免清洗助焊劑(jì)💛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(fú)合環保要求：無(wu)毒，無強烈刺激(jī)性氣味，基本不(bú)污染環境，操🈲作(zuò)安全。
　　（2）免清洗印(yìn)制電路闆和元(yuán)器件
　　在實施免(miǎn)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(shi)需要重點控制(zhi)的方面。爲确保(bǎo)可焊性，在要求(qiu)供應商保證可(ke)焊性的前提下(xia)，生産廠應将其(qí)存放在恒溫💯幹(gàn)燥的環境中，并(bing)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(guò)程中要嚴格地(dì)控制環境和操(cāo)作規範，避免人(ren)爲的💃🏻污染，如手(shou)迹、汗🚶迹、油脂、灰(hui)塵等。
３．免清洗焊(han)接工藝
　　在采用(yong)免清洗助焊劑(ji)後，雖然焊接工(gōng)藝過程不變㊙️，但(dàn)實施的方法和(hé)有關的工藝參(cān)數必須适應免(miǎn)清洗技術的特(tè)定要求，主要内(nei)容如下：
　　（1）助焊劑(jì)的塗敷
　　爲了獲(huo)得良好的免清(qing)洗效果，助焊劑(ji)塗敷過程必須(xū)📧嚴🧑🏽‍🤝‍🧑🏻格控制２個參(can)數，即助焊劑的(de)固态含量和塗(tu)敷量。
　　通常，助焊(han)劑的塗敷方式(shi)有發泡法、波峰(fēng)法和噴霧法３種(zhong)。在免清洗工藝(yi)中，不宜采用發(fa)泡法和波峰法(fǎ)，其原因是🆚多方(fāng)面的，第一🌏，發泡(pào)法和波峰法的(de)助焊劑是放🚶置(zhì)在敞☎️開的容器(qi)内，由于免清洗(xǐ)助焊劑的溶劑(jì)含量很高，特别(bié)容易揮發，從而(er)導緻固态含量(liang)的升高，因此，在(zài)生産過程🆚中用(yong)比重法來控制(zhì)助焊💔劑的成分(fen)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(jì)🎯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(ji)♍的塗敷量，塗🙇‍♀️敷(fu)也不均勻，往往(wǎng)有過量的助焊(han)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(wu)法是最新的一(yī)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(yi)個密封的加壓(yā)容器内，通過噴(pen)口噴射出霧狀(zhuang)助焊劑塗敷在(zai)PCB的表面，噴射器(qì)的噴射量、霧化(huà)程度和噴射寬(kuān)🧑🏽‍🤝‍🧑🏻度均可調節，所(suo)以能夠精确地(dì)✨控制塗敷的焊(hàn)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(he)免清洗要🚩求。同(tong)時，由于助🈲焊劑(ji)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(biàn)，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(shao)焊劑的稀釋劑(jì)用量60%以上。因此(cǐ)，噴🎯霧塗敷方式(shi)💋是免清洗工藝(yi)中首選的‼️一種(zhong)塗敷工藝。
在采(cai)用噴霧塗敷工(gong)藝時必須注意(yì)一點，由于助焊(hàn)劑中含有較多(duo)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(hǎo)的排風設施和(hé)必要的滅💋火器(qi)具。
（2）預熱
　　塗敷助(zhù)焊劑後，焊接件(jian)進入預熱工序(xu)，通過預熱揮發(fā)掉助焊劑中的(de)溶劑部分，增強(qiáng)助焊劑的活性(xing)。在采用免清洗(xǐ)助焊劑後，預熱(re)溫度應控制在(zai)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(réng)按傳統的預🐅熱(rè)溫度（90±10℃）來控制，則(zé)有可能産生不(bu)良的後果。其主(zhu)要原因是：免清(qīng)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(ban)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(zhú)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(shu)氧化物迅速💰反(fǎn)映。另外😄，免清洗(xi)助焊劑的溶劑(jì)含量相當高（約(yue)97%），若預熱溫度不(bu)足，溶劑🔞就不能(neng)充分揮發，當焊(hàn)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(yin)此，免清洗工藝(yì)中控制好預熱(re)溫度是👌又一重(zhong)要的環節，通常(cháng)要求控制在傳(chuan)統要求的上🌐限(xiàn)（100℃）或更高（按供應(yīng)商指導溫度曲(qǔ)線）且應有足夠(gòu)的預熱時間供(gong)溶☁️劑充分揮發(fa)。
　　（3）焊接
　　由于嚴格(ge)限制了助焊劑(ji)的固态含量和(he)腐蝕性，其助焊(han)性✍️能必然受到(dào)限制。要獲得良(liang)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(neng)。除了采取上述(shu)措施❓外，免清洗(xǐ)工藝還要🐅求更(geng)嚴格地控制焊(han)接過程的各項(xiàng)工藝參數，主要(yao)✔️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(huò)得滿意的免清(qīng)☀️洗焊接效果。

       文(wen)章整理：昊瑞電(diàn)子 /