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(zhong)不可缺少的輔(fǔ)助材料，其作用(yòng)極爲重要。
　　１．助焊(han)劑的作用
　　（1）溶解(jie)被焊母材表面(mian)的氧化膜
　　在大(dà)氣中，被焊母材(cái)表面總是被氧(yǎng)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(mo)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(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(cóng)而達到消除氧(yang)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(shi)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(zhǐ)它們氧化。
　　（3）降低(dī)熔融焊料的表(biǎo)面張力
　　熔融焊(hàn)料表面具有一(yī)定的張力，就像(xiang)雨水落在荷葉(yè)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(xiàng)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(shi)，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(xing)溫度範圍。在焊(han)料熔化前🤩開始(shi)起作用，在施焊(hàn)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(róng)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(yè)态焊料的密度(dù)，這樣助焊劑🥰才(cái)能💘均勻地在被(bei)焊金屬表面鋪(pù)展，呈薄膜狀覆(fu)蓋在⭕焊料和被(bei)焊金屬表面，有(you)效地隔絕空氣(qi)，促進焊料對母(mǔ)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(ying)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(bú)✂️吸潮，不産生黴(mei)菌；化學性能穩(wěn)定，易于貯藏。
　　１．助(zhu)焊劑的種類　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　助(zhù)焊劑的種類繁(fan)多，一般可分爲(wei)無機系列、有機(ji)系列和樹脂系(xì)🈚列。
  （1）無機系列助(zhu)焊劑
　　無機系列(liè)助焊劑的化學(xué)作用強，助焊性(xìng)能非常好，但腐(fǔ)蝕作用大，屬于(yu)酸性焊劑。因爲(wei)它溶解于水，故(gu)又稱爲水溶性(xìng)助焊劑，它包括(kuo)無機酸和無機(ji)鹽２類。
　　含有無機(jī)酸的助焊劑的(de)主要成分是鹽(yan)酸、氫氟酸等😄，含(hán)有無機鹽的助(zhu)焊劑的主要成(cheng)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(gé)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(pin)的焊接，在電子(zǐ)設備的裝聯中(zhong)嚴禁使用這類(lèi)無機⛱️系列的助(zhu)焊劑。
　　（2）有機系列(lie)助焊劑（OA）
　　有機系(xi)列助焊劑的助(zhu)焊作用介于無(wu)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(rong)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(bei)⁉️焊物上保留一(yī)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(ta)沒有松香焊劑(jì)的粘稠性（起防(fang)止貼片元器件(jiàn)移動的作用）。
　　（3）樹(shù)脂系列助焊劑(jì)
　　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(néng)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(shi)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(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(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(wèi)非腐蝕性焊劑(ji)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(you)液态、糊狀和固(gu)🔴态３種形态。固态(tài)的助焊劑适用(yong)于烙鐵焊，液态(tài)和糊狀的助焊(han)劑分别适用于(yú)波峰焊和再流(liú)焊。
在實際使用(yong)中發現，松香爲(wèi)單體時，化學活(huó)性較弱，對促🏃🏻‍♂️進(jin)焊🏃🏻‍♂️料的潤濕往(wang)往不夠充分，因(yin)此需要添加少(shǎo)量👈的活性劑，用(yong)以提高它的活(huo)性。松香系列焊(han)劑根據有無添(tiān)加活性劑和化(huà)學活性的㊙️強弱(ruo)，被分爲非活性(xing)化松香、弱活性(xìng)化松香、活性化(huà)松香和超活性(xing)化松香４種🐕，美國(guó)MIL标準中分别稱(chēng)爲R、RMA、RA、RSA，而日本JIS标準(zhǔn)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(ji)。
　　①非活性化松香(xiāng)（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(xing)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(ying)用在一些使用(yòng)中絕對不允許(xu)有腐蝕危險存(cún)在的電路中，如(ru)植入心髒的起(qǐ)搏器等。
　　②弱活性(xìng)化松香（RMA）：這類助(zhu)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(hua)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(shang)的殘留物仍然(rán)不具有腐蝕性(xìng)🌏，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(qing)洗工序。在采用(yòng)弱活性化松香(xiāng)時，對被焊件的(de)可焊性也有嚴(yan)格的要求。
　　③活性(xìng)化松香（RA）及超活(huo)性化松香（RSA）：在活(huó)性化松香助焊(hàn)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(jī)化合物，這種助(zhu)焊劑的活性是(shì)明顯提高了，但(dan)焊💁接後殘留物(wù)中🔞氯離子🔞的腐(fǔ)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(yi)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(huó)性劑，這些大多(duō)數是有機化化(huà)合物的衍生物(wu)。
   〖 免 清 洗 技 術 〗
　　１．免(mian)清洗的概念
　　（1）什(shí)麽是免清洗
　　免(mian)清洗是指在電(diàn)子裝聯生産中(zhōng)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(hàn)接，焊後🤩電路闆(pǎn)上的殘留物極(jí)微、無腐蝕，且具(jù)有極高的表面(mian)絕緣電阻（SIR），一般(ban)情況下不需要(yào)清洗既能達到(dao)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(wū)染；二級≤1.5～5.0ugNACl/cm2質量高(gao)；三級≤5.0～10.0ugNaCl/cm2符合要求(qiú)；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(suo)謂“不👨‍❤️‍👨清洗”是指(zhǐ)在電子裝聯生(sheng)産中采用傳統(tong)的松香助焊劑(jì)（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(mǎn)足某些産品的(de)質量要求，如家(jia)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(miǎn)清洗的優越性(xìng)
　　①提高經濟效益(yì)：實現免清洗後(hòu)，最直接的就是(shi)不必🔴進☎️行清洗(xi)工作，因此可以(yi)大量節約清洗(xǐ)人工、設備、場地(di)、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(yú)免清洗技術的(de)實施，要求嚴格(ge)控制🥵材👈料的質(zhì)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(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(bǎo)護下焊接等。實(shi)施免清洗工藝(yi)，可避免清洗應(ying)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(yú)環境保護：采用(yòng)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(chou)氧層具有積極(ji)作用。
　　２．免清洗材(cái)料的要求
　　（1）免清(qing)洗助焊劑
　　要使(shi)焊接後的PCB闆面(mian)不用清洗就能(néng)達到規定的質(zhì)量水平，助焊㊙️劑(jì)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(gù)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(tài)含🏒量（10～15%）和較低的(de)📱固态含量（5～10%），用這(zhè)些助焊劑焊接(jiē)後的PCB闆面留有(you)或多或少的殘(cán)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(cán)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(tai)含量，焊接後可(ke)将部分有害物(wu)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(yuán)保🐇護層，若有少(shao)量的有害成分(fen)殘留在闆面上(shang)，就會導緻腐蝕(shi)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(you)鹵素成分。
　　對助(zhu)焊劑的腐蝕性(xìng)通常采用下列(liè)幾種方法進行(háng)❌測試：
a．銅鏡腐蝕(shí)測試：測試助焊(hàn)劑（焊膏）的短期(qi)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(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(néng)的可靠性
　　d．腐蝕(shí)性測試：測試焊(hàn)後在PCB表面殘留(liu)物的腐蝕性
　　e．電(dian)遷移測試：測試(shì)焊後PCB表面導體(tǐ)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(mao)盾的一對指标(biao)，爲了使助焊劑(jì)具有🏃🏻一定的消(xiāo)除氧化物的能(neng)力，并且在預熱(re)和焊接🌂的整個(ge)過程中均能保(bao)持一定程度的(de)活性，就必須包(bāo)含某種酸。在免(mian)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(ke)能還有胺、氨和(he)合成樹脂，不同(tóng)的配方會影響(xiǎng)其活性和可靠(kào)性。不同的企業(yè)有🐪不同的要求(qiú)和内部控制指(zhi)标，但必🌂須符合(hé)焊接質量📞高和(hé)無腐蝕性的㊙️使(shi)用要求。
　　助焊劑(jì)的活性通常是(shì)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(jì)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(jī)性氣味，基本不(bú)污染環境，操作(zuò)安全。
　　（2）免清洗印(yin)制電路闆和元(yuan)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(shì)需要重點控制(zhì)的方面。爲确保(bao)可焊性，在🔞要求(qiu)供應商保證可(ke)焊性的前提下(xià)，生産廠應将其(qi)存放在恒溫幹(gan)燥的✊環境中，并(bìng)嚴格控制在有(you)效的儲存時間(jiān)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(rén)爲的污染，如手(shou)迹、汗迹、油脂、灰(huī)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(dan)實施的方💃法和(he)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(nei)容如下：
　　（1）助焊劑(ji)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(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(han)劑的塗敷方式(shi)有發泡法、波峰(feng)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(fa)，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(xi)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(liang)🏃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(fen)保持不變是有(you)困難的，且溶劑(jì)的大量揮發也(ye)造成了污染和(he)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(fū)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(yong)這２種方式不能(néng)❄️得到理想的免(mian)清洗效果。
　　噴霧(wu)法是最新的一(yi)種焊劑塗敷方(fāng)式，最适用于免(miǎn)☁️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(pēn)口噴射出霧狀(zhuàng)助焊劑塗敷在(zài)PCB的表面，噴射器(qi)的噴射量、霧化(huà)程度和噴射寬(kuān)度均可調節，所(suǒ)以能夠精确地(di)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(miàn)的焊劑非🈲常均(jun1)勻，可确保焊接(jie)後的闆面符合(he)免清洗要求。同(tóng)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(bǎo)持焊劑比重（或(huo)有效成分）不變(biàn)，一💃🏻次加入至用(yòng)完之前無♌需更(geng)換，較發泡法和(hé)波峰法可減少(shǎo)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(zhǒng)塗敷工藝。
在采(cǎi)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(duō)的易燃性溶劑(ji)，噴霧時散發的(de)溶劑蒸氣存在(zài)一定的爆燃危(wei)險性，因此設備(bèi)需要具有良好(hao)的排風設施和(he)必要的滅火器(qi)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(qiáng)助焊劑的活性(xìng)。在采用免清洗(xi)助焊劑🔆後，預熱(re)溫度應控制在(zai)什麽範圍最爲(wèi)🚩适當呢？
　　實踐證(zheng)明，采用免清洗(xi)助焊劑後，若仍(reng)按傳統的預熱(re)溫度（90±10℃）來🌈控制，則(ze)有可能産生不(bú)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(liang)、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(wen)下幾乎不能起(qi)到消除金屬氧(yǎng)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(huó)性物質才被釋(shi)放出來與金屬(shǔ)氧化物迅速反(fǎn)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(bu)足，溶劑✌️就不能(neng)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(qiu)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(yi)中控制好預熱(rè)溫度是💃🏻又一重(zhong)要的環節，通常(cháng)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(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(gé)限制了助焊劑(jì)的固态含量和(hé)腐蝕性，其助焊(han)性能必然受到(dao)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(neng)。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(hàn)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(shǐ)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(wén)章整理：昊瑞電(dian)子 /