什麽是(shi)助焊劑？

    助焊劑是一(yī)種促進焊接的(de)化學物質。在錫(xi)焊中，它是一種(zhǒng)不可💰缺少的輔(fǔ)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(dà)氣中，被焊母材(cai)表面總是被氧(yang)化膜覆蓋着，其(qí)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(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(biao)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(fang)止被焊母材的(de)再氧化
　　母材在(zài)焊接過程中需(xu)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(gài)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(biao)面張力
　　熔融焊(hàn)料表面具有一(yī)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(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(liu)，影響潤濕的正(zhèng)常進行。當助焊(hàn)🔅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(li)，使潤濕性能明(míng)顯得到提高。
　　２．助(zhu)焊劑應具備的(de)性能
　　（1）助焊劑應(ying)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(dì)發揮清除氧化(hua)💘膜、降低液态焊(han)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(yì)相差過大。
　　（2）助焊(hàn)劑應有良好的(de)熱穩定性，一般(ban)熱穩定溫度不(bu)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(cai)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(yǒu)效地隔絕空氣(qi)，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(qie)容易清洗；不應(yīng)析出有毒、有害(hai)氣體；要有符合(hé)電子工業規定(ding)的水溶性電阻(zǔ)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(zhù)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(xi)列。
  （1）無機系列助(zhù)焊劑
　　無機系列(liè)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(xing)助焊劑，它包括(kuo)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(lǜ)化铵💚等，它們使(shǐ)用後必須⭕立即(jí)進行非常嚴格(ge)的清洗，因爲任(rèn)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(yong)于非電子産品(pǐn)🤟的焊接，在電子(zi)設備的裝聯中(zhong)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(zhu)焊作用介于無(wu)機系列助焊劑(ji)和💋樹脂🛀系列助(zhù)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(can)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(dan)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(fáng)止貼片元器件(jian)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(sōng)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(chí)🙇🏻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(zai)🚩腐蝕問題，這些(xiē)💔特性使松香爲(wèi)👅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(bu)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(tai)的助焊劑适用(yòng)于烙鐵焊，液态(tai)和糊狀的助💯焊(han)劑分别适用于(yu)波峰焊和再流(liú)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(wang)往不夠充分，因(yin)此需要添加少(shao)量的活性劑，用(yòng)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(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(chēng)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(fèn)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(chún)👉、乙醇等）中組成(cheng)，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(yīng)用在一些使用(yong)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(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(suān)等有機酸以及(jí)鹽基性有機化(hua)合物。添👅加這些(xie)弱🤞活性劑後☎️，能(néng)夠促進潤濕的(de)進行，但母材上(shàng)的殘留物仍然(ran)不具有腐蝕性(xìng)，除了具有高可(kě)靠性的航空、航(hang)天産品或細間(jiān)距的表❤️面安裝(zhuang)産品需要清洗(xǐ)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(huó)性化松香（RSA）：在活(huó)性化松香助焊(hàn)劑中，添加的強(qiáng)活性劑有鹽酸(suān)苯胺、鹽酸聯氨(an)等鹽基性有機(jī)🈲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(wu)中氯離子的腐(fu)蝕變成不可忽(hū)視的問題，所以(yǐ)，在電🏃🏻子産品的(de)裝聯中一般很(hěn)少應用。随着活(huo)性劑的改進，已(yi)🔆開發了在焊接(jiē)溫度下能☁️将殘(cán)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(hua)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(han)接，焊後電路闆(pan)上的殘留物極(jí)微、無腐蝕，且具(jù)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(gao)；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(dao)工序的工藝技(jì)術。
　　必須指出的(de)是“免清洗”與“不(bú)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(shēng)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(dìng)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(di)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(dui)不是“免清洗”。
　　（2）免(mian)清洗的優越性(xing)
　　①提高經濟效益(yì)：實現免清洗後(hòu)，最直接的就是(shì)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(di)、材料（水、溶劑）和(hé)能源的消耗，同(tóng)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(gao)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(zhì)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(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(wu)法塗敷助焊劑(ji)、在惰性氣體保(bǎo)護下焊接等。實(shí)施免清洗工藝(yi)，可避免清洗應(ying)力對焊接組件(jiàn)的損傷，因此免(miǎn)清洗對👨‍❤️‍👨提高産(chǎn)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(hou)，可停止使用ODS物(wù)質👌，也大幅度地(dì)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(ji)作用。
　　２．免清洗材(cai)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(neng)達到規定的質(zhi)量水平，助焊劑(ji)的選擇是一個(ge)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(chuán)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(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(yu)2%，而且不能含有(you)松香，因此焊後(hou)闆面基本無殘(cán)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(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(jí)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(fèn)☎️殘留在闆面上(shang)，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(you)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(shí)測試：測試助焊(han)劑（焊膏）的短期(qi)腐蝕性
　　b．鉻酸銀(yin)試紙測試：測試(shì)焊劑中鹵化物(wù)的含量
　　c．表面絕(jué)緣電阻測試：測(ce)試焊後PCB的表面(mian)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(liu)物的腐蝕性
　　e．電(diàn)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(ji)具有一定的消(xiao)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(bāo)含某種酸👉。在免(miǎn)清洗助焊劑中(zhong)用得最多的是(shì)非水溶性醋酸(suan)系列，配方中可(kě)能💯還有胺、氨和(hé)合成樹脂👣，不同(tóng)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(zhi)标，但必須符合(hé)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(ji)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(fú)合環保要求：無(wu)毒，無強烈刺激(ji)性氣味，基本不(bú)污染環境，操作(zuo)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(yi)中，制電路闆及(jí)元器件的🚶‍♀️可焊(hàn)性和清潔度是(shì)需要重點控制(zhi)的方面。爲确保(bǎo)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(qi)存放在恒溫幹(gan)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(bǎo)清潔度，生産過(guo)✊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(hui)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(gong)藝過程不變，但(dàn)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(huò)得良好的免清(qīng)洗效果，助焊劑(jì)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(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(fa)泡法和波峰法(fa)🌍，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(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(bie)容易揮發，從而(er)導緻固态含量(liang)㊙️的升高，因此⁉️，在(zai)生産過程🏃‍♀️中用(yong)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(jì)的大量揮㊙️發也(ye)造成了污染和(he)浪費🏃‍♀️；第二，由于(yú)免清洗助焊劑(ji)的固體含量極(jí)低，不利于發泡(pao)；第三，塗♌敷時不(bú)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(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(ya)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(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(dì)控制塗敷的焊(han)劑量。由于塗敷(fū)的焊劑是霧狀(zhuang)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(tong)時，由于助😄焊劑(jì)完全密封在容(róng)器内，不必考慮(lǜ)溶劑的揮發和(he)吸收大氣⛷️中的(de)水分，這樣可保(bao)持焊劑比重（或(huo)有效成分）不變(bian)，一☀️次加入🐅至用(yong)完之前無😄需更(geng)💃🏻換，較發泡法和(he)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(zhǒng)塗敷工藝。
在采(cai)用噴霧塗敷工(gong)藝時必須注意(yi)一點，由于助焊(hàn)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(zài)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(qì)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(fa)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(xi)助焊劑後，預熱(rè)溫度應控制在(zai)什麽範圍最爲(wei)🌈适當呢？
　　實踐證(zhèng)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(zé)有可能産生不(bú)良的後果。其主(zhu)要📧原因🎯是：免清(qing)洗助焊劑是一(yi)種低固态含量(liang)、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(dāng)溫度達到100℃時活(huo)性物質才被釋(shì)放出來💜與金屬(shǔ)氧化物迅速反(fǎn)映。另外📞，免清洗(xi)助焊劑的溶劑(ji)含🎯量相當高（約(yue)97%），若預🌐熱溫度不(bu)足，溶劑♻️就不能(néng)充分揮發，當焊(han)件進入錫槽後(hou)，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(chan)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(chuan)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(gou)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(ji)的固态含量和(hé)腐蝕性，其助焊(hàn)性能必然受到(dao)限制。要獲得良(liáng)好的焊接質量(liàng)，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(shù)措施外，免清🔱洗(xǐ)工藝還要求更(geng)嚴格👣地控制焊(hàn)💯接過程的各項(xiàng)工藝⛹🏻‍♀️參數，主要(yao)包括焊接溫💃度(du)、焊接時間、PCB壓錫(xi)深度和PCB傳送角(jiǎo)度等🌐。應根據使(shi)用不㊙️同類型的(de)免清洗助焊劑(jì)，調整好波峰焊(hàn)設備♊的各項工(gōng)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 /