什麽是助焊(hàn)劑？

    助焊劑(jì)是一種促進焊接(jie)的化學物質。在錫(xi)焊中，它是一👄種不(bu)可缺少的輔助材(cái)料，其作用極爲重(zhòng)要。
　　１．助焊劑的作用(yong)
　　（1）溶解被焊母材表(biǎo)面的氧化膜
　　在大(da)氣中，被焊母材表(biǎo)面總是被氧化膜(mo)覆蓋着，其厚度☔大(da)約爲2×10-9～2×10-8m。在焊接時，氧(yang)化膜必然會阻止(zhi)焊料對母材的潤(run)濕，焊接就不能正(zhèng)常進行，因此必須(xu)在母材表面塗敷(fu)助焊劑，使母材表(biǎo)面的氧化物還原(yuán)，從而達到消除氧(yǎng)化膜的目的。
　　（2）防止(zhǐ)被焊母材的再氧(yǎng)化
　　母材在焊接過(guo)程中需要加熱，高(gāo)溫時金屬表面會(huì)加速👌氧化♌，因此液(yè)态助焊劑覆蓋在(zài)母材和焊料的表(biao)面可防止它們氧(yang)化。
　　（3）降低熔融焊料(liao)的表面張力
　　熔融(róng)焊料表面具有一(yī)定的張力，就像雨(yu)水落在荷葉上，由(you)☂️于液體的表面張(zhāng)力會立即聚結成(cheng)圓珠狀的水滴。熔(róng)✍️融焊料的🈲表面張(zhāng)力會阻止其向母(mǔ)材表面漫流，影響(xiǎng)潤濕的正常進行(hang)。當助焊劑覆蓋在(zài)熔融焊料的表面(miàn)時，可降低液态焊(han)料的表面張力，使(shǐ)⭕潤濕性能明顯得(de)到提高👅。
　　２．助焊劑應(ying)具備的性能
　　（1）助焊(hàn)劑應有适當的活(huó)性溫度範圍。在焊(hàn)料熔化前開始起(qǐ)作用，在施焊過程(cheng)中較好地發揮清(qing)除氧化⛹🏻‍♀️膜、降☎️低液(yè)态焊料表面張力(lì)的作用。焊劑的熔(róng)點應低于焊料的(de)熔點，但不易相差(chà)過大。
　　（2）助焊劑應有(you)良好的熱穩定性(xing)，一般熱穩定溫度(dù)不小于100℃。
　　（3）助焊劑的(de)密度應小于液态(tài)焊料的密度，這樣(yàng)助焊劑🤩才能均勻(yun)地在被焊金屬表(biao)面鋪展，呈薄膜狀(zhuang)覆蓋在焊料和被(bei)焊金🈲屬表面，有效(xiao)地隔絕空氣，促進(jin)焊料對❌母材的潤(run)濕。
　　（4）助焊劑的殘留(liu)物不應有腐蝕性(xìng)且容易清洗；不應(ying)析出😄有毒、有害氣(qi)體；要有符合電子(zǐ)工業規定的水溶(rong)性電阻和絕緣電(diàn)阻；不吸潮，不産生(shēng)黴菌；化學性能穩(wěn)定，易于貯藏。
　　１．助焊(hàn)劑的種類　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　助焊劑(jì)的種類繁多，一般(ban)可分爲無機系列(liè)、有機系列和樹脂(zhī)系列。
  （1）無機系列助(zhu)焊劑
　　無機系列助(zhu)焊劑的化學作用(yòng)強，助焊性能非常(cháng)好，但腐🍓蝕💁作用大(dà)，屬于酸性焊劑。因(yīn)爲它溶解于水，故(gù)又稱👣爲水溶性助(zhù)焊劑，它📞包括無機(ji)酸和無機鹽２類。
　　含(hán)有無機酸的助焊(hàn)劑的主要成分是(shì)鹽酸、氫氟酸🏃🏻等，含(hán)有無機鹽的助焊(han)劑的主要成分是(shì)氯化鋅、氯化铵等(děng)，它❗們使🤟用後必須(xū)立即進行非常嚴(yan)格的清洗，因爲任(ren)何殘留在被焊件(jian)上的鹵化物都會(hui)引起嚴重的腐蝕(shí)。這種助焊劑通常(chang)隻用于非電子産(chan)品⭕的焊接，在電子(zǐ)設備的裝聯中嚴(yan)禁使用這類無機(ji)系列的助焊劑🙇🏻。
　　（2）有(you)機系列助焊劑（OA）
　　有(yǒu)機系列助焊劑的(de)助焊作用介于無(wu)機系列助焊劑和(hé)樹脂系列助焊劑(jì)之間，它也屬于酸(suan)性、水溶性焊劑。含(hán)有有機酸的水溶(róng)性焊劑以乳酸、檸(níng)檬酸爲基礎，由😄于(yú)它的🍉焊接殘留物(wù)可以在被焊物上(shàng)保留一段時間而(er)無嚴重腐蝕，因此(ci)可以用在電子設(she)備的裝聯中，但📐一(yi)般不用在SMT的焊膏(gao)中，因爲它沒有松(sōng)💜香焊劑的粘稠性(xìng)（起防止貼片元器(qì)件移動的作用）。
　　（3）樹(shu)脂系列助焊劑
　　在(zài)電子産品的焊接(jiē)中使用比例最大(da)的是松香樹脂型(xíng)助🌈焊🈲劑。由于它隻(zhi)能溶解于有機溶(rong)劑，故又稱爲有機(ji)溶劑助焊劑，其主(zhǔ)要成分是松香。松(song)香在固态時呈非(fēi)活性，隻有液态時(shi)才呈活性💜，其熔點(dian)爲127℃活性可以持續(xu)到315℃。錫焊的最佳溫(wēn)度爲240～250℃，所以正處于(yu)松香的活性溫度(du)範圍内，且它的焊(han)接殘留物不存在(zài)腐蝕問題，這些💁特(te)性使松香爲㊙️非腐(fǔ)蝕性焊劑而被廣(guǎng)泛應用于電子設(shè)備的焊接中。
　　爲了(le)不同的應用需要(yao)，松香助焊劑有液(ye)态、糊狀和固态３種(zhong)形态。固态的助焊(hàn)劑适用于烙鐵焊(hàn)，液态和糊狀的助(zhù)焊劑分别👈适用于(yu)波峰焊和再流焊(hàn)。
在實際使用中發(fa)現，松香爲單體時(shí)，化學活性較弱，對(dui)促進㊙️焊料的潤濕(shī)往往不夠充分，因(yin)此需要添加🥰少量(liàng)💛的活🌈性劑，用以提(ti)高它的活性。松香(xiang)系列焊劑根據有(you)✉️無添加活性劑和(hé)化學活性的強弱(ruo)，被分爲非活性化(hua)✌️松香、弱活性化松(sōng)香🐇、活性化松✨香和(he)超活性化松香４種(zhong)，美國MIL标準中分别(bié)稱爲R、RMA、RA、RSA，而日本JIS标準(zhǔn)則根據助焊劑🍉的(de)👌含氯量劃分爲AA（0.1wt%以(yi)下）、A（0.1～0.5wt%）、B（0.5～1.0wt%）3種等級。
　　①非活性(xìng)化松香（R）：它是由純(chun)松香溶解在合适(shì)的溶劑🌈（如異丙醇(chun)、乙醇等）中組成，其(qi)中沒有活性劑，消(xiāo)除氧化膜的能力(lì)有限，所以要求被(bei)焊件具有非常好(hao)的可焊性。通常應(yīng)用在一些使用㊙️中(zhong)絕對不允許有腐(fǔ)蝕危險存在的電(dian)路中，如植入心髒(zang)的起搏器等。
　　②弱活(huo)性化松香（RMA）：這類助(zhu)焊劑中添加的活(huó)性劑有乳酸、檸檬(méng)📞酸、硬脂酸等有機(ji)酸以及鹽基性有(you)機化合物。添加這(zhè)些弱活性劑後，能(neng)夠促進潤濕的進(jìn)行，但母材上的殘(can)留物仍然不具有(you)腐蝕性，除了具有(you)高可靠性的航空(kōng)、航天産品或細間(jiān)距的表❄️面安裝産(chǎn)品需要清洗外，一(yī)般民用消費類産(chan)品（如收錄機、電視(shì)機等）均不需設立(li)清洗工序。在采用(yong)弱活性化松香時(shi)，對被焊件的可焊(han)性也有嚴格的要(yào)求。
　　③活性化松香（RA）及(ji)超活性化松香（RSA）：在(zài)活性化松香助焊(han)劑♻️中，添♍加的強活(huo)性劑有鹽酸苯胺(an)、鹽酸聯氨等鹽基(jī)性有機化合物，這(zhe)🍉種助焊劑的活性(xìng)是明顯提高了，但(dan)焊接後殘留物中(zhōng)氯離子的腐蝕變(biàn)成不可忽視的問(wen)題，所以，在電子産(chǎn)品的裝聯中一🔞般(ban)很少應用。随着活(huó)性劑的改進，已💜開(kai)發了在焊接溫度(dù)下能将殘渣分解(jie)爲非腐蝕性物質(zhì)的活性劑，這些大(dà)多💰數是有機化化(hua)合物的衍生物。
   〖 免(mian) 清 洗 技 術 〗
　　１．免清洗(xǐ)的概念
　　（1）什麽是免(miǎn)清洗
　　免清洗是指(zhi)在電子裝聯生産(chan)中采用低固态含(hán)量、無腐蝕性的⭕助(zhu)焊劑，在惰性氣體(ti)環境下焊接，焊後(hòu)電路♻️闆上的殘留(liu)物極微🐉、無腐蝕，且(qiě)具有極高的表面(miàn)絕緣電阻（SIR），一🛀🏻般情(qing)況下不需要清洗(xi)既能達到離子潔(jié)淨度的标準（美軍(jun)标MIL-P-228809離子污染等級(ji)劃分爲：一級≤1.5ugNaCl/cm2無污(wu)染；二級≤1.5～5.0ugNACl/cm2質量高；三(san)級≤5.0～10.0ugNaCl/cm2符合要求；四級(ji)＞10.0ugNaCl/cm2不幹淨），可直接進(jin)入下道工序的工(gong)藝技術。
　　必須指出(chu)的是“免清洗”與“不(bu)清洗”是絕對不同(tong)的２個概念，所謂“不(bu)清洗”是指在電子(zi)裝聯生産中采用(yong)傳統的松香助焊(hàn)📧劑（RMA）或⭕有機酸助焊(hàn)劑，焊接後雖然闆(pan)面留有一定的殘(cán)留物🏃‍♀️，但不用清洗(xi)也🐅能滿足某些産(chan)品的質量要求，如(ru)家用電子産品、專(zhuan)業聲視設備㊙️、低成(cheng)本辦公🧑🏽‍🤝‍🧑🏻設備等産(chan)品，它們生産時通(tōng)常是“不清洗”的，但(dan)絕對不是“免清洗(xǐ)”。
　　（2）免清洗的優越性(xing)
　　①提高經濟效益：實(shí)現免清洗後，最直(zhi)接的就是不必進(jin)行清洗工作，因此(ci)可以大量節約清(qīng)洗人工、設備、場地(di)⛷️、材料（水、溶劑）和能(néng)源的消耗，同時由(you)于工藝流程的縮(suo)短，節約了工時提(tí)高了生産效率。
　　②提(ti)高産品質量：由于(yu)免清洗技術的實(shi)施，要求嚴格控制(zhi)材料🚶‍♀️的質量，如助(zhù)焊劑的腐蝕性能(néng)（不允許含有鹵化(huà)物）、元器件和印制(zhì)🤟電路闆的可焊性(xing)等；在裝聯過程中(zhōng)，需要采用一些先(xian)進的工藝🥵手段，如(ru)噴霧🈲法塗敷助焊(han)劑、在惰性氣體保(bao)護下焊接等。實施(shi)免📐清洗工藝，可避(bi)免清洗應力對焊(hàn)接組♌件的損傷，因(yīn)此免清洗對提高(gao)産品質量是極爲(wei)有利的。
　　③有利于環(huan)境保護：采用免清(qing)洗技術後，可停止(zhi)使用ODS物質，也大幅(fu)🌈度地減少了揮發(fa)性有機物（VOC）的使用(yòng)，從而對💁保護⛱️臭氧(yang)🚶層具💋有積極作用(yòng)。
　　２．免清洗材料的要(yao)求
　　（1）免清洗助焊劑(jì)
　　要使焊接後的PCB闆(pǎn)面不用清洗就能(neng)達到規定的質量(liàng)水平，助焊⛹🏻‍♀️劑的選(xuǎn)擇是一個關鍵，通(tong)常對免清洗助焊(han)劑有下列要求：
　　①低(dī)固态含量：2%以下
　　傳(chuan)統的助焊劑有較(jiao)高的固态含量（20～40%）、中(zhong)等的固态含量（10～15%）和(he)較✊低的固态含量(liàng)（5～10%），用這些助焊劑焊(han)接後的PCB闆面留有(you)或多或少的殘留(liu)⚽物，而免清洗助焊(hàn)劑的固♊态含量要(yao)求低于2%，而且不能(neng)含有松香，因此焊(hàn)後闆面基本無殘(can)留物。
②無腐蝕性：不(bú)含鹵素、表面絕緣(yuán)電阻＞1.0×1011Ω
　　傳統的助焊(han)劑因爲有較高的(de)固态含量，焊接後(hòu)可将♈部分💞有害物(wù)質“包裹起來”，隔絕(jue)與空氣的接觸，形(xing)💃🏻成絕緣保護層。而(er)免清洗🔞助焊劑，由(yóu)于極低的固态含(han)量不❌能形成絕緣(yuan)保護層，若有少量(liàng)的有害成分🐕殘留(liú)在闆面上，就會👄導(dao)緻腐蝕和漏電等(děng)嚴重不良後果。因(yīn)此，免清洗助焊劑(ji)中不允許含有鹵(lu)素成分。
　　對助焊劑(jì)的腐蝕性通常采(cai)用下列幾種方法(fa)進行測試：
a．銅鏡腐(fǔ)蝕測試：測試助焊(han)劑（焊膏）的短期腐(fu)蝕性
　　b．鉻酸銀試紙(zhi)測試：測試焊劑中(zhōng)鹵化物的含量
　　c．表(biao)面絕緣電阻測試(shì)：測試焊後PCB的表面(miàn)絕緣電阻，以确定(ding)🌍焊📞劑❓（焊膏）的長期(qi)電學性能的可靠(kao)性
　　d．腐蝕性測試：測(cè)試焊後在PCB表面殘(can)留物的腐蝕性
　　e．電(dian)遷移測試：測試焊(hàn)後PCB表面導體間距(ju)減小的程度
　　③可焊(hàn)性：擴展率≥80%
　　可焊性(xing)與腐蝕性是相互(hu)矛盾的一對指标(biāo)，爲了使助焊💔劑具(jù)有一定的消除氧(yǎng)化物的能力，并且(qie)在預熱和焊接的(de)整個過程中均能(neng)保持一定程度的(de)活🔞性，就必須包含(hán)🤩某種酸。在免清洗(xǐ)助焊劑中用得最(zui)多的是非水溶性(xing)醋酸系列，配方中(zhōng)可能還有胺、氨和(hé)合成樹脂，不同的(de)配方會影響其活(huo)性和可靠性。不同(tóng)的企業有不同的(de)要求和内部控制(zhi)指标，但必須符合(he)焊接質量高和無(wú)腐蝕性的使用要(yào)求。
　　助焊劑的活性(xing)通常是用pH值來衡(heng)量的，免清洗助焊(han)劑🍓的🔴pH值應控㊙️制在(zai)産品規定的技術(shu)條件範圍内（各生(shēng)産廠家的pH值略有(you)不同）。
　　④符合環保要(yao)求：無毒，無強烈刺(ci)激性氣味，基本不(bú)污❄️染環境，操作安(ān)全。
　　（2）免清洗印制電(diàn)路闆和元器件
　　在(zai)實施免清洗焊接(jie)工藝中，制電路闆(pǎn)及元器件的可🏃🏻‍♂️焊(han)🌈性和㊙️清潔度是需(xu)要重點控制的方(fāng)面。爲确保可焊性(xing)，在要求供應💃商保(bao)☂️證可焊性的前提(tí)下，生産廠應将其(qí)存放在恒溫幹燥(zào)的環境中，并嚴格(ge)控制♻️在有效的❓儲(chu)存時間内使用。爲(wèi)确保清潔度，生産(chan)過程中要嚴格地(di)控制環境和操作(zuò)規範，避免人爲的(de)☔污染，如手迹、汗迹(jì)、油脂、灰塵等。
３．免清(qīng)洗焊接工藝
　　在采(cai)用免清洗助焊劑(ji)後，雖然焊接工藝(yi)過程不變，但實施(shī)的方💘法和有關的(de)工藝參數必須适(shì)應免清洗技術的(de)特定要求♻️，主要内(nei)容如下：
　　（1）助焊劑的(de)塗敷
　　爲了獲得良(liang)好的免清洗效果(guǒ)，助焊劑塗敷過程(cheng)必須嚴❄️格控制２個(ge)參數，即助焊劑的(de)固态含量和塗敷(fū)量。
　　通常，助焊劑的(de)塗敷方式有發泡(pao)法、波峰法和噴霧(wu)法🔱３種。在免清洗工(gōng)藝中，不宜采用發(fa)泡法和波峰法🌈，其(qí)原因是多方面的(de)，第一，發泡法和波(bo)峰法的助焊💃🏻劑是(shi)放置在敞開的容(róng)器内，由于免清洗(xǐ)助焊劑的溶劑含(hán)量很高，特别容易(yi)揮發，從而導緻固(gù)态含量的升高，因(yīn)此，在生産過程中(zhong)用比重法來控制(zhi)助焊劑的成分保(bao)持不變是有困難(nán)的，且溶劑的大♋量(liàng)揮發也造成了污(wū)染和浪費；第二，由(you)于免清洗助焊劑(jì)的固體含量極低(di)，不利于發泡；第三(san)，塗敷時不能控制(zhì)助焊劑的塗敷量(liang)，塗敷也不㊙️均勻，往(wǎng)往有過量的助焊(hàn)劑殘留在闆的邊(bian)緣。因此，采用這２種(zhong)方式不能得到理(li)想的免清洗效果(guǒ)。
　　噴霧法是最新的(de)一種焊劑塗敷方(fāng)式，最适用于免清(qīng)💋洗助焊劑💋的塗敷(fū)。因爲助焊劑被放(fang)置在一個密封的(de)加壓容器内，通過(guo)噴口噴射出霧狀(zhuàng)助焊劑塗☂️敷在PCB的(de)表面，噴🧡射器的噴(pen)射量、霧化程度和(he)噴射寬度均可調(diao)節，所以能夠精确(què)地控制塗敷的焊(hàn)劑量。由于塗敷的(de)👨‍❤️‍👨焊劑是霧狀薄層(ceng)，因此闆面的焊劑(ji)非常均勻，可确保(bǎo)焊接後的闆面💰符(fu)合免清洗要求。同(tong)時，由于助焊劑完(wán)全密封✌️在容器内(nei)，不必考慮溶劑的(de)揮發和吸收大氣(qi)🐉中的水分，這樣可(kě)保持焊劑比重（或(huo)有效成分）不變，一(yī)🏒次加入至用完之(zhi)前無需更換，較發(fā)泡法和波峰法可(ke)減少焊劑的稀釋(shì)劑用量❌60%以上。因此(ci)，噴霧塗敷方式是(shi)免清洗工藝中首(shǒu)選的一種塗敷工(gōng)藝。
在采用噴霧塗(tu)敷工藝時必須注(zhù)意一點，由于助焊(hàn)劑✍️中含💯有🔴較多的(de)易燃性溶劑，噴霧(wu)時散發的溶劑⛱️蒸(zhēng)氣存在💛一定的爆(bào)燃危險性，因此設(shè)備需要具有良好(hao)的排風設💋施和必(bi)🌍要的滅🐆火器具。
（2）預(yu)熱
　　塗敷助焊劑後(hòu)，焊接件進入預熱(re)工序，通過預熱揮(hui)發掉助焊劑中的(de)溶劑部分，增強助(zhù)焊劑的活性。在采(cai)用免清洗助焊劑(jì)後，預熱溫度應控(kòng)制在什麽範圍最(zui)爲适當呢🐅？
　　實踐證(zhèng)明，采用免清洗助(zhu)焊劑後，若仍按傳(chuán)統的預🌏熱✔️溫度（90±10℃）來(lai)✨控制，則有可能産(chǎn)生不良的後果。其(qí)主要原因是：免清(qīng)洗助焊劑是一種(zhong)低固态含量、無鹵(lu)素的助焊劑，其活(huó)♍性一般較弱，而且(qie)它的活性劑在低(di)溫下幾乎不能起(qi)到消除金屬氧化(hua)物的🔞作用，随着⭐預(yù)熱溫度的升高，助(zhù)焊劑逐漸開始激(jī)活，當溫度達🈲到100℃時(shi)活性物質才被釋(shì)放出來與金屬氧(yang)化物🏃🏻迅速反映。另(ling)外🈲，免清洗助焊劑(ji)的溶劑含量相當(dang)高（約97%），若預㊙️熱溫度(du)不足，溶劑就不能(néng)充分揮發，當🏃焊件(jian)進入錫槽後，由于(yú)溶劑的急劇揮發(fā)，會使得熔融焊料(liao)飛濺而形成焊料(liào)球或焊接點實際(jì)溫度下降而産生(sheng)🔞不良焊點。因此，免(miǎn)清洗工藝中控制(zhi)好預熱溫度是又(yòu)一重要的環節，通(tōng)常要🔴求控💋制在傳(chuán)統要求的上限（100℃）或(huo)更高💯（按供應商指(zhǐ)導溫度曲線）且應(yīng)有足夠的預熱時(shi)間供溶🌂劑充分揮(hui)發。
　　（3）焊接
　　由于嚴格(gé)限制了助焊劑的(de)固态含量和腐蝕(shi)性，其助焊性🥵能必(bì)然受到限制。要獲(huo)得良好的焊接質(zhì)量，還必須對焊接(jie)設備提出新的要(yao)求——具有惰性氣體(tǐ)保護功能。除了采(cǎi)取上述措施外，免(miǎn)清洗工藝還要㊙️求(qiu)更嚴格♌地控制焊(hàn)接過程的各項工(gong)藝參數，主要包括(kuò)焊接溫度、焊接時(shi)間🆚、PCB壓錫深度和PCB傳(chuán)送角度等👄。應根據(ju)使用不同類型的(de)免清洗助焊劑，調(diào)整好波峰焊設備(bèi)的各項💜工藝參數(shu)，才能獲得滿意的(de)免清洗焊接效果(guo)。

       文章整理：昊瑞電(diàn)子 /