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(xi)焊中，它是一種(zhong)不可🔴缺少的輔(fu)助材料，其作用(yong)極爲重要。
　　１．助焊(hàn)劑的作用
　　（1）溶解(jie)被焊母材表面(mian)的氧化膜
　　在大(da)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(mó)必然會阻止焊(han)料對母材的潤(rùn)濕，焊接就不能(neng)正常進行，因此(ci)必須在母材表(biao)面塗敷助焊劑(jì)，使母材表面的(de)氧🔆化物還原，從(cong)💜而達到消⛷️除氧(yang)化膜的目的。
　　（2）防(fang)止被焊母材的(de)再氧化
　　母材在(zai)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(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(biǎo)面張力
　　熔融焊(hàn)料表面具有一(yi)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(róng)焊料的表面張(zhāng)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(hàn)劑覆蓋在熔🈲融(róng)焊料的表面時(shí)，可降低液态焊(hàn)料的表面張力(li)，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(ying)有适當的活性(xing)溫度範圍。在焊(hàn)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(hua)膜、降🔆低液态焊(han)🐉料表🐇面張力的(de)作用。焊劑的熔(róng)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(ye)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(fù)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(mǔ)材的潤濕。
　　（4）助焊(hàn)劑的殘留物不(bú)應有腐蝕性且(qie)容易清洗；不應(ying)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(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(zhu)焊劑的種類　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　助(zhu)焊劑的種類繁(fan)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(zhù)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(fu)蝕作用☔大，屬于(yu)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(ji)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(chéng)分是氯化鋅、氯(lü)化铵🈚等，它們使(shǐ)用後💞必須立即(jí)進行非常嚴格(gé)的清洗，因爲🙇‍♀️任(rèn)何殘留在被焊(han)件上的鹵化♉物(wu)都會引起嚴重(zhòng)的腐蝕。這種助(zhù)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(zhong)嚴禁使用這類(lei)無機系列的助(zhù)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(róng)性🔆焊劑♌。含有有(you)機酸的水溶性(xìng)焊劑以乳酸、檸(ning)檬酸爲基礎，由(yóu)于它的焊接殘(cán)留物可☎️以在被(bei)焊物上保留一(yi)段時間而無嚴(yán)重腐蝕，因此❓可(kě)以用在電子設(shè)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(jì)的粘稠👄性（起防(fang)止貼片元器件(jian)移動的🏃🏻‍♂️作用）。
　　（3）樹(shù)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(hàn)劑✔️。由于它隻能(neng)溶解于有機溶(róng)劑，故又稱爲有(yǒu)機溶劑助焊劑(ji)，其主要成分是(shi)松香。松香在固(gu)态時呈非活性(xìng)，隻有液态時才(cái)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(jiē)殘留物不存在(zai)㊙️腐蝕問題，這些(xie)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(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(tài)和糊狀🔆的助焊(han)劑⭕分别适用于(yú)波峰焊和再流(liu)焊。
在實際使用(yong)中發現，松香爲(wei)單體時，化學活(huo)性較弱，對促進(jìn)焊料的潤濕往(wang)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(hàn)劑👌根據有無添(tiān)加㊙️活性劑👄和化(hua)學活性的強弱(ruo)，被分爲非活性(xing)化♍松香、弱活♈性(xing)化松香🐇、活性化(hua)松香和超活性(xìng)化松香４種，美國(guo)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(fèn)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(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(cheng)，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(ying)用在一些使用(yòng)中絕對不允許(xǔ)有腐蝕危險存(cun)在的電路中，如(ru)植入心髒的起(qi)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(suan)、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(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(xiao)費類産品（如收(shōu)錄機、電視機等(deng)）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(huó)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(an)等鹽🧡基性🔴有機(ji)🛀🏻化合物，這種助(zhù)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(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(huó)性✉️劑的改進，已(yǐ)開發了在焊接(jie)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(huà)合物的衍生物(wu)。
   〖 免 清 洗 技 術 〗
　　１．免(miǎn)清洗的概念
　　（1）什(shi)麽是免清洗
　　免(miǎn)清洗是指在電(dian)子裝聯生産中(zhōng)采用低固态含(hán)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(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(yao)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(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(zhi)在電子裝聯生(shēng)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(rán)闆面留有一定(ding)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(jiā)用電子産品、專(zhuān)業聲視設備、低(di)成本辦公設備(bèi)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(miǎn)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(yi)大量節約清洗(xi)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(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(ge)控制材料的質(zhi)量，如助焊劑的(de)腐蝕性能（不允(yun)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(gōng)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(shi)施免㊙️清洗工藝(yi)，可避免清洗應(yīng)力對焊接組件(jiàn)的損傷，因此免(miǎn)清洗對提高産(chan)品質量是🧡極爲(wèi)有利的。
　　③有利于(yú)環境保護：采用(yòng)免清洗技術後(hou)，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(cai)料的要求
　　（1）免清(qīng)洗助焊劑
　　要使(shi)焊接後的PCB闆面(miàn)不用清洗就能(néng)達到規定的質(zhì)量水平，助焊🈲劑(ji)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(yǒu)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(jiē)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(yú)2%，而且🌈不能含有(yǒu)松香☎️，因此焊後(hou)闆面基本無殘(cán)留物。
②無腐蝕性(xìng)：不含鹵素、表面(mian)絕緣電阻＞1.0×1011Ω
　　傳統(tong)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(liang)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(zhòng)不良👅後果。因此(cǐ)，免清洗助焊劑(ji)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(liè)幾種方法進行(háng)測試：
a．銅鏡腐蝕(shi)測試：測試助焊(hàn)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(wu)的含量
　　c．表面絕(jue)緣電阻測試：測(ce)試焊後PCB的表面(mian)絕緣電阻，以确(que)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(liú)物的腐蝕性
　　e．電(diàn)遷移測試：測試(shì)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(jì)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(bao)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(suān)系列，配🌈方中可(kě)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(kao)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(shi)用要求。
　　助焊劑(jì)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(fu)合環保要求：無(wú)毒，無強烈刺激(jī)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(miǎn)清洗焊接工藝(yì)中，制電路闆及(ji)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(qiu)供應商保證可(kě)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(bing)嚴格控制在有(yǒu)效的儲存時間(jiān)㊙️内使用。爲确保(bǎo)清潔度，生産過(guò)程中要嚴格地(di)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(huī)塵等。
３．免清洗焊(hàn)接工藝
　　在采用(yong)免清洗助焊劑(jì)後，雖然焊接工(gong)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(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(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(can)數，即助焊劑的(de)固态含量和塗(tú)敷量。
　　通常，助焊(hàn)劑的塗敷方式(shi)有發泡法、波峰(feng)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(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(ji)含量很高，特别(bié)容易揮發，從而(er)導緻固态含量(liàng)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(you)困難的，且溶劑(jì)的大量揮發也(ye)造成了污染和(hé)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(pào)；第三，塗敷時不(bu)能控👨‍❤️‍👨制助焊劑(ji)的塗敷量，塗敷(fū)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(neng)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(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(ya)📞容器内，通過噴(pēn)口噴射出霧狀(zhuang)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(kuan)度均可調節，所(suo)以能夠精确地(dì)控制塗敷的焊(han)劑量。由于塗敷(fu)的焊劑是霧狀(zhuang)薄層，因此闆🙇🏻面(mian)的焊劑非🏒常均(jun1)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(ji)完全密封在容(rong)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(bǎo)持焊劑比重（或(huo)有效成分）不變(bian)，一次加入🔞至用(yòng)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(ji)用量60%以上。因此(ci)，噴霧塗敷方式(shi)是免清洗工藝(yì)中首選的一種(zhong)塗敷工藝。
在采(cǎi)用噴霧塗敷工(gōng)藝時必須注意(yi)一點，由于助焊(han)劑中含有較多(duo)的易燃性溶劑(ji)，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(bèi)需要具有良好(hao)的排風設施和(he)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(xù)，通過預熱揮🔱發(fā)掉助焊劑中的(de)溶劑部分，增強(qiang)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(xi)助焊劑後，若仍(réng)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(hàn)劑，其活性一般(bān)較弱，而且它的(de)活性劑在低溫(wen)下幾乎不能起(qǐ)到消除金屬氧(yang)化物的作用，随(suí)着✏️預熱溫度的(de)升高，助焊劑逐(zhú)漸開始激活，當(dāng)溫度達到100℃時活(huó)性物質才被釋(shi)放出來與金屬(shu)氧化物⭐迅速反(fan)映。另外🔴，免清洗(xǐ)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(hou)，由于溶劑的急(ji)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(yin)此，免清洗工藝(yi)⭐中控制好預熱(re)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(xian)（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(jì)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(liang)，還必須對焊接(jiē)設備✍️提出新的(de)要求——具有惰性(xìng)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(hàn)🚶‍♀️接過程的各項(xiàng)工藝參數，主要(yào)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(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(gōng)藝參數，才能獲(huo)♉得滿意的免清(qing)洗焊接效果。

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