一、在波峰焊接應(yīng)用中如何評(píng)估和選擇助焊劑

1）對(duì)助焊劑的能力評(píng)估

（1）助焊劑的理化性能試驗(yàn)（供方）

① 理化性能試驗(yàn)內(nèi)容。對(duì)助焊劑的理化性能試驗(yàn)內(nèi)容要求，目前國(guó)內(nèi)外電子業(yè)界普遍按IPC/J—STD—004“助焊劑技術(shù)要求（Requirements for Soldering Fluxes）”進(jìn)行。

② 試驗(yàn)方法。對(duì)助焊劑的理化性能試驗(yàn)方法，目前電子業(yè)界普遍采用IPC—TM—650“測(cè)試方法手冊(cè)（Test Methods Manual）”規(guī)定的方法進(jìn)行。

助焊劑試驗(yàn)內(nèi)容及對(duì)應(yīng)的試驗(yàn)方法，見(jiàn)下表。

（2）綜合性能要求（用戶）

助焊劑是電子裝聯(lián)焊接過(guò)程中不可缺少的輔料，在波峰焊中助焊劑和釬料是分開(kāi)使用的。波峰焊接效果的好壞除了與焊接工藝、元器件和PCB的質(zhì)量有關(guān)外，助焊劑的選擇是十分重要的，性能良好的助焊劑應(yīng)具備以下特性：

● 化學(xué)活性滿足應(yīng)用要求（能有效地除去基體金屬和釬料表面的氧化膜）；

● 對(duì)基體金屬助焊劑自身的潤(rùn)濕性和漫流性要好；

● 所用活性劑的熔點(diǎn)比釬料低，要先于釬料熔化之前熔化，才能充分發(fā)揮助焊作用；

● 浸潤(rùn)擴(kuò)散速度比熔化釬料快，通常要求擴(kuò)展≥90%；

● 黏度和密度要小，黏度大會(huì)使浸潤(rùn)擴(kuò)散困難，密度大就不易充分覆蓋釬料表面；

● 熱穩(wěn)定性好，在常溫下儲(chǔ)存穩(wěn)定；

● 焊接時(shí)不產(chǎn)生焊珠飛濺，也不產(chǎn)生毒氣和強(qiáng)烈的刺激性臭味；

● 助焊劑反應(yīng)迅速；

● 焊后殘?jiān)子谌コ?，并具有不腐蝕、不吸濕和不導(dǎo)電等特性；

● 焊接后不沾手，在長(zhǎng)期間使用中不會(huì)導(dǎo)致波峰焊接設(shè)備的傳動(dòng)系統(tǒng)堵塞、磨損增大，甚至導(dǎo)致設(shè)備夾送失速或損壞（若助焊劑黏度過(guò)大就易發(fā)生上述問(wèn)題）。

（3）實(shí)際應(yīng)用效果評(píng)估

在焊接過(guò)程中，助焊劑本身雖然不參與形成焊接接頭，但它非常明顯地影響著焊接速度和焊點(diǎn)的質(zhì)量。制造廠商可在中等活性范圍內(nèi)尋求采用任何一種最有效的活性劑材料（鹵化物、有機(jī)酸、胺、氨化物等），但最終配制的助焊劑焊后的殘留物和凝結(jié)的焊接煙塵應(yīng)是無(wú)腐蝕性的，而且在電氣上是絕緣的。因此，在選擇助焊劑時(shí)，制造商提供的理、化性能試驗(yàn)數(shù)據(jù)均屬于單項(xiàng)因數(shù)的，只能供選型時(shí)參考。而波峰焊接過(guò)程是物理學(xué)、化學(xué)、熱力學(xué)和冶金學(xué)等綜合因素共同作用的結(jié)果，在這一過(guò)程中助焊劑類似于化學(xué)反應(yīng)中的觸媒劑，觸發(fā)并促進(jìn)物理的、化學(xué)的、熱學(xué)的和冶金學(xué)的反應(yīng)，所以最終還是要看它的實(shí)際應(yīng)用效果。

① 試驗(yàn)條件。實(shí)際應(yīng)用效果的評(píng)估通常都是由供、需雙方共同確認(rèn)條件：

● 選擇中等檔次的波峰焊接設(shè)備；

● 由需方提供2～3種中等組裝密度的混合安裝（即同時(shí)混合安裝有SMC/SMD和THC/THD元器件）的PCBA，數(shù)量不少于25塊；

● 工藝參數(shù)可由供方提供，但必滿足需方的產(chǎn)能要求；

● 焊后焊點(diǎn)的質(zhì)量驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)，按IPC—A—610D規(guī)定要求進(jìn)行。

② 效果評(píng)估。

● 有鉛波峰焊接空氣條件下：缺陷率 ≤ 500ppm；氮?dú)鈼l件下：缺陷率 ≤ 100ppm。

● 無(wú)鉛波峰焊接空氣條件下：缺陷率 ≤ 1000ppm；氮?dú)鈼l件下：缺陷率 ≤ 200ppm。

2）選擇助焊劑

（1）有鉛波峰焊接用助焊劑

目前電子業(yè)界內(nèi)有鉛波峰焊接用助焊劑供應(yīng)商很多，但良莠不齊，產(chǎn)品質(zhì)量和用應(yīng)效果差異很大。篩選到了能全面滿足自己需要的助焊劑，就等于波峰焊接工序成功了一半。根據(jù)我們連續(xù)多年的大批量生產(chǎn)考驗(yàn)和驗(yàn)證，深圳市合明科技有限公司生產(chǎn)的此類產(chǎn)品不僅性能穩(wěn)定，而且工藝窗口、焊點(diǎn)質(zhì)量和殘留物的安全性等均優(yōu)于目前國(guó)外同類產(chǎn)品，因而深受生產(chǎn)車間的歡迎。

（2）無(wú)鉛波峰焊接用助焊劑

為無(wú)鉛工藝設(shè)計(jì)的免清洗助焊劑中有增強(qiáng)型的活化劑配方，以改善在更高的預(yù)熱和焊接溫度下的熱穩(wěn)定性。雖然它們與釬料接觸時(shí)間變長(zhǎng)，但其活性在PCB離開(kāi)釬料波時(shí)仍然存在，這有利于在減少橋連的同時(shí)改善通孔的填充性。助焊劑的這一特性也被稱為助焊劑的持續(xù)活性。

目前在全球范圍內(nèi)波峰焊接用助焊劑的發(fā)展趨勢(shì)是用無(wú)VOC助焊劑和無(wú)鉛釬料實(shí)現(xiàn)波峰焊接的完全“綠色化”。無(wú)VOC助焊劑固含量較高（4%或更高），性能更好了。在工藝上，水基助焊劑最好是用噴霧涂覆方式和對(duì)流式預(yù)熱。在此基礎(chǔ)上，控制好預(yù)熱條件，就可實(shí)現(xiàn)在進(jìn)入釬料波前將水汽除去。

在無(wú)鉛波峰焊接用助焊劑的發(fā)展方面，近些年來(lái)國(guó)內(nèi)有不少單位在進(jìn)行此方面的研究工作，也推出了一些產(chǎn)品。但經(jīng)過(guò)用戶全面的對(duì)比試驗(yàn)和生產(chǎn)試用后，深圳市合明科技有限公司開(kāi)發(fā)的擁有國(guó)家獨(dú)立知識(shí)產(chǎn)權(quán)的無(wú)VOC新產(chǎn)品，和它的有鉛用助焊劑產(chǎn)品一樣，在減少焊接缺陷、焊后板面的潔凈度等方面均具有較明顯的優(yōu)勢(shì)。這得益于該公司強(qiáng)大的研發(fā)實(shí)力、嚴(yán)格的質(zhì)量管理和完整的國(guó)內(nèi)獨(dú)一無(wú)二的對(duì)歷次產(chǎn)品質(zhì)量狀態(tài)的追溯體系。

二、波峰焊后PCBA助焊劑殘留物的清洗劑選擇介紹

印制電路板組件清洗的主要目的和作用包括以下幾點(diǎn)：

(1)PCBA電路板組件清洗防止由于污染物對(duì)元器件、印制導(dǎo)線的腐蝕所造成的短路等故障的出現(xiàn)，預(yù)防電氣短路和電阻變化等問(wèn)題的發(fā)生，保證電路板組件的純凈度，提高組件的性能和可靠性。

(2)清洗電路板可以避免由于PCB上附著離子污染物等物質(zhì)所引起的漏電等電氣缺陷的產(chǎn)生。

(3)電路板清洗還能改善電路板的導(dǎo)熱性能，通過(guò)去除熱導(dǎo)介質(zhì)和粘合劑等雜質(zhì)，提高散熱效果，保護(hù)電子元器件。

(4)電路板清洗可以保證組件的電氣測(cè)試可以順利進(jìn)行，大量的殘余物會(huì)使得測(cè)試探針不能和焊點(diǎn)之間形成良好的接觸，從而使測(cè)試結(jié)果不準(zhǔn)確。

(5)電路板清洗過(guò)程中使用的環(huán)保水基清洗劑和清洗工藝能夠減少對(duì)環(huán)境的污染，符合環(huán)保要求。

綜上所述，電路板清洗在電子制造過(guò)程中具有重要的必要性和好處。電子電路板清洗不僅是確保產(chǎn)品質(zhì)量和可靠性的必要步驟，還能夠提高電氣性能、增強(qiáng)可靠性、改善導(dǎo)熱性能，并保護(hù)環(huán)境。

水基清洗的工藝和設(shè)備配置選擇對(duì)清洗精密器件尤其重要，一旦選定，就會(huì)作為一個(gè)長(zhǎng)期的使用和運(yùn)行方式。水基清洗劑必須滿足清洗、漂洗、干燥的全工藝流程。

污染物有多種，可歸納為離子型和非離子型兩大類。離子型污染物接觸到環(huán)境中的濕氣，通電后發(fā)生電化學(xué)遷移，形成樹(shù)枝狀結(jié)構(gòu)體，造成低電阻通路，破壞了電路板功能。非離子型污染物可穿透PC B 的絕緣層，在PCB板表層下生長(zhǎng)枝晶。除了離子型和非離子型污染物，還有粒狀污染物，例如焊料球、焊料槽內(nèi)的浮點(diǎn)、灰塵、塵埃等，這些污染物會(huì)導(dǎo)致焊點(diǎn)質(zhì)量降低、焊接時(shí)焊點(diǎn)拉尖、產(chǎn)生氣孔、短路等等多種不良現(xiàn)象。

這么多污染物，到底哪些才是最備受關(guān)注的呢？助焊劑或錫膏普遍應(yīng)用于回流焊和波峰焊工藝中，它們主要由溶劑、潤(rùn)濕劑、樹(shù)脂、緩蝕劑和活化劑等多種成分，焊后必然存在熱改性生成物，這些物質(zhì)在所有污染物中的占據(jù)主導(dǎo)，從產(chǎn)品失效情況來(lái)而言，焊后殘余物是影響產(chǎn)品質(zhì)量最主要的影響因素，離子型殘留物易引起電遷移使絕緣電阻下降，松香樹(shù)脂殘留物易吸附灰塵或雜質(zhì)引發(fā)接觸電阻增大，嚴(yán)重者導(dǎo)致開(kāi)路失效，因此焊后必須進(jìn)行嚴(yán)格的清洗，才能保障電路板的質(zhì)量。

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