电路板无铅波焊之助焊剂

电路板焊接中的助焊剂(F1uX)之主要功用，是其中活性剂(Activator)在高温中产生有机酸之活性，而将待焊成员表面之氧化物予以清除，让銲料中的纯锡与基地金属产生化学反应的IMC进而沾锡焊牢之谓也。

近几十年来，在电子产品生产锡焊工艺过程中，一般多使用主要由松香、树脂、含卤化物的活性剂、添加剂和有机溶剂组成的松香树脂系助焊剂.这类助焊剂虽然可焊性好，成本低，但焊后残留物高.其残留物含有卤素离子，会逐步引起电气绝缘性能下降和短路等问题，要解决这一问题，必须对上的松香树脂系助焊剂残留物进行清洗.这样不但会增加生产成本，而且清洗松香树脂系助焊剂残留的清洗剂主要是氟氯化合物.这种化合物是大气臭氧层的损耗物质，属于禁用和被淘汰之列.仍有不少公司沿用的工艺是属于前述采用松香树指系助焊剂焊锡再用清洗剂清洗的工艺，效率较低而成本偏高。

图1、助焊剂

一、正统助焊剂：

各种无铅銲料之沾锡性(Wettability)不如63／37之有铅者早巳众所週知，是故无铅波焊之助焊剂商品，其在高温瞬间所散发的活性(Activity)一定要够强，才能协助去除成员们表面之氧化物。而且还须在270℃强热中至少要维持4—5秒不可裂解，方得派上用场展开行动。

二、水性助焊剂

最令人不安的是2007年起，也许EUY．要对电子电机产品提出另一项VOC Free，禁用“挥发性有机物”(Volatile Organic Compounds)的专业指令。果真如此者，则生产线势必将排除所有溶剂，而进入到某些水溶性助焊剂的境界。此种水性助焊剂的缺点与应改善者如下：

1、温度太低时会结冰，表面张力远高于有机溶剂者，以致溼润效果较差。

2、预热段需要更多的热量才能赶走水份，而且已除锈者也很容易再锈回来。

3．需要可强力喷洒(Spraying)效能更好的助焊机器组合，唯有在细小水点与实锥型之喷射水雾中，才能将多出2—3倍的涂佈量，推送进入小孔内或其顶部之．孔环表面。

图2、左图为voc  Free助焊剂应採用的喷洒型组合，右图为板子通过水性助焊剂过程的温度变化情形(黄线表板底面，

大发快盈500 绿线表板顶面，红线表预热管测)。

一旦必须採行水性助焊剂时，则整体波焊机组连线就不得不大幅改变了 。例如：由泡抹型改爲喷洒型之涂佈、预热亦需加强、当然如此一来浮渣也难免爲之增多。高活力水性助焊剂之波焊后，必须要经过彻底水洗才能出货。通常水性助焊剂可分爲有机与无机两类，其中活性剂之活力都比RA型更强，而且还要加入湿润剂以方便进入死角与小孔。而完成波焊后也必须彻底洗淨并通过离子污染测试者，其后续才不致发生电化迁移ECM的重重隐忧。

大发快盈500 表1、四种常用有机溶剂与水的物性比

三、免洗助焊剂

此类商品主要特点就是固形物成份(Solid Content)很低，约在2—3％bywt左右，而且焊后还要在高温高溼环中通过表面绝缘电阻(SIR)的测试才算过关。大凡活性不足的弱势助焊剂，必须要搭配氮气环境(残氧率以1500ppm为宜)。以减少过程中的再氧化，如此之波焊效果才会较好。否则已取得活性的金属表面，在可用时间不足及操作范围太窄下，当然就不容易焊好了。

由于严格限制了助焊剂的固态含量和腐蚀性，其助焊性能必然受到限制。要获得良好的焊接质量，还必须对焊接设备提出新的要求——具有惰性气体保护功能。除了采取上述措施外，免清洗工艺还要求更严格地控制焊接过程的各项工艺参数，主要包括焊接温度、焊接时间、压锡深度和PCB传送角度等。应根据使用不同类型的免清洗助焊剂，调整好波峰焊设备的各项工艺参数，才能获得满意的免清洗焊接效果。