身份证号码：45010219791011xxxx
摘要：在印制电路板制作中离不开焊锡等焊接工艺，它对印制电路板最终的质量影响极大。为保证焊接工艺的顺利进行，在操作中通常要使用助焊剂。文章主要探讨助焊剂的正确选用和对助焊剂使用中残留物的处理技术，即免清洗技术的操作要点。
关键词：印制电路板；助焊剂；免清洗技术
1、前言
助焊剂是指在焊接（如印制板焊锡技术）工艺中能帮助和促进焊接的进行，同时具有保护作用、阻止氧化反应的化学物质。助焊剂主要由树脂、溶剂、表面活性剂、有机酸活化剂、防腐蚀剂、助溶剂、成膜剂等组成，各成分在助焊剂中发挥不同的作用。
2、助焊剂使用中应注意的问题
2.1 正确选用助焊剂
对选用的助焊剂来说，一般必须达到下列要求。
（1）助焊剂应有适当的活性温度范围。在焊料熔化前开始起作用，在施焊过程中较好地发挥清除氧化膜、降低液态焊料表面张力的作用。焊剂的熔点应低于焊料的熔点，但不易相差过大。
（2）助焊剂应有良好的热稳定性，一般热稳定温度不小于100 ℃。
（3）助焊剂的密度应小于液态焊料的密度，这样助焊剂才能均匀地在被焊金属表面铺展，呈薄膜状覆盖在焊料和被焊金属表面，有效地隔绝空气，促进焊料对母材的润湿。
（4）助焊剂的残留物不应有腐蚀性且容易清洗；不应析出有毒、有害气体；要有符合电子工业规定的水溶性电阻和绝缘电阻；不吸潮，不产生霉菌；化学性能稳定，易于贮藏。
2.2 助焊剂喷涂工艺中各因素的控制
目前助焊剂的喷涂方式主要有以下三种：
（1）超声喷涂。是将频率大于20 kHz的振荡电能通过压电陶瓷换能器转换成机械能，把焊剂雾化，经压力喷嘴喷到线路板上。
（2）丝网方式。由微细、高密度小孔丝网的鼓旋转空气刀将焊剂喷出，由产生的喷雾，喷到线路板上。
（3）压力喷嘴喷涂。直接用压力和空气带焊剂从喷嘴喷出。在助焊剂喷涂中，要注意各工艺因素的正确控制。例如，要正确设定喷嘴的孔径、烽量、形状、喷嘴间距，避免重叠影响喷涂的均匀性。要注意设定超声雾化器电压，以获取正常的雾化量。要正确选择设定喷嘴运动速度，合理控制线路板传送带速度。正确设定相应的喷涂宽度。此外，还要保证焊剂的固含量要稳定。
3 助焊剂免清洗技术的应用和操作技术要点
3.1 免清洗技术的特点
免清洗是指在电子装联生产中采用低固态含量、无腐蚀性的助焊剂，在惰性气体环境下焊接，焊后电路板上的残留物极微、无腐蚀，且具有极高的表面绝缘电阻，一般情况下不需要清洗就能达到离子洁净度的标准，可直接进入下道工序的工艺技术。使用免清洗技术后，就不必进行清洗工作，因此可以大量节约清洗人工、设备、场地、材料（水、溶剂）和能源的消耗，同时由于工艺流程的缩短，节约了工时，提高了生产效率。使用免清洗技术还可不使用消耗臭氧层物质（ODS），也大幅度地减少了挥发性有机物（VOC）的使用，从而对保护臭氧层具有积极作用。
此外，由于免清洗技术的实施，要求严格控制材料的质量，如助焊剂的腐蚀性能（不允许含有卤化物）、元器件和印制电路板的可焊性等；在装联过程中，需要采用一些先进的工艺手段，如喷雾法涂覆助焊剂、在惰性气体保护下焊接等。实施免清洗工艺，可避免清洗应力对焊接组件的损伤，因此免清洗对提高产品质量是极为有利的。
3.2 使用免清洗技术应注意的问题
3.2.1 正确选用材料
要使焊接后的线路板面不用清洗就能达到规定的质量水平，首先助焊剂的选择是一个关键，通常对免清洗助焊剂有下列要求：
（1）低固态含量传统的助焊剂有较高的固态含量（20%～40%）、中等的固态含量（10%～15%）和较低的固态含量（5%～10%），用这些助焊剂焊接后的线路板面或多或少都会有残留物，而使用免清洗技术的助焊剂的固态含量要求低于2%，而且不能含有松香，这样才能保证焊后线路板面基本无残留物。
（2）无腐蚀性
传统的助焊剂因为有较高的固态含量，焊接后可将部分有害物质包裹起来，隔绝与空气的接触，形成绝缘保护层。而免清洗助焊剂，由于极低的固态含量不能形成绝缘保护层，若有少量的有害成分残留在板面上，就会导致腐蚀和漏电等严重不良后果。因此，免清洗助焊剂中不允许含有卤素成分，表面绝缘电阻应大于1.0×1011 Ω。
（3）可焊性
可焊性与腐蚀性是相互矛盾的一对指标，为了使助焊剂具有一定的消除氧化物的能力，并且在预热和焊接的整个过程中均能保持一定程度的活性，就必须包含某种酸。在免清洗助焊剂中用得最多的是非水溶性醋酸系列，配方中可能还有胺、氨和合成树脂，不同的配方会影响其活性和可靠性。不同的企业有不同的要求和内部控制指标，但必须符合焊接质量高和无腐蚀性的使用要求。
（4）符合环保要求
必须无毒、无强烈刺激性气味，基本不污染环境，操作安全。此外，要选用免清洗线路板和元器件。在实施免清洗焊接工艺中，线路板及元器件的可焊性和清洁度是需要重点控制的。为确保可焊性，在要求供应商保证可焊性的前提下，生产厂应将其存放在恒温干燥的环境中，并严格控制在有效的储存时间内使用。为确保清洁度，生产过程中要严格控制环境和操作规范，避免人为的污染，如手迹、汗迹、油脂、灰尘等。
3.2.2 掌握技术要点
在采用免清洗助焊剂后，虽然焊接工艺过程不变，但实施的方法和有关的工艺参数必须适应免清洗技术的特定要求。
（1）助焊剂的涂覆。为了获得良好的免清洗效果，助焊剂涂覆过程必须严格控制助焊剂的固态含量和涂覆量。助焊剂的涂覆方式一般有发泡法、波峰法和喷雾法。在免清洗工艺中，不宜采用发泡法和波峰法。其原因是多方面的：①发泡法和波峰法的助焊剂是放置在敞开的容器内，由于免清洗助焊剂的溶剂含量很高，特别容易挥发，从而导致固态含量的升高，因此在生产过程中用比重法来控制助焊剂的成分保持不变是有困难的，且溶剂的大量挥发也造成了污染和浪费；②由于免清洗助焊剂的固体含量极低，不利于发泡；③涂覆时不能控制助焊剂的涂覆量，涂覆也不均匀，往往有过量的助焊剂残留在板的边缘。喷雾法是最新的焊剂涂覆方式，最适用于免清洗助焊剂的涂覆。
（2）预热。涂覆助焊剂后，焊接件进入预热工序，通过预热挥发掉助焊剂中的溶剂部分，增强助焊剂的活性。在免清洗技术中要正确控制预热温度。实践证明，采用免清洗助焊剂后，若仍按传统的预热温度（90±10）℃来控制，则有可能产生不良的后果。其主要原因是：免清洗助焊剂是一种低固态含量、无卤素的助焊剂，其活性一般较弱，且它的活性剂在低温下几乎不能起到消除金属氧化物的作用，随着预热温度的升高，助焊剂逐渐开始激活，当温度达到100 ℃时，活性物质才被释放出来与金属氧化物迅速反映。另外，免清洗助焊剂的溶剂含量相当高（约97%），若预热温度不足，溶剂就不能充分挥发，当焊件进入锡槽后，由于溶剂的急剧挥发，会使得熔融焊料飞溅而形成焊料球或焊接点实际温度下降，产生不良焊点。因此，免清洗工艺中控制好预热温度是一重要环节，通常要求控制在传统要求的上限（100 ℃）或更高（按供应商指导温度曲线），且应有足够的预热时间供溶剂充分挥发。
（3）焊接。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，即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、线路板压锡深度和线路板传送角度等。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。
参考文献：
[1]薛树满，周瑞山．非松香型低固含量免清洗助焊剂[P].北京，1994．
[2]王伟科，赵麦群，邬涛．焊膏用免清洗助焊剂的制备与研究[J]，电子工艺技术，2006，27（1）：8-13．
[3]张胜伟．新型助焊剂与锡焊膏的制各与研究初探[D]，西安：西安理工大学，2006.