一、在波峰焊接應用中如何評估和選擇助焊劑

1）對助焊劑的能力評估

（1）助焊劑的理化性能試驗（供方）

① 理化性能試驗內(nèi)容。對助焊劑的理化性能試驗內(nèi)容要求，目前國內(nèi)外電子業(yè)界普遍按IPC/J—STD—004“助焊劑技術要求（Requirements for Soldering Fluxes）”進行。

② 試驗方法。對助焊劑的理化性能試驗方法，目前電子業(yè)界普遍采用IPC—TM—650“測試方法手冊（Test Methods Manual）”規(guī)定的方法進行。

助焊劑試驗內(nèi)容及對應的試驗方法，見下表。

（2）綜合性能要求（用戶）

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

● 化學活性滿足應用要求（能有效地除去基體金屬和釬料表面的氧化膜）；

● 對基體金屬助焊劑自身的潤濕性和漫流性要好；

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

● 浸潤擴散速度比熔化釬料快，通常要求擴展≥90%；

● 黏度和密度要小，黏度大會使浸潤擴散困難，密度大就不易充分覆蓋釬料表面；

● 熱穩(wěn)定性好，在常溫下儲存穩(wěn)定；

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

● 助焊劑反應迅速；

● 焊后殘渣易于去除，并具有不腐蝕、不吸濕和不導電等特性；

● 焊接后不沾手，在長期間使用中不會導致波峰焊接設備的傳動系統(tǒng)堵塞、磨損增大，甚至導致設備夾送失速或損壞（若助焊劑黏度過大就易發(fā)生上述問題）。

（3）實際應用效果評估

在焊接過程中，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、有機酸、胺、氨化物等），但最終配制的助焊劑焊后的殘留物和凝結的焊接煙塵應是無腐蝕性的，而且在電氣上是絕緣的。因此，在選擇助焊劑時，制造商提供的理、化性能試驗數(shù)據(jù)均屬于單項因數(shù)的，只能供選型時參考。而波峰焊接過程是物理學、化學、熱力學和冶金學等綜合因素共同作用的結果，在這一過程中助焊劑類似于化學反應中的觸媒劑，觸發(fā)并促進物理的、化學的、熱學的和冶金學的反應，所以最終還是要看它的實際應用效果。

① 試驗條件。實際應用效果的評估通常都是由供、需雙方共同確認條件：

● 選擇中等檔次的波峰焊接設備；

● 由需方提供2～3種中等組裝密度的混合安裝（即同時混合安裝有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；

● 焊后焊點的質(zhì)量驗收標準，按IPC—A—610D規(guī)定要求進行。

② 效果評估。

● 有鉛波峰焊接空氣條件下：缺陷率 ≤ 500ppm；氮氣條件下：缺陷率 ≤ 100ppm。

● 無鉛波峰焊接空氣條件下：缺陷率 ≤ 1000ppm；氮氣條件下：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商很多，但良莠不齊，產(chǎn)品質(zhì)量和用應效果差異很大。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)考驗和驗證，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、焊點質(zhì)量和殘留物的安全性等均優(yōu)于目前國外同類產(chǎn)品，因而深受生產(chǎn)車間的歡迎。

（2）無鉛波峰焊接用助焊劑

為無鉛工藝設計的免清洗助焊劑中有增強型的活化劑配方，以改善在更高的預熱和焊接溫度下的熱穩(wěn)定性。雖然它們與釬料接觸時間變長，但其活性在PCB離開釬料波時仍然存在，這有利于在減少橋連的同時改善通孔的填充性。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)展趨勢是用無VOC助焊劑和無鉛釬料實現(xiàn)波峰焊接的完全“綠色化”。無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流式預熱。在此基礎上，控制好預熱條件，就可實現(xiàn)在進入釬料波前將水汽除去。

在無鉛波峰焊接用助焊劑的發(fā)展方面，近些年來國內(nèi)有不少單位在進行此方面的研究工作，也推出了一些產(chǎn)品。但經(jīng)過用戶全面的對比試驗和生產(chǎn)試用后，深圳市合明科技有限公司開發(fā)的擁有國家獨立知識產(chǎn)權的無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。這得益于該公司強大的研發(fā)實力、嚴格的質(zhì)量管理和完整的國內(nèi)獨一無二的對歷次產(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：

(1)PCBA電路板組件清洗防止由于污染物對元器件、印制導線的腐蝕所造成的短路等故障的出現(xiàn)，預防電氣短路和電阻變化等問題的發(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熱性能，通過去除熱導介質(zhì)和粘合劑等雜質(zhì)，提高散熱效果，保護電子元器件。

(4)電路板清洗可以保證組件的電氣測試可以順利進行，大量的殘余物會使得測試探針不能和焊點之間形成良好的接觸，從而使測試結果不準確。

(5)電路板清洗過程中使用的環(huán)保水基清洗劑和清洗工藝能夠減少對環(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、增強可靠性、改善導熱性能，并保護環(huán)境。

水基清洗的工藝和設備配置選擇對清洗精密器件尤其重要，一旦選定，就會作為一個長期的使用和運行方式。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)生電化學遷移，形成樹枝狀結構體，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、灰塵、塵埃等，這些污染物會導致焊點質(zhì)量降低、焊接時焊點拉尖、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注的呢？助焊劑或錫膏普遍應用于回流焊和波峰焊工藝中，它們主要由溶劑、潤濕劑、樹脂、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，從產(chǎn)品失效情況來而言，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，松香樹脂殘留物易吸附灰塵或雜質(zhì)引發(fā)接觸電阻增大，嚴重者導致開路失效，因此焊后必須進行嚴格的清洗，才能保障電路板的質(zhì)量。

合明科技運用自身原創(chuàng)的產(chǎn)品技術，滿足芯片封裝工藝制程清洗的高難度技術要求，打破國外廠商在行業(yè)中的壟斷地位，為芯片封裝材料全面國產(chǎn)自主提供強有力的支持。

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