免清洗助焊剂种类

　　随着电子行业的飞速发展，对电子封装技术的要求越来越高，特别是在全球推广无铅化的进程中，无铅焊料将成为一个发展热点。而在各种助焊剂中，免清洗助焊剂具有环境友好、焊接生产周期短、成本低等优点，是助焊剂发展的趋势。目前国内外对于无铅焊料用免清洗型助焊剂的研究非常多，但是由于无铅焊料的种类繁多，助焊剂成分也较复杂，配套性不好，所以无铅焊料用免清洗助焊剂将成为研究热点。另外由于目前助焊剂中的溶剂多为低沸点醇，这些醇类属于易挥发的有机化合物(voc)，而VOC对人体和环境的影响较大，且由于容易燃烧而带来安全隐患，所以已有学者研究使用去离子水代替VOC作为助焊剂溶剂，但由于某些活性剂和添加剂在去离子水中溶解度不大，所以优良无VOC免清洗助焊剂的研制是今后重要的发展方向。

　　目前用于电子类产品的免清洗助焊剂根据是否含有松香来进行分类，即分为 含松香(树脂)及不含松香(树脂)的这样两个大类，此两类焊剂固含量均可保证在2％左右或以下，所以，焊后表面残留均能够达到客户的要求；同时，因为不含松香或松香含量较少，为加强可焊性能，从多加活化剂与润湿剂方面努力提高助焊剂的可焊性能。有些资料上根据固含量分为 ：低固态免清洗助焊剂和高固态免清洗助焊剂。

　　3.1免清洗助焊剂种类

　　3.1.1低松香型免清洗助焊剂

　　低松香型免清洗助焊剂是一种专为用于机器焊接高级多层电路板的助焊剂。此类助焊剂助焊能力强，发泡性能好，不含卤素，在焊接时产生的烟雾和其残余物对焊料和裸铜无腐蚀性，在较高的预热温度100℃～130℃时得到最佳状态。因此，它是一种较理想的免清洗助焊剂，在板子上具有极高的表面绝缘阻抗以及快干的效果，板子的粘腻感亦可以减少到最低的程度，能够轻易地通过测试程序，适用于任何高档线路板波峰焊、喷焊及手工焊。该助焊剂中溶剂既要对焊接表面具有良好的保护作用，又要有适当的黏度。高沸点的醇保护效果较好，但黏度大、使用不便；低沸点的醇黏度低，但保护性差，因而可以考虑选择混合醇的方法。有资料表明，乙醇、乙二醇、丙三醇和乙二醇丁醚的配比(质量比)为2:8:8:1的混合溶剂效果最佳。

　　松香选用经改良的电子用高稳定性松香树脂，而且在焊接中必须加入一些溶解在松香中以改善焊接速度的添加剂，来除去金属表面变暗的氧化层，以加强焊接能力，目前这方面最适宜的是将润湿能力较强的有机胺和有机酸结合起来使用。如薛树满等人在专‘利中介绍了以脂肪族二元酸、芳香酸或氨基酸为活性成分，低级脂肪醇为溶剂，烃、醇、脂为成膜剂，助溶剂为醚、脂的无卤素松香型低固含量免清洗助焊剂。

　　3.1.2无松香型免清洗助焊剂

　　该类助焊剂是采用无卤素、无松香和合成树脂以及新型活性剂的体系。无松香、无卤素的免清洗型助焊剂主要由活化剂、溶剂、成膜物和抗氧化热稳定剂组成。溶剂选用高沸点醇和低沸点醇的混合物；活化剂选用有机酸和有机胺的混合物；成膜物选用合成高分子树脂材料，这类物质具有良好的电气性能，常温下起保护膜作用不显活性，在200℃~300℃的焊接温度下显示活性。硅改性丙烯酸树脂具有无腐蚀、防潮及三防性能优异的特点，可将其作为成膜剂。另外选用抗氧化热稳定剂对苯二酚、保护剂苯骈三氮唑作为辅助成分。如以已二酸、癸二酸、苯骈三氮唑为活性成分，乙二醇单丁醚、乙醇、异丁醇为溶剂，美国托马思两性活性剂、碳氟离子表面活性剂、快速渗透剂OT为特殊成分的低固含量免清洗助焊剂。

　　3.2免清洗助焊剂可靠性评价

　　市场上常见的免清洗助焊剂虽然固体含量低，配制时将其活性成分的腐蚀性降为最小，但并不能完全排除焊后印制板上留有电介质残留物。因此长时间的潮热条件下工作的电路板，线路间在电场作用下会发生绝缘劣化及腐蚀现象。目前国内最常用的可靠性评价试验主要为：表面绝缘阻抗测试，其次铜镜腐蚀测试、离子浓度测试、软钎焊性试验等。

　　3.2.1表面绝缘阻抗测试

　　试验时用规定的材质的梳型电极或环型电极，均匀地涂覆定量的焊剂，在约85℃的温度下干燥30 rain作为试片。先在常态下测定上述试片的绝缘电阻，然后将试片置于温度为(40±2)℃，湿度约90％的恒温恒湿箱中，保持96 h后取出，再放人用在(20±2)℃温度下的特级酒石酸钠的饱和溶液调节湿度(90％)的干燥器中，在1 h内取出，然后在标准状态下，使用绝缘电阻测定器测定表面绝缘电阻。表面绝缘电阻值大于108Ω才算符合可靠性要求。

　　国外对于免清洗助焊剂的表面绝缘电阻要求较高，一般要求做加偏置电压、长时间潮热试验。观察焊后焊剂残留物对表面绝缘电阻的时效影响，以此来衡量免清洗助焊剂的可靠性。

　　3.2.2铜镜腐蚀测试

　　将欲测试的免清洗助焊剂滴在铜板(40.0mm×40.0 mm×0.2 mm)上，使其自然漫流，然后放人80℃的烘箱中烘2 h，取出冷却后再放入潮湿箱(温度40℃，湿度93％)中72 h查看铜板的颜色变化，如颜色变为深绿，则发生了腐蚀，如颜色无变化或有残渣，则表明未发生腐蚀现象。

　　3.2.3不粘附性试验

　　将粉笔末撒到此种涂有免清洗助焊剂焊料的表面，然后擦去，不粘附；用纱布方法试验，纱布上看不到助焊剂残留物，试板上也无明显纱布痕迹。说明此种免清洗助焊剂的不粘附性性能优良。

　　3.2.4软钎焊性试验

　　在涂有免清洗助焊剂的清洁铜板(50 mm×50mm×1 mm)中央放上HLSnPb50(D8 mm×4 mm)钎料，钎料上分别滴上两滴助焊剂，然后置于275℃的恒温箱内1 min，取出测其漫流面积，据此可判断助焊性能的强弱。

　　3.3免清洗助焊剂成分及作用作用

　　免清洗型助焊剂的成分包括溶剂、活性剂和其它添加剂。其它添加剂又包括表面活性剂、缓蚀剂、成膜剂和防氧化剂等。用户可根据焊料的种类、成分和焊接工艺条件等选择合适的助焊剂，所以助焊剂的配方灵活，种类非常多。

　　3.3.1溶剂：

　　是溶解焊剂中的所含成分，作为各成分的载体，使之成为均匀的粘稠液体。目前常用溶剂主要以醇类为主，如乙醇、异丙醇等，甲醇虽然价格成本较低，但因其对人体具有较强的毒害作用，所以目前甲醇已很少有正规的助焊剂生产企业使用。有酮类，醇类，酯类中的一种或几种混合物，常用的有乙醇、丙醇、丁醇、丙酮、甲苯异丁基甲、醋酸乙酯、醋酸丁酯等作为液体成分，其主要作用是溶解助焊剂中的固体成分，使之形成均匀的溶液，便于待焊元件均匀涂布适量的助焊剂成分，同时它还可以清洗轻的脏污和金属表面的油污。一般为高沸点和低沸点醇的混合物，有的使用水溶性的醇和不溶于水的醚作溶剂.

　　3.3.2活化剂：

　　以有机酸或有机酸盐类为主，无机酸或无机酸盐类在电子装联焊剂中基本不用，在其它特殊焊剂中有时会使用。如丁二酸，戊二酸，衣康酸，邻羟基苯甲酸，葵二酸，庚二酸、苹果酸、琥珀酸等，其主要功能是除去引线脚上的氧化物和熔融焊料表面的氧化物，是助焊剂的关键成分之一。