每種方法都會(huì)留下不同程度的風(fēng)險(xiǎn)，導(dǎo)致存在助焊劑殘留物，可能會(huì)導(dǎo)致故障。SMT焊接方式的風(fēng)險(xiǎn)最低，而使用液體助焊劑的風(fēng)險(xiǎn)最高。了解應(yīng)用過程，助焊劑中的成份以及助焊劑制造商的建議可以極大地提高電子設(shè)備的可靠性。助焊劑是指能夠去除PCB表面、焊料本身的氧化物或表面其他污染，濕潤被焊接的金屬表面，同時(shí)在焊接時(shí)保護(hù)金屬表面不被再次氧化，減少熔融焊料的表面張力，促進(jìn)焊料擴(kuò)展與流動(dòng)的化學(xué)物質(zhì)。其作用是，輔助熱傳遞、去除氧化物、降低表面張力及防止再氧化。您可能會(huì)聽到“低活性”和“高活性”這兩個(gè)術(shù)語，以描述焊接后的助焊劑殘留物是否具有引起清潔相關(guān)故障的風(fēng)險(xiǎn)。但是，從化學(xué)的角度來看，這些術(shù)語沒有準(zhǔn)確定義，也沒有單一的標(biāo)準(zhǔn)分析或化學(xué)測試將助焊劑殘?jiān)诸悶椤暗突钚浴被颉案呋钚浴薄?/span>這是因?yàn)樾孤╇娏饕鸬墓收喜粌H取決于助焊劑的化學(xué)性質(zhì)和施加的助焊劑的量，而且電氣靈敏度和使用環(huán)境也會(huì)對可靠性產(chǎn)生重大影響。波峰焊，選擇焊和手工焊接中使用的大多數(shù)液體助焊劑成份包括： 活化劑和成膜劑對失效風(fēng)險(xiǎn)的影響比其他因素更大。作用：清潔焊接表面，降低表面張力的作用。免洗型的助焊劑通常會(huì)使用有機(jī)弱酸（WOA）作為活化劑。一部分弱酸為戊二酸，琥珀酸和己二酸。活化劑的存在使焊劑殘留物具有風(fēng)險(xiǎn)，因?yàn)樗鼈兪撬嵝缘?，但對于獲得良好的焊點(diǎn)來說是必備的。它們與金屬氧化物反應(yīng)形成金屬鹽，促進(jìn)潤濕，并且在鹽溶解后形成冶金鍵。在焊接過程中逐步消耗酸性物質(zhì)，該酸可能會(huì)用于其他有污染或分解反應(yīng)的反應(yīng)中，但這些反應(yīng)并不一致，取決于助焊劑的化學(xué)性質(zhì)和其他不易控制的因素。大多數(shù)有機(jī)弱酸在焊接溫度下基本上不會(huì)蒸發(fā)。因此，重要的是將活化劑的量（和助焊劑）調(diào)整到良好焊接所需的最小量。
成膜劑是不溶于水的高熔點(diǎn)化學(xué)品。焊接后，它們形成了大部分可見殘留物。它們起著包含活化劑的作用，并防止它們?nèi)芙庠谒小?/span>“低固態(tài)”助焊劑配方幾乎不含成膜劑，幾乎沒有可見的殘留物。從理論上講，更多的成膜劑可以減少發(fā)生故障的風(fēng)險(xiǎn)，但同時(shí)也會(huì)使組件看起來很臟。成膜劑最常見的成份是松香，化學(xué)改性的松香和合成樹脂。溶劑的主要作用是溶解焊劑中的所有成份，使之成為均勻的黏稠液體，易于使用。有時(shí)，可以使用幾種具有不同沸點(diǎn)的溶劑來確保焊接曲線的不同溫度階段保持物理性能，必須在焊接過程中完全蒸發(fā)。如果溶劑存在助焊劑殘留物中，則會(huì)增加發(fā)生故障的風(fēng)險(xiǎn)。重要的是要確保僅將助焊劑施加到組件的暴露于峰值焊接溫度的區(qū)域。在波峰焊接過程中，助焊劑可以通過孔流到組件的頂側(cè)，也可以在保護(hù)層下流過，從而不會(huì)出現(xiàn)在在高溫下。手工施加的液體助焊劑可能會(huì)特別成問題，人為的因素影響很大。添加劑通常只占助焊劑的小部分。它們可以是增塑劑，染料或抗氧化劑。雖然制造商可能會(huì)添加化學(xué)成分來幫助提高可靠性，但其殘留的影響微乎其微。
由于所使用的助焊劑的量很重要，因此這些不同的應(yīng)用過程會(huì)帶來與清潔相關(guān)的故障的風(fēng)險(xiǎn)等級不同。錫膏助焊劑的風(fēng)險(xiǎn)最小，這是因?yàn)槭褂镁W(wǎng)板或印刷機(jī)來控制錫膏助焊劑的施加量。表面貼裝中回流焊殘留物造成的故障很少（QFN可能有問題）。液體助焊劑的使用則帶來更大的風(fēng)險(xiǎn)。噴射使用比其他過程可使用更多的助焊劑。如果未進(jìn)行最佳控制，則該工藝可能會(huì)施加比所需更多的助焊劑，從而留下更多的酸性殘留物，為潛在的化學(xué)腐蝕反應(yīng)創(chuàng)造更有利的條件，而且液體助焊劑也可能會(huì)流向未處于高溫下的部分?？刂剖止ず附舆^程中施加的助焊劑的量也可能很困難，過量的助焊劑可能在附近的組件下流動(dòng)，人工熟練程度影響很大。
助焊劑殘留物指的是焊接后不揮發(fā)成份、殘留的活性成份以及生成的金屬鹽類。
助焊劑殘留物的種類：PCB焊接后殘留物的產(chǎn)生與焊接過程中使用的助焊劑類型有密切的關(guān)系，從使用的助焊劑類型來看常見的殘留物主要分為以下兩類。- 松香焊劑的殘留物：主要是由聚合松香、未反應(yīng)的活化劑以及焊接時(shí)松香與熔融的焊料之間反應(yīng)生成的鹽等組成。
這些物質(zhì)在吸潮后體積膨脹，部分物質(zhì)還與水發(fā)生水合反應(yīng)。這些呈白色或褐色的殘留物吸附在PCB上，清除異常困難。
- 有機(jī)酸焊劑殘留物：如目前廣泛使用的免洗助焊劑，其主要由多種有機(jī)酸組成，也包含一些在高溫下可以產(chǎn)生鹵素離子的化合物。
這類殘留物最難除去的是有機(jī)酸與焊料形成的鹽類，它們有較強(qiáng)的吸附性能且溶解性較差。
最常用的評判助焊劑殘留物的方法是表面絕緣電阻測試和電化學(xué)遷移測試。盡管沒有一個(gè)能進(jìn)行全面風(fēng)險(xiǎn)評估的工具，但是有一些風(fēng)險(xiǎn)評估方法能成功的降低失效的風(fēng)險(xiǎn)。通常在SMT清洗操作過程中通過溶劑萃取物（ROSE）的電阻率來間接判定助焊劑殘留離子的清潔度，數(shù)值結(jié)果有助于確保合格的焊料和清洗過程。離子色譜法IC已成為一種常用的技術(shù)，用于識(shí)別SMT表面上的常見離子，并提供焊接后殘留的有機(jī)弱酸活化劑含量的直接測量值。對于液體助焊劑尤其重要，因?yàn)榭梢院苋菀椎貦z測出所施加的助焊劑量，不同的離子色譜方法產(chǎn)生不同的結(jié)果。完整的組件浸泡測試為整個(gè)組件表面上檢測到的平均的離子濃度，而局部提取技術(shù)則可在小范圍內(nèi)測量離子濃度。
對于可靠性要求比較高的電子產(chǎn)品，焊接后必須經(jīng)過嚴(yán)格的清洗工藝。為了降低清洗的難度，在PCB完成焊接后應(yīng)盡快進(jìn)入清洗工序，在清洗時(shí)既要針對非極性殘留物也要針對極性殘留物，因此需使用極性與非極性的混合溶劑來清洗才能有效除去殘留物。當(dāng)然，必須選擇完全合規(guī)的環(huán)境友好型清洗劑。
理想的助焊劑應(yīng)該具有高活性、低腐蝕性，然而兩者卻是彼此對立的指標(biāo)，常常有很多助焊劑在一味追求高活性的同時(shí)忽視了其腐蝕性。因此在面對諸多的助焊劑時(shí)，有必要進(jìn)行實(shí)際的焊接工藝試驗(yàn)來選擇性能良好、可靠性高的助焊劑。
在保證焊接質(zhì)量的前提下，焊接過程中應(yīng)適當(dāng)提高預(yù)熱溫度和焊接溫度，保證必要的焊接時(shí)間，使助焊劑中的活性劑及溶劑盡可能多的隨高溫分解或揮發(fā)，減小焊后殘留物。
