助焊剂的分类.doc

(完整版)助焊剂的分类五、助焊剂的分类（一)、国际较通用的主要分类方法： （二）、目前国内对焊剂的几种分类:1、参照中华人民共和国国家标准软钎焊用钎剂Soldering fluxes（GB/T15829。115829.41995）之相关规定中“GB/T15829.1-1995”对软钎焊用钎剂的分类及代码规定如下：在“GB/T15829.21995”中参照了QQS571E的相关标准，对树脂类钎剂的型号表示方法进行了以下规定：“根据需要，可以在钎剂型号后面用间隔符号隔开，将表示钎剂活性度的符号R（纯树脂基钎剂)、RMA（中等活性的脂基钎剂）、RA（活性树脂钎剂）标注于后”。2、本人根据助焊剂的发展历程，结合目前市场上客户的使用习惯以及助焊剂的用途等,对助焊剂进行了以下分类：（1）、松香型助焊剂此类助焊剂为传统型助焊剂，相对来讲含有较多的松香或树脂,因此固含量较高,多在1520%或以上，一般松香型焊剂含有少量卤素，所以可焊性较强,能够适用于多种板材，焊完后的焊接面会有一层极薄的保护膜,从而保护焊点不被氧化，不被潮汽侵蚀。松香型焊剂发展到上世纪90年代中期,有许多使用松香型助焊剂的客户，开始注意到焊后残留的问题，为了达到较好的光洁效果,不少客户采取了焊后清洗的办法,对此不少专家认为这种“用松香型焊剂焊接，焊后再进行清洗的工艺”是目前最为可靠的一种焊接方式。但是，焊后清洗工序的增加造成了生产成本的上升，很快就成为困扰客户的一个问题，因此，一种新型的松香型焊剂应运而生,这种焊剂同样含有松香,但松香含量不是很多,焊后可不清洗，这就是我们在以下要谈的“免清洗低固态助焊剂”。 结合以上所述，我们可以发现其实在松香型焊剂中,大致讲来也可以分为“松香不清洗型、松香清洗型和松香免清洗型这样三种.(2)、免清洗低固态助焊剂 此类助焊剂是直接从松香型焊剂演变而来的，它充当了从“松香型助焊剂”到“免清洗无残留助焊剂”发展过程中过渡者的角色;它们含有松香或树脂,但含量不多,一般固含量在810或以下,多数含少量卤素也有的不含卤素,卤素含量基本要求控制在0。2%以下，焊接性能基本可达到普通松香型的效果，但焊后板面较为清洁，可清洗也可不清洗；相对来讲此类焊剂的“可焊性能及“可靠性”要比“免清洗无残留助焊剂”强一些，相比松香型焊剂又稍弱一些,但焊后的可靠性一般能满足客户的要求。（3）、免清洗无残留助焊剂免清洗无残留助焊剂从上世纪90年中期开始在我国逐步推广，在推广初期因为技术上的各种缺陷，以及习惯了使用松香型助焊剂客户的排斥，直到90年代未期才逐步被市场接受，同一时期我们国家制定了免清洗助焊剂相关的行业标准。在2000年以后越来越多的客户使用各种免清洗助焊剂，同时客户对免清洗助焊剂提出了更高的要求，从外观要求“无色透明”到助焊剂本身的可焊性、以及焊后的表面残留及离子残留等方面都越来越严格。在目前的免清洗无残留助焊剂中，有含松香（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，大多数焊剂生产商为加强可焊性能，从多加活化剂与润湿剂方面努力提高助焊剂的可焊性能，这也正是很多习惯于松香型焊剂的客户不能很快接受的一个原因，因为他们担心，在没有松香的情况下，加强活化剂会造成焊接后的隐患。其实在“免清洗无残留助焊剂”推广初期,确实存在这样的问题，随着技术的不断提升与成熟，到目前为此这种状况已经得到了很好的解决.在外观方面多数能够做到无色或较淡颜色且透明、无沉淀及悬浮物，并能保持物理性能的稳定性.另外，此类焊剂多数不含卤素,基本可以保证焊后无离子残留或很少离子残留物，参照JSTD-001B及MILSTD2000A等国际相关标准要求，免清洗焊剂焊后离子污染物应在1.56gNaCl/cm 2 以下;关于助焊剂离子残留量等级的化分一般参照：一级在200gNaCl/cm2以下,二级在100gNaCl/cm2以下,三级在40gNa-Cl/cm2以下之规定；如能达到以上要求，基本可保证焊后板面无漏电或后续腐蚀的现象，确保焊后的稳定性与可靠性。 虽然以上两种焊剂都称之为“免清洗型”焊剂,但我们通常需要了解的是，“免清洗型”焊剂并不是不能清洗，也不是完全不必要清洗，更不是完全没有焊后残留物，类似于“免清洗无残留”型焊剂，只是相对来讲残留较少罢了。这里要搞清楚的实际上就是“免清洗和“无残留这样两个概念，是否需要“免清洗”以及是否要清洗，都要看被焊接产品本身的要求而定，在精密电子装联工艺中，或要求100%的良品保证时，如军工、航天或医用电子产品的装联过程，任何极其微量的残留都有可能导致产品的不良，因此，多数时候这些行业并不能做到真正的“免清洗”；只有在具体的个案中，特定的条件下,当充分考证焊剂的残留物不足以造成产品的不良时,才有可能做到真正的“免清洗”。（4）、其他助焊剂：、搪锡用助焊剂此类助焊剂适用于线材、变压器、线圈或其他元件管脚镀锡，可分为免清洗型与松香型两种，目前多数厂家使用免清洗型焊剂,并有以下几点要求：焊后无残留、对管脚无腐蚀、焊脚光亮、上锡快、易爬升、焊后管脚表面平滑无点状凹凸不平等.、线路板预涂层助焊剂在印制线路板生产工序完成后，为防止线路板上焊盘的氧化,需要在其表面做一个涂层，这时所选用的助焊剂就是“线路板预涂层助焊剂”.目前，多数单面板及少数双面板都有做这样的一个涂层，在涂布工艺上多数为滚涂法；要求助焊剂涂布后在整个板面的分布均匀，板面光洁透明、无明显松香树脂涂布痕迹.、线路板热风整平助焊剂此类助焊剂为双面或多层印制线路板制造工艺专用助焊剂，适用于双面板及多层板的整平喷锡工艺,它能够使锡液流动性能加强，上锡迅速、均匀且镀层极薄，不阻塞线路板贯穿孔，不易产生针孔而能够获得致密锡层。此类焊剂多数在焊后可适用清水洗涤.多数客户要求焊接时烟雾要少、活性要好、上锡面具有镜面光泽、锡润湿性佳、上锡速度快。目前可以采用刷涂、喷涂、鼓泡、滚涂等方法对此类焊剂进行涂布。、水清洗助焊剂在助焊剂发展过程中，为达到板面清洁无残留的目的,多数采用焊后清洗的方法解决，但是，长期使用有机溶剂作为清洗剂，易对环境造成污染，并对人体造成不良影响；为响应环保要求，人们开始思索用水作为清洗剂的可能性，为了配合水清洗的效果，助焊剂研发厂商开始对助焊剂进行改良，首先保证焊后板面的残留物具有水溶性，而且要易溶于水，只有这样,在焊后才能够被水清洗。通过反复的实验，目前多数助焊剂生产厂商已能掌握相关生产技术，但是问题仍然存在，主要有两个方面：第一，焊后在延时清洗时效果不好,有些焊剂因活性太强会腐蚀焊点与焊盘而造成氧化，有时会造成管脚发蓝的现象，如果焊后即刻清洗则不会存在这样的问题，这也是使用厂商所最为烦恼的困扰之一;第二，焊后水清洗的效果不理想，有时会有清洗不掉的残留,有时洗后会造成泛白的现象.、水基助焊剂上文已有论述助焊剂常用的传统溶剂以醇类为主，也有时添加少量醚类或其他物质作为助溶剂，虽然这些物质本身对人体及环境的影响不是特别大，但是经过高温分解后的产物也可能会对环境及人体造成不利影响；近年，人们开始研发以水作为溶剂基体的助焊剂，此类助焊剂我们称之为“水基助焊剂”.“水基助焊剂的生产技术已不是很大难题，目前存在的主要问题在客户使用工艺的配合方面，很多客户的现有设备不能达到水基焊剂的使用要求，特别是预热方面，预热效果较差的波峰焊机在使用水基焊剂时，因预热不充分,在焊接时焊接面仍有水剂残留，从而导致锡珠的大量产生。如果在预热区能够使焊接面实际温度达到110度以上5秒，或130度以上3秒左右,板面的水剂将能够比较充分地挥发，此时再经过2-5秒的干燥区，焊接应该没有问题.初次试用可通过对“走板速度及“预热温度”的调整，来达到我们想要的效果,这两个参数可先确定一个,然后再逐步调整另一个参数，并根据实验的焊接效果进行调整.水基助焊剂有很大的潜在市场，以后无铅化制程的发展使焊接更加环保,水基助焊剂也可能在无铅化中对环保事业作进一步的推动。、无铅焊料专用助焊剂 “无铅化焊接”在上世纪90年代欧美及Ri本等国就提出过相关的设想，2003年2月欧盟发布两个指令，其中ROSH指令明确规定了十大类电子信息产品自2006年7月1日起实行无毒、无害管制，所涉及的有害物质包括：铅、汞、镉、六价铬、聚溴联苯（PBB）、聚溴联苯醚(PBDE）六种,其中与焊料有关的主要是铅。目前无铅化的进程越来越快,力度也越来越大，而实行无铅化焊接存在和暴露的问题也越来越多，这些问题有些已能够妥善解决，有些正在解决当中。其中，无铅化焊接过程中助焊剂的选择成了首要问题。传统助焊剂用在无铅焊料的焊接时，表现出来的耐高温性能较差,很多在经过较高的预热及较高的炉温时会失去部份活性，造成上锡不好的状况；另外，传统助焊剂在无铅焊接中表现出来的润湿性能不够，造成焊接不良的状况较多。“无铅焊料专用助焊剂是针对无铅焊接工艺所设计与研发的，目前所知的此类焊剂一般固态物含量为中等约1015%左右，活化剂耐高温性能好，润湿性能也能够满足无铅焊接的要求，经过大量的反复实验,无铅焊料专用助焊剂已成功上市，随着无铅焊料的逐步推广，无铅焊料专用助焊剂的市场将越来越广阔。、焊锡丝用助焊剂。焊锡丝用助焊剂以松香（树脂）型焊剂为主，较早些时候有些厂商推出过“水清洗焊锡丝，目前，也有焊锡丝制造厂商推出了“免清洗型焊锡丝”；只要不是实芯焊锡丝，那么，在焊接速度或可焊性等方面,焊锡丝中的助焊剂始终都起着至关重要的作用。在交付客人使用时，经常反映的焊锡丝的问题有几个方面如:上锡速度慢、焊点不光亮、腐蚀烙铁头、烟雾太大、气味太刺激等；在这些问题中,“上锡速度慢”可能是烙铁功率不够、含锡量低等原因造成，但在锡含量一定的情况下，锡丝中助焊剂的活化性能及表面润湿性能，也是决定上锡速度的主要原因；“焊点不光亮”和含锡量有直接关系，但在含锡量一定的情况下，较强活性的助焊剂可能会导致焊点不光亮；“腐蚀烙铁头”的重要原因是锡合金中砷含量过多，但助焊剂的活性较强时,或添加了无机类活化剂，也有导致烙铁头被腐蚀的可能；至于“烟雾太大”及“气味太刺激虽然是主观不良状况，但助焊剂中的活化剂、表面活性剂或添加物的选择不当是造成这种状况的主要原因。所以，总结上述问题，在焊锡丝用助焊剂的研发中，应该注意的问题有以下几个方面：A、助焊剂的活化剂选择适当。针对无机活化剂与有机活化剂做选择时，尽量避免使用腐蚀性较强的无机酸或无机酸盐类活化剂；B、助焊剂中活化剂的量要适中.不能一味追求上锡速度及可焊性能，而不顾焊接时的烟雾、毒害性,以及焊后残留后续腐蚀等状况出现的可能性.C、助焊剂中表面活性剂选择要适当。好的表面活性剂可确保在焊接过程中有较好的铜锡润湿性，但同时必须考虑到使用中的烟雾、毒害性等。D、助焊剂的残留物必须易于清洗。目前大多数的电子装联采用波峰焊接或SMT表面贴装焊接，焊锡丝仅做为焊接不良时的修补用品，不论何种焊锡丝焊后的残留物必须易于清洗，以达到与整个焊接面光洁度一致的效果。E、在研制免清洗焊锡丝助焊剂时，不能因为没有松香（树脂）或松香（树脂)很少而添加其他腐蚀性较强的活化剂，或添加较多的表面活性剂，不但要保证焊后较少的残留物,更要注意焊后的可靠性能。、SMT焊锡膏用助焊剂.SMT焊锡膏主要由两个部分组成即:合金粉末及助焊剂（也有人称之为焊油），与波峰焊接用助焊剂的最大区别就是，它含有一定量的触变剂，而普通助焊剂则没有。SMT焊锡膏用助焊剂的主要成份大致可分为以下几类:A、活化剂：该成份主要起到去除线路板铜膜焊盘表层及零件焊接部位的氧化层的作用；此类活化剂目前多用有机类活化剂,它们的活化性能一般偏弱活性，可确保焊后的电气性能及可靠性；对于活性较强的活化剂一般添加量很少，无机类活化剂基本不予使用；B、表面活性剂：在SMT用焊锡膏的助焊剂中多使用高效的表面活性剂，它添加量很小，但降低焊料在焊盘或焊脚表面张力的作用却很明显；C、触变剂：该成份主要是调节焊锡膏的粘度以及印刷性能，起到在印刷中防止出现拖尾、粘连等现象的作用；在整个组分中，这一部分的作用比较关键，多数焊锡膏出现问题时都与此有关，焊膏生产厂家目前仍在不断地寻求与开发更好的、更有效的触变剂；D、树脂：该成份主要起到加大锡膏粘附性，而且有保护和防止焊后PCB再度氧化的作用；该项成分对贴片时零件固定起到很重要的作用；E、溶剂：该成份是焊剂各种组份的溶剂,在焊剂生产过程中使各种组份均匀混合在一起。另外，在焊锡膏的搅拌过程中能调节金属粉末与助焊剂均匀混合，溶剂选择的优劣对焊锡膏在印刷时的使用寿命也有一定影响。、特种助焊剂。在软钎焊行业,使用到特种助焊剂的情况，主要发生在不锈钢器件、铁合金、镍合金或其他合金材料的焊接过程中；特种助焊剂中的活化剂主要是腐蚀性较强的无机酸或无机酸盐，同时添加少量的可溶性锡铅化合物；较强的活性能确保上锡及焊接时的可焊性，但焊后的腐蚀同样不可避免,为确保焊后器件的可靠性，焊后必须及时清洗,目前多数此类焊剂适用于水洗工艺，避免了使用有机溶剂清洗造成的较高焊接成本。