免清洗型助焊剂的研究进展
零卤免清洗助焊剂的研制
Ⅲ 囊 【 摘０
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一
．
： 复配不同 分解温度的 零卤 有机酸活午 Ｊ 同时 ｌ Ｉ 添加一定 量的 其它 成
分 务出 冀海浅墩焊 零 对 溉 ｏ 无铅焊料的扩展率达到 ．
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ｊ ｉ ｉ 。 々
该助焊剂的配 比，如表 ｌ 所示：
选 取二 丙 二 醇 甲醚 和 丙 二 甲醚 的
焊剂 ，在２ ５ ６ ℃±５ ℃保 持３ ｓ ０ ，取 出
后 冷 却 至 室温 ，用 无 水 乙醇 擦 去 助焊
混合物作为助溶剂 ，起到增强溶解 能 剂残渣 ，测量焊点高度 （ 次平均值 取５ 力 ，起到润湿剂等作用 ，同时所 选醚 作为焊 点的高度ｈ 。将剩 下的５个 ） 类溶剂在焊接 过程 中能完全挥发 。
２２活 化 剂Ｔ Ａ Ｄ Ｃ曲线 测试 ． Ｇ ／Ｓ ０ １ｍ） ，按 公式 （ ）求 出 小球 的 直 ０ｃ 。 ２
径Ｄ ，最后根据 公式 （ ）式求 出平均 ３
度 》以及业界有关无卤要求 （ 规定： 单项 Ｃ ≤９０ ｐ 、单项Ｂ ￣９Ｏ ｐ ， ｌ ０ ｐｍ ｒ Ｏｐｍ
Ｌ ３ 。 复配 活 化剂 所 选取 的三 种 有机 扩展率Ｅ 酸 ，分别是 ：酸Ａ 、酸Ｂ 和酸Ｃ 。采 用
＝
Ｅ Ｔ Ｅ 的 ＯＦ Ｉ Ｇ／ Ｓ分 Ｃ ＋ｒ １０ｐ ｍ 的正 式 实施 ， 业 界 ＭＴ ＬＲ １Ｏ Ｌ 型 ＴＡ ＤＣ 析 仪 ｌＢ ≤ ５ ０ｐ ） （ 即热重分析 ／ 差示扫 描量热仪 ）进 又开始追求实现零 卤目标 。但 目前 ， 国内的零 卤助焊剂 尚存在焊性不足、 焊后残留较 多等问题 。 本文针对波峰焊或手工浸焊上用 的零 卤助焊剂进行研究，通过活化剂 行Ｔ ＡＤ Ｃ Ｇ ／Ｓ 曲线测试 ，测试温度 为０ ～
免清洗助焊剂与焊膏成分设计及性能
免清洗助焊剂与焊膏成分设计及性能活性助焊剂是助焊剂的主要成分，通常包括有机酸、有机过氧化物、胺化物等。
这些活性助焊剂可以提供表面活性，增加焊点的可湿性，促进焊接过程中的金属表面氧化物、油污等物质的去除，从而保证焊点和焊接材料之间的良好接触。
常见的活性助焊剂有琥珀酸、酒石酸、板法酸等。
粘结剂主要用于固化焊膏，使其能够在焊接过程中保持稳定的粘度和膜厚，并能够在适当的温度下快速固化。
常见的粘结剂有树脂、胶体等。
树脂可以提供较高的粘度和粘附性，胶体则可以提供较高的流动性和良好的润湿性。
溶剂主要用于使助焊剂和焊膏能够以适当的粘度和流动性涂布在焊接材料的表面。
常见的溶剂有醇、酮、酯等有机溶剂。
这些溶剂可以调节助焊剂和焊膏的溶解度和挥发性，以便于在焊接过程中快速蒸发。
助剂是为了进一步改善助焊剂和焊膏的性能而加入的其他成分。
常见的助剂有抗氧化剂、增塑剂、增稠剂等。
抗氧化剂可以延缓助焊剂和焊膏在空气中的氧化，保持其活性；增塑剂可以增加助焊剂和焊膏的延展性和柔韧性，提高焊接质量；增稠剂则可以调节助焊剂和焊膏的流动性和涂布性，提高生产效率。
除了成分设计，免清洗助焊剂和焊膏的性能也非常重要，主要包括湿润性、可焊性、热稳定性和清洗性等。
湿润性是指助焊剂和焊膏在焊接过程中能否充分润湿焊接材料的表面。
良好的湿润性可以使助焊剂和焊膏与焊接材料之间形成均匀的润湿膜，从而提高焊点的质量。
可焊性是指助焊剂和焊膏在焊接过程中的流动性和润湿性。
良好的可焊性可以使助焊剂和焊膏能够在焊接点周围均匀地分布，并与焊接材料之间形成良好的界面接触，以保证焊接点的可靠连接。
热稳定性是指助焊剂和焊膏能够在高温环境下保持稳定的性能。
在焊接过程中，高温容易导致助焊剂和焊膏分解、挥发或氧化，从而影响焊接质量。
因此，良好的热稳定性可以保证助焊剂和焊膏在焊接过程中能够长时间保持活性和润湿性。
清洗性是指助焊剂和焊膏在焊接过程后能否容易地被清洗。
免清洗助焊剂和焊膏的特点就是在焊接后不需要额外的清洗步骤。
浅谈太阳能晶硅组件用免洗助焊剂
浅谈太阳能晶硅组件用免洗助焊剂太阳能晶硅组件用免洗助焊剂的浅谈首先，使用免洗助焊剂可以提高太阳能晶硅组件的生产效率。
晶硅组件的制造过程中，需要进行焊接工艺，将电池片和连接线焊接在一起。
而传统的助焊剂需要在焊接完成后进行清洗，这个过程需要消耗大量的时间和人力资源。
而免洗助焊剂则不需要进行清洗，可以减少生产线上的等待时间，提高生产效率，节约成本。
其次，免洗助焊剂能够提高太阳能晶硅组件的焊接品质。
传统的助焊剂需要进行清洗，而清洗过程容易残留助焊剂或导致其他杂质进入组件，对组件的性能和稳定性造成负面影响。
而免洗助焊剂可以避免这类问题的发生，减少了杂质残留的可能性，提高了组件的可靠性和稳定性。
此外，免洗助焊剂的使用还可以降低对环境的影响。
传统的助焊剂需要进行清洗，清洗过程中产生的废水和废液需要进行处理。
而免洗助焊剂则不需要进行清洗，减少了清洗过程中产生的废物和废水的排放，降低了对环境的污染。
然而，太阳能晶硅组件用免洗助焊剂也存在一些问题需要解决。
首先是免洗助焊剂的成本较高，相比于传统的助焊剂要贵。
这对于太阳能晶硅组件行业来说，增加了生产成本，可能会导致产品价格上涨，影响市场竞争力。
其次，免洗助焊剂对焊接设备的要求相对较高，需要使用专用的焊接设备，对于一些小型生产商来说，资金压力较大。
因此，如何降低免洗助焊剂的成本，提高其适用范围，是一个需要继续研究和优化的问题。
总结来说，太阳能晶硅组件使用免洗助焊剂可以有效地提高生产效率和产品质量，减少对环境的影响。
但是，免洗助焊剂的成本较高和设备要求较高等问题仍然需要解决。
只有通过不断的研究和技术优化，才能进一步推动太阳能晶硅组件的发展，促进清洁能源的广泛应用。
无铅焊锡丝用助焊剂的研究及发展趋势
无铅焊锡丝用助焊剂的研究及发展趋势摘要：随着现代化社会发展，人们环保意识增强，对含铅、含汞等电子产品谈之色变，因此也进一步推动了无铅电子产品的大力研发和推广。
手工焊接在电子产品焊接中发挥不可替代的重要作用，而无铅焊锡丝用助焊剂的研发势在必行。
需要对各种类型的无铅焊锡丝用助焊剂进行科学性分析与研究，明确其应用要点，推动研究力度，为行业发展提供动力支持。
本文主要对无铅焊锡丝用助焊剂的研究现状以及未来发展趋势进行综合性分析。
关键词：无铅焊锡丝助焊剂研究发展趋势现代化经济发展背景下，人们的环保意识增强，加强对对自身身体健康的关注力度。
而铅这类物质对人体健康破坏性较大，而且还容易引起环境污染。
因此，越来越多的国家禁止使用含铅产品。
这种国际背景下，无铅焊料被逐渐被研发出来，并得到广泛应用。
无铅化的发展对电子行业带来了极大的技术挑战，只有秉持绿色设计和制造的理念，加大无铅焊料的研发力度，才能为其全面推广与应用奠定良好的基础。
[1]随着现代化科学技术的发展，再流焊接与波峰焊接技术日渐盛行，优势明显。
但是手工焊接仍然是一种不可或缺的重要技术方式，尤其是在复杂组装工艺中是穿孔组建作业中需要应用到，同时在对家电、仪表仪器等进行焊接、补焊时往往需要应用到焊锡丝。
基于此，需要对无铅焊锡丝用助焊剂进行持续性研究。
一、助焊剂作用、特性、分类我国在2007年初颁布相关法律文件，不再准许使用含有铅、汞、镉等有毒有害物质的电子产品。
现阶段我国逐渐向无铅时代进行过渡。
结合当前的研发成果来看，无铅焊丝用助焊剂包含很多类型，而且可以结合分类指标的不同，对其进行如下分类：按照松香角度，氛围松香型、低松香型、无松香型；从而卤素含量包含低卤素和无卤素；从焊后清洗角度包含清洗型和免清洗型。
[2]（一）作用在电子产品组装技术应用中，势必要应用中助焊剂，在具体应用中，主要发挥其物理、化学特性，达到钎焊目的，形成保障和焊点质量。
随着在现代化科学技术发展支持下，气氛焊接、真空焊接方式被研发和应用，但是成本较高，可操作性较低，而且应用稳定性不足，因此，现阶段在电子产品封装行业中，仍然使用助焊剂作为主要方式。
新型焊接技术——免清洗焊剂和无铅焊锡膏
中所 使用的有毒重金 属 ，如铅等 ， 目前在 日本 已限制
使 用 ， 可 望在 ２ ０ 并 ０ ４年 全 部 禁 用 于 全 球 市场 ，欧洲 与 日本 非 常 热 衷 于 电子 业 “ 铅 令 ”立法 ，主 要 议 题 是 禁 欧 盟 指 令 中废 弃 电子 和 机 电设 备 的 处 理 ， 以及 对 电子 和 机 电设 备 中 的 几 种 有 害 物 质 的 限 制 使 用 。前 者 旨在 对 含 有 有 毒 重 金 属 的废 弃 机 电产 品 的处 理 作 出相 关 规
ＬＵ ｎ， Ｙｕ ＹＡＮ Ｇ ｎ — ｈ ｏ Ｆ Ｂａ ｇ ｃ ａ ， ＥＮＧ ｅ ｓ ｅ ｇ Ｚｈ －ｈ ｎ
（ｎ ｔ ｕｅｏ ｉｒ — ｌｃｒ ｉ ｓａ ｄＳ ｌ ｅ ｔｏ ｉｓ Ｕｎｖ ｒｉ ｆＳ ｉｎ ｅａ ｄＴｅ ｈ ｏｏｇ ， ｅ ｇ ｕ Ｓｃ ｕ ６１ ０ ４ Ｉ ｓｉ ｔ ｆ ｃｏ ｅｅ ｔ ｃ ｎ ｏ ｉ Ｅｌｃ ｎｃ ， ｉ ｅｓｔ ｏ ｃｅ ｃ ｎ ｃ ｎ ｌ ｙ Ｃｈ ｎ ｄ ｉｈ ａ ｔ Ｍ ｏｎ ｄ ｒ ｙ ｎ ０５）
中图分 类号 ： Ｎ ０ Ｔ ４５ 文 献标 识 码 ： Ａ 文 章编号 ：０ １２ ２ （ ０ ２ ００ ３ —３ １０ —０ ８ ２ ０ ）１ —０ ２ ０
Ａ ｗ ｏ ｄ ｒＴ ｃ ｎ ｌ ｇ Ｒｉ ｓ －ｒ ｅＦｌ ｘ ａ ｄ Ｌｅ ｄ ｆ ｅ ｏ ｄ ｒＴｉ ｓｅ Ｎｅ Ｓ ｌ ｅ ｅ ｈ ｏ ｏ ｙ： ｎ ｅ ｆ ｅ ｕ ｎ ａ —ｒ ｅＳ ｌ ｅ ｎ Ｐａ ｔ
维普资讯
第 ｌ Ｏ期 ２０ ０ ２年 ｌ ０月
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子
元
件
与
材
料
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免清洗无卤素助焊剂技术资料表与MSDS
產品說明書Product Instruction（版本號：）產品名稱：免清洗無鹵素助焊劑產品型號：技術資料表(Technical Data Sheet)物質安全資料表(Material Safety Data Sheet)技術資料表1.簡介GOLF700-1屬於免清洗無鹵素助焊劑，適用性極為廣泛，在噴霧及手工浸焊的應用領域均有極為優異的表現。
助焊劑體系的活性經過特別設計，即使是可焊性一般的印刷電路板亦可得到良好的焊接效果，特別適用於無鉛制程。
助焊劑中合適的固體含量及其內部活性機理保證了電路板焊後殘留物極少，而且電路板表面乾燥、乾淨。
在無特殊需求條件下，可免除清洗工序，進而節約製造商的生產費用。
GOLF700-1的另一個特徵是焊後電路板有著很高的表面絕緣電阻，可以保證電路板電器性能的可靠性。
GOLF700-1有著很大的可選擇工藝參數範圍，從而使之能適應於不同環境、不同設備及不同應用工藝。
2.特征∙ 焊點表面光亮∙ 高潤濕性∙ 無腐蝕性∙ 殘留物極少，焊後可免清洗∙ 符合ANSI/J-STD-004∙ 高表面絕緣電阻3.管理∙ GOLF700-1密封保存期限為1年，請勿冷凍保存該產品。
∙ 遠離火源，避免陽光直射或高熱。
∙ GOLF700-1使用前無需攪拌。
∙ 請勿將剩餘助焊劑與未使用助焊劑混合封裝，保持容器密封。
∙ 助焊劑長期存放後，在使用前應測量其比重，並通過添加稀釋劑來調節比重至正常。
4.操作說明項目建議參數助焊劑塗覆量發泡工藝：1000-2000μg/in2固態含量噴霧工藝：750-1500μg/in2固態含量板面預熱溫度90-115℃板下預熱溫度100-130℃板面升溫速率最大2℃/s傳送帶傾斜角度5-7︒, 通常為5.7-6︒傳送帶速度 1.0-1.8m/min，通常為1.2 m/min 過波峰時間約為2-5秒錫爐溫度有鉛：240-250℃無鉛：255-270℃IPC J-STD-004 板面向上，未清洗＞1.0×108 Ohms 6.5×108 OhmsIPC J-STD-004 板面向下，未清洗＞1.0×108 Ohms 6.7×108 OhmsIPC J-STD-004 空白板＞2.0×108 Ohms 3.3×109 Ohms 85℃, 85% RH, 168小時/-50V，測量電壓100V，IPC-B-24板，線寬0.4mm，線距0.5mmBELLCORE ELECTROMIGRATION測試條件 SIR（初值） SIR（終值）要求測試結果板面向上，未清洗 4.6×1010 2.2×1010SIR(初值)/ SIR(終值)＜10 合格板面向下，未清洗 4.7×1010 2.4×1010SIR(初值)/ SIR(終值)＜10 合格GR 78-CORE,1版65℃,85%RH,500hrs/10V,測量電壓100V,IPC-B-25 B型梳形線路板,線寬12.5mil, 線距12.5mil.7.焊後清洗•GOLF700-1屬於免清洗無鹵素助焊劑。
关于助焊剂清洗剂
一、关于无铅助焊剂1、低固免洗助焊剂是W/W级美国进口松香，经由特殊的活化制程，复合而成免洗低固量、弱活性、无卤素电子助焊剂，焊接后的板子透明而乾净，且有快干不粘手的特性，符合美国军方规定MIL-14256及美国联邦QQ-S-571E标準。
对於MIL-14256及QQ-S-571E两项标準，虽然没有限制其使用的活性剂量，但对某些特殊制品以及有关国家之规定：PCB板不含有导电离子和腐蚀性离子，符合最新环保要求，同时焊前和焊后能保持长期稳定的品质，低固免洗助焊剂均符合这一要求。
产品特性* 抗高温性* 高绝缘阻抗值* 焊前和焊后高温作业时基板及零件不产生任何腐蚀性* 板子上的残留物硬而透明，且不吸水* 免清洗* 可以通过严格的铜镜及表面阻抗测试应用范围与操作对于电子零件ASSEMBLY这种高品质稳定的焊接作业而言，本剂在电子通讯产品、电脑自动化产品、电脑主机、电脑周边设备及其它要求品质可靠度很高的产品、均适用本剂。
喷雾式：喷雾时须注意嘴的调整务必让助焊剂均匀分佈在PCB板上。
发泡式：调整风刀风口应按发泡槽的方向，风口的适当角度为15℃（以垂直角度计）。
预热温度在90-130℃之间。
锡炉上的锡波要平整，PCB板不变型，可以得到更佳的表面焊接效果。
转动带速度，可介入每分鐘1.2-1.5米之间。
过锡后的PCB板零件面与焊接面必须乾燥，不可有液体状的残留。
手动手浸焊，过锡的速度3-5秒，焊接面与零件面不可有液体。
助焊剂发泡作业或手浸作业，本剂比重必须控制在标準比重范围（0.790-0.805）之间。
当PCB板氧化严重时，请予以焊前适当处理，以确保焊接品质。
本产品符合中国国家GB-9491-88标準、QQ-S-571E标準。
2、松香型免洗助焊剂采用欧洲进口，经高纯活化剂配合多种焊锡化学材料反应而成，具有快干、焊点光亮、结构饱满、无刺鼻、无腐蚀，具有润湿性好、阻抗性佳等优点。
本剂针对有些抽风设备不良和环境高湿气作业而设计的，在标准比重内作业sone-800B 免洗助焊剂可达到免清洗效果，并可符合各类电气性能要求，特别对于高灵敏度要求焊接作业，如手侵两次PCB而言，它焊接后的PCB虽然经两次手浸焊接，仍可达到焊接面与电子零件面无残留的境界，且有极高的绝缘阻抗。
免清洗型助焊剂的研究进展
Ｄ ｃ ｍｅ ｔＣ ｄ ： ｏ ｕ ｎ ｏ ｅ Ａ
Ａｒｉ ｅＩ １ ０ —３ ７ （ ０ ７ ０ ｔ ｌ Ｄ：０ １ ４ ４ ２ ０ ） ６—０ ３ Ｏ ｃ ３ ４一 ４
众 所周 知 ， 电子 工业 中使 用 的助 焊剂 ， 不但 要提 供优 良的助焊 性能 ， 而且 还不 能腐蚀 被焊材 料 ， 同时 还 要满 足一 系列 的机 械 和 电学性 能要 求 。 因此 ， 助
Ｄｅ ｅ ｏ ｍ ｅ ｏ ｒ ｓ ｆＮｏ— ｃｅ ｎ Ｆｌ ｘ ｖ ｌ ｐ ｎｔＰｒ ｇ ｅ ｓ ｏ — ｌａ ｕ
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以节省清洗设备等物资成本 ， 简化工艺流程， 缩短产 品生产周期 ， 节约储藏空间等。
自从欧盟 于 ２０ ０６年 ７月 １１ 我 国是 ２０ ３（ ０７年 ３
一
须用氟里昂或氯化烃清洗印制板。但随着氟利昂被 禁止使用政策的实施 ， 免清洗型助焊剂不可避免地 成为 这一领 域 的研 究热 点 。它在解 决 不使用 氟里 昂 类清洗 溶剂减 少环 境 污染 方 面 ， 特别 是 解 决 因 细 间
Ａｂ ｔ ａ ｔ Ｔ ｅ ｃ ｎ ｅ ｔ ｎ， ｌ ｓ ｉ ｃ ｔ ｎ，ｈ ｅ ｉｂ ｌ ｙ ｅ ａ ｕ ｔ ｎ ｍｅｈ ｄ ｆｎ ｓｒ ｃ ： ｈ ｏ ｃ ｐ ｉ ｃａ ｓ ｉａ ｉ ｔ ｅ ｒ ｌ ｉ ｔ ｖ ｌ ａｉ ｔ ｏ ｓ ｏ ｏ—ｃ ｅ ｎ ｆ ｘ ａ ｅ ｉ — ｏ ｆ ｏ ａ ｉ ｏ ｌａ ｕ ｒ ｎ ｌ
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免清洗型助焊剂的研究进展金霞1,冒爱琴2,顾小龙1(1.浙江省冶金研究院亚通电子有限公司,浙江 杭州 310021;2.安徽工业大学,安徽 马鞍山 243002)摘 要:根据助焊剂的发展趋势,介绍了免清洗助焊剂的概念、分类及可靠性评价的方法,综述了国内外科研工作者对制备免清洗助焊剂的研究进展状况,并指出了免清洗助焊剂在使用时急需注意的事项,最后阐述了无铅焊料用免清洗型助焊剂是近年来的研究热点。
关键词:免清洗;助焊剂;焊接性能中图分类号:T N 604 文献标识码:A 文章编号:1001-3474(2007)06-0334-04Develop ment Progress of No -clean FluxJ I N X i a 1,M AO A i -q i n 2,GU X i a o -long1(1.A si a Genera l Electron i cs CO.,L T D of Zheji a ng et a llurg i ca lResearch I n stitute,Hangzhou 310021,Ch i n a;2.An Hu i Un i versity of Technology,M aan shan,243002,Ch i n a)Abstract:The concep ti on,classificati on,the reliability evaluati on methods of no -clean flux are in 2tr oduced,according t o the latest devel opment trends of flux .Recent advances of research of no -clean flux in side and out side of China are als o summarized .The p r oble m s which was found in using of no -clean flux are pointed out .A t last rep resenting no -clean flux for lead -free s older has been become the f ocus of study recently .key words:No -clean;Flux;Soldering p r opertiesD ocu m en t Code:A Arti cle I D :1001-3474(2007)06-0334-04 众所周知,电子工业中使用的助焊剂,不但要提供优良的助焊性能,而且还不能腐蚀被焊材料,同时还要满足一系列的机械和电学性能要求。
因此,助焊剂的品质直接影响电子工业的整个生产过程和产品质量。
传统的松香基助焊剂,能够很好地满足这一系列性能,但焊后残留多、腐蚀性大、外观欠佳,必须用氟里昂或氯化烃清洗印制板。
但随着氟利 被禁止使用政策的实施,免清洗型助焊剂不可避免地成为这一领域的研究热点。
它在解决不使用氟里昂类清洗溶剂减少环境污染方面,特别是解决因细间隙、高密度元器件组装带来的清洗困难和元器件与清洗剂之间的相容问题方面具有重要的意义。
因此免清洗助焊剂[1～2]是基于环境保护和电子工业发展的需要而产生的一种新型焊剂。
另外它的推广还可以节省清洗设备等物资成本,简化工艺流程,缩短产品生产周期,节约储藏空间等。
自从欧盟于2006年7月1日(我国是2007年3月1日)限制使用含铅焊料在电子产品中的命令颁布后,推动了无铅焊料的急速发展。
当前Sn AgCu 、SnB i 、SnAg 等合金是SnPb 最好的替代品,由于SnPb基金项目:浙江省科技计划项目基金资助(项目编号:2005F12011)。
作者简介:金霞(1978-),女,硕士,毕业于安徽工业大学,主要从事助焊剂和电子封装焊料的研发工作。
433 电子工艺技术Electr onics Pr ocess Technol ogy 第28卷第6期2007年11月 共晶焊料的熔点是183℃,而Sn Ag Cu系是217℃～220℃,使焊接温度提高了近34℃,造成了焊接过程中高温易氧化等严重问题。
这就使传统的免清洗型助焊剂不再与之相适应,从而给无铅焊料用免清洗助焊剂提出了更为苛刻的要求。
目前市售的无铅焊料用免清洗助焊剂大都是在有铅焊料用免清洗助焊剂的基础上加以改进而成,大多含有卤素,且固含量相对较高[3～4],在某些对电器性能要求较高的电子领域仍不能达到真正意义上的“免清洗”。
另外此类型的助焊剂焊接性能差异大,因此开发高焊接质量、电学性能的无铅焊料用免清洗助焊剂将具有广阔的前景。
由于免清洗助焊剂在印制板装联和焊接过程中的重要作用,所以在20世纪80年代末以来,国内外工作者为实现免清洗技术开发了一系列新产品[5～6]。
如美国B rist ol[7～9]的专利介绍了活性成分为丁二酸、戊二酸、己二酸的三酸混合物,溶剂为异丙醇、冰片、过氧化氢、助润剂,脂肪酰基肌氨酸为特殊成分的免清洗助焊剂。
同时国外[10～11]还有报道是以丁二酸、戊二酸、脂肪酸的三酸混合物为活化剂,去离子水作为溶剂的免清洗助焊剂。
我国是从90,最早的是上海化学试剂研究所于[11]1997年研制出了低固含量、无卤素的NCSF-1免清洗助焊剂,随后化工部晨光化工研究院也成功开发了NCF系列低固含量免清洗助焊剂。
另外中南工业大学的陈其根等人研究了以有机酸和有机胺的混合物为活性成分,高沸点和低沸点醇的混合物为溶剂,成膜剂为硅改性丙烯酸树脂的MNCT免清洗助焊剂,试验表明该助焊剂使用范围和活性温度较广,对锡、铅、银有较强的化学活性。
总体上讲,国内外有关免清洗助焊剂的专利[12～13]相对较多,但针对无铅焊料的则鲜有报道。
1 免清洗助焊剂的种类及性能免清洗助焊剂实质上也是低固含量型助焊剂,这类助焊剂使用的活性剂,在焊接时会分解,所以留下极低的残留物。
现在市场上使用的免清洗助焊剂,固含量质量分数一般低于2%。
作为免清洗助焊剂,首先必须满足以下要求[14]:(1)焊后无残留物;(2)焊后板面干燥,不粘板面;(3)有足够高的表面绝缘电阻;(4)焊后无腐蚀;(5)离子残留应满足免清洗要求;(6)具有在线测试能力;(7)不形成焊球,不桥连;(8)无毒、无严重气味、无环境污染、操作安全;(9)可焊性好;(10)能够用发泡和喷雾方式均匀涂覆。
免清洗助焊剂[18]是一种不含卤化物活性剂、低固含量、低离子残渣的新型助焊剂产品,焊接后无需清洗。
当然“免清洗型”焊剂并不是不能清洗,也不是完全不需要清洗,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”。
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[15]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[16]:低固态免清洗助焊剂和高固态免清洗助焊剂。
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5332007年11月 金霞等:免清洗型助焊剂的研究进展(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[17]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。
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。
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[18]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。
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30m in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96h后取出,再放入用在(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1h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。