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助焊剂的功能
助焊剂（FLUX）这个字来源于拉丁文“流动”（Flow in soldering）的意思，但在此它的作用不只是帮助流 动，还有其他功能。 助焊剂的主要功能有： 1、清除焊接金属表面的氧化膜； 2、在焊接物表面形成一液态的保护膜隔绝高温时四周 的空气，防止金属表面的再氧化 3、降低焊锡的表面张力，增加其扩散能力； 4、焊接的瞬间，可以让熔融状的焊锡取代，顺利完成 焊接。
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助焊剂的特性
• 2、热稳定性（Thermal Stability） 当助焊剂在去除氧化物反应的同时，必须还要形成一 个保护膜，防止被焊物表面再度氧化，直到接触焊锡 为止。所以助焊剂必须能承受高温，在焊锡作业的温 度下不会分解或蒸发，如果分解则会形成溶剂不溶 物，难以用溶剂清洗，W/W级的纯松香在280℃左右 会分解，此应特别注意。 • 3、助焊剂在不同温度下的活性 好的助焊剂不只是要求热稳定性，在不同温度下的活 性亦应考虑。
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树脂型助焊剂
然而电子品之量产焊接制程，只靠松脂酸是不够的， 还需另行加入其它活性剂才行。故在IPC 与EIA 所共 拟的ANSI/J-STD-004 中，均将松香型助焊剂再划分如 下三种类型：
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松香型助焊剂分类
(1) R Type---表示仅只采用天然松脂所提炼的松香(Rosin) ，最多只加一些溶剂 调薄而已(如异丙醇Isopropyl Alcohol)。此种较安全而不致带来后 续烦恼的助焊剂，却也因活性不够而只能用于一些精密敏感的高价 产品上，事后可以不必清洗。但却无法用于大批量的一般产品生产 中。
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助焊剂的特性
• 1、化学活性（Chemical Activity） 要达到一个好的焊点，被焊物必须要有一个完全无氧 化层的表面，但金属一旦曝露于空气中会生成氧化 层，这种氧化层无法用传统溶剂清洗，此时必须依赖 助焊剂与氧化层起化学作用，当助焊剂清除氧化层之 后，干净的被焊物表面，才可与焊锡结合。 助焊剂与氧化物的化学放映有几种： 1、相互化学作用形成第三种物质； 2、氧化物直接被助焊剂剥离； 3、上述两种反应并存。
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锡膏助焊剂
• 增稠黏着剂---当锡膏黏度不够而欲增稠时，则比起水溶性锡膏来要 困难得多。因限制太多，故锡膏中可用的增稠剂也很 有限。最常见的就是一种改质蓖麻油(Modified Caster Oil) 的衍生物，其不同的制造商也各自用了不同的商 业名称。这是一种三元酯类的油酸，外貌呈现一种不 干性的油类(Non-Drying Oil)， 在油漆界已有很久的历 史。其分子式中有90%是蓖麻油(Ricinoleic Acid) ，这 是一种18 个碳的炼状化合物，在9 碳到l0 碳之间有双 键，在12 碳上有OH 基。 此种蓖麻油可进行氢化或胺化而得以改质，因而其已 具有氧化状态的安定性，及无吸水性， 故当其与锡膏 助焊剂混合时， 要特别注意到加入的时机、温度及搅 拌的大小，当其完全分散才会呈现胶状情形。
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助焊剂的特性
松香助焊剂去除氧化层，即是第一中反应，松香主要 成份为松香酸（Abietic Acid）和异构双萜酸 （Isomeric diterpene acids），当助焊剂加热后与氧 化铜反应，形成铜松香（Copper abiet），是呈绿色透 明状物质，易溶入未反应的松香内与松香一起被清 除，即使有残留，也不会腐蚀金属表面。 氧化物曝露在氢气中的反应，即是典型的第二种反 应，在高温下氢与氧发生反应成水，减少氧化物，这 种方式常用在半导体零件的焊接上。 几乎所有的有机酸或无机酸都有能力去除氧化物，但 大部分都不能用来焊锡，助焊剂被使用除了去除氧化 物的功能外，还有其他功能，这些功能是焊锡作业 时，必不可免考虑的。
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水溶性助焊剂分类
• (4)化学活性剂---此为助焊剂之主角，可用以除去氧化物及油脂类。由 于“水溶性助焊剂”理论上可用多量的水份加以冲洗干 净，故其中所用活性剂可适度加强，如采用有机盐类 (DMA˙HCL)、酸类(乳酸、柠檬酸等)、或胺类(如三 或尿素等)，甚至无机盐类(氯化锌、氯化铵)或酸类(稀 盐酸)等。不过，采用乙醇胺此等强力肋焊剂不但后续 清洗设备必须非常完备外，并还须得到客户的许可才 行。
松香型助焊剂
活性剂(Activators)---如氯化物、溴化物、羰酸(Carboxylic Acid) 与胺类 等，若再加入更强的无机物如硫与磷等，有时称为SA 级(Super Activated) 之助焊剂，较容易水洗，但残余 物也颇具腐蚀性
图示：当待焊表面之氧 化物很薄时，则强活化 之助焊剂可轻易予以移 除，故沾锡时间很短， 但老化后沾锡时间就变 的很长了
(2) RMA Type---松香中已另加入一些微活性的活性剂(Mildly Activated) ，虽然其焊 后残渣尚不具腐蚀性及导电性，但当湿度太大时也许会出现水解， 故仍不安全，其焊后应加清洗。
(3) RA Type-松香中已添加了颇为强劲的助焊活性剂，必须加强焊后清洗。但却 因板面死角太多，一旦清洗不净，其负面效应更远超过焊锡性之不 良，故电子工业很少敢用。
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松香型助焊剂
松香常温中为固体，必须溶解成溶液才能使用，其溶 剂以醇类为主。其原物料系取自松树之树液经蒸馏后 所得液体为松节油，固体即为松脂(Colophory)再精制 即得松香，大量用于橡胶、纸油漆及胶类工业，少量 用于助焊剂类。各种商品中除了主剂之外，还须另行 加入下列助剂才行：
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松香型助焊剂
• 发泡剂(Foaming Agents)----是一些非离子性的表面活 性剂。 • 安定剂----如烷基式胺类(Alkanol Amines) 等。 • 溶剂-----如异丙醇(IPA)等。 松香被业界选中并长期使用，其主要原因有：
（1）常温中是一种不具活性不具反应性的固体。 （2）溶成溶液后黏度很低，可除去金属表面的污染 物，并在焊接的高温中尚不致受热分解，十分安定。 （3）焊接后也许还会残留在板面上，具有很好的绝缘性。
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锡膏助焊剂
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锡膏助焊剂
所添加的"流变剂"(抗垂流剂)应取决于助焊剂之型式， 及松香型或非松香型，溶剂型或水溶性等而各自有异。 就水溶性系统而言，可添加的流变剂也有很多种例如： 天然树胶(Gum)类(例如:古亚胶Guar Gum 、黄酸树胶 Xanthan Gum 等)，与纤维素(Cellulose) 之衍生类(如： Sodium Carboxymethyl cellulose ,Ethoxylated Cellulose 等)， 以及其它多种衍生物等， 甚至也可选 用硅酸盐类、黏土， 乙丙烯酸类等物质。但水溶性锡 膏则可能将被局限于无机酸活化的助焊剂类，因而此等 物料都将派不上用场。
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水溶性助焊剂
系指残渣可被水溶液洗掉，并非指配方中含水。自从 溶剂清洗因环保政策而无法再进行后，所谓水性清洗 (含半水溶)就是另外加入“皂化剂”(Saponifiers) 的协 助。其主剂已不含松香或极少部分的松香，称为OA 级 助焊剂(Organic Acid)，比上述松香为主体的助焊性都 要更强。 此类Flux 残渣其腐蚀性颇强，故焊后必须彻底清洗。 可先采高温(60℃)已皂化的水洗液强力冲洗，又经数 次一般水洗后，最后再用纯水完全洗净。
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水溶性助焊剂分类
此等水溶性助焊剂的主要成分约可分为四大类： • (1)溶剂---即水或与醇类混合物所形成之溶剂；可令焊后板面上 高黏度的残渣易于清除，并可使之均匀分布于板子全 面。 • (2)载运剂---加入水溶性的载运剂；如乙二醇(Glycol) 及聚乙二醇等 聚合物，可使清洗成份能紧附在板面上而不致挥发逸 走，并可隔绝掉氧气再氧化的烦恼。 • (3)湿润剂---可使板面所装零件死角处也能被均匀分布及湿润。
S锡性/可焊性(Solder ability) “焊锡性”所表达的是高温中焊锡与被焊金属表面接触瞬 间所呈现的： (1)” 沾锡性”(Wetting ability) (2)” 散锡性”(Spreading)， 对两者而言，后者散锡性的优劣，取决于到达力量平衡 点所需时间的长短， 称为”沾锡时间”(Wetting Time) 。 前者沾锡(吃锡)的瞬间，液锡与固铜表面会出现一种接 触角(Contact Angle ，以θ 表示之)此角度愈小则沾锡 性愈好(见下表)，但正式规范中并未将此等数列入，故 只能做为参考用。
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助焊剂分类
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树脂型助焊剂
树脂型助焊剂之分类及化学特性： 电子用途之助焊剂很早就锁定在树脂型(Resin)中的松 香类(Rosin)，此种天然化学品是从松树(Pine)中得到 的原始松脂(Colophony)，经精制后而成为再制之松香 (Rosin)。松香之所以能够展现出助焊能力，系因高温 中会衍生出多种有机酸来，其中主要可用者就是松脂 酸(Abietic Acid) 。 此有机酸在高温中具有活性可溶除金属氧化物，但在 常温常湿中却呈现为不具活性的固体酸，具有相当好 的安全性与可靠度，而成为被电子工业选中的宠儿。 然而此等天然有机物其化学特性在不同环境中并不稳 定，经常会因不同品牌或批号而在效果上有着很大的 差异。
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助焊剂的组成
• (1)载运剂或载剂 (Carrier Materials)----为组成份之主 体及协助活性剂之分布及传热。 • (2)活性剂 (Activator )----可于高温中对金属氧化物产生 还原作用。 • (3)溶剂 (Solvent)----调节整体之黏度与比重，及协助 传热。 • (4)湿润剂 (Wetting Agent)/流变添加剂----协同助焊剂 本体对板面的附着及分散。
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锡膏助焊剂
锡膏中助焊剂除上述各种化学品外，为了“保型”及“黏 着力”起见，还须另行加入“抗垂流剂”与增稠之“黏着剂” 等，现分述如下： • (1) 抗垂流剂---锡膏对流变性非常讲究，故必须在其助焊剂中加入少 量(约10% 重量比)专用添加剂才行。此抗垂流剂又称 为摇变剂(Thixotropic Agent) 。此等化学品是兼具载体 功能及流变性之控制者， 在锡膏中含量相当的多。其 主功能是使锡膏具有膏状或胶状(Gel)的物理性质，也 就是使其能维持三度空间立体"造形"的性质，在外形上 能具有一定程度的固态性质。除上述之主要添加物 外，其余成份则是用以填充结构单元中的空隙用途。