助焊剂（电艺3091班向富磊 15#）摘要：助焊剂（flux）在焊接工艺中能帮助和促进焊接过程，同时具有保护作用、阻止氧化反应的化学物质。

助焊剂可分为固体、液体和气体。

关键字：助焊剂焊接助焊剂种类助焊剂的种类繁多，一般可分为无机系列、有机系列和树脂系列。

（1）无机系列助焊剂无机系列助焊剂的化学作用强，助焊性能非常好，但腐蚀作用大，属于酸性焊剂。

因为它溶解于水，故又称为水溶性助焊剂，它包括无机酸和无机盐２类。

含有无机酸的助焊剂的主要成分是盐酸、氢氟酸等，含有无机盐的助焊剂的主要成分是氯化锌、氯化铵等，它们使用后必须立即进行非常严格的清洗，因为任何残留在被焊件上的卤化物都会引起严重的腐蚀。

这种助焊剂通常只用于非电子产品的焊接，在电子设备的装联严禁使用这类无机系列的助焊剂。

（2）有机系列助焊剂（OA）有机系列助焊剂的助焊作用介于无机系列助焊剂和树脂系列助焊剂之间，它也属于酸性、水溶性焊剂。

含有有机酸的水溶性焊剂以乳酸、柠檬酸为基础，由于它的焊接残留物可以在被焊物上保留一段时间而无严重腐蚀，因此可以用在电子设备的装联，但一般不用在SMT的焊膏中，因为它没有松香焊剂的粘稠性（起防止贴片元器件移动的作用）。

（3）树脂系列助焊剂在电子产品的焊接中使用比例最大的是松香树脂助焊剂。

由于它只能溶解于有机溶剂，故又称为有机溶剂助焊剂，其主要成分是松香。

松香在固态时呈非活性，只有液态时才呈活性，其熔点为127℃活性可以持续到315℃。

锡焊的最佳温度为240～250℃，所以正处于松香的活性温度范围内，且它的焊接残留物不存在腐蚀问题，这些特性使松香为非腐蚀性焊剂而被广泛应用于电子设备的焊接中。

为了不同的应用需要，松香助焊剂有液态、糊状和固态３种形态。

固态的助焊剂适用于烙铁焊，液态和糊状的助焊剂分别适用于波峰焊和再流焊。

在实际使用中发现，松香为单体时，化学活性较弱，对促进焊料的润湿往往不够充分，因此需要添加少量的活性剂，用以提高它的活性。

松香系列焊剂根据有无添加活性剂和化学活性的强弱，被分为非活性化松香、弱活性化松香、活性化松香和超活性化松香４种，美国MIL标准中分别称为R、RMA、RA、RSA，而日本JIS标准则根据助焊剂的含氯量划分为AA（0.1wt%以下）、A（0.1～0.5wt%）、B（0.5～1.0wt%）3种等级。

①非活性化松香（R）：它是由纯松香溶解在合适的溶剂（如异丙醇、乙醇等）中组成，其中没有活性剂，消除氧化膜的能力有限，所以要求被焊件具有非常好的可焊性。

通常应用在一些使用中绝对不允许有腐蚀危险存在的电路中，如植入心脏的起搏器等。

②弱活性化松香（RMA）：这类助焊剂中添加的活性剂有乳酸、柠檬酸、硬脂酸等有机酸以及盐基性有机化合物。

添加这些弱活性剂后，能够促进润湿的进行，但母材上的残留物仍然不具有腐蚀性，除了具有高可靠性的航空、航天产品或细间距的表面安装产品需要清洗外，一般民用消费类产品（如收录机、电视机等）均不需设立清洗工序。

在采用弱活性化松香时，对被焊件的可焊性也有严格的要求。

③活性化松香（RA）及超活性化松香（RSA）：在活性化松香助焊剂中，添加的强活性剂有盐酸苯胺、盐酸联氨等盐基性有机化合物，这种助焊剂的活性是明显提高了，但焊接后残留物中氯离子的腐蚀变成不可忽视的问题，所以，在电子产品的装联中一般很少应用。

随着活性剂的改进，已开发了在焊接温度下能将残渣分解为非腐蚀性物质的活性剂，这些大多数是有机化化合物的衍生物。

助焊剂的作用助焊剂主要有“辅助热传导”、“去除氧化物”、“降低被焊接材质表面张力”、“去除被焊接材质表面油污、增大焊接面积”、“防止再氧化”等几个方面，在这几个方面中比较关键的作用有两个就是：“去除氧化物”与“降低被焊接材质表面张力”。

助焊剂中的主要起作用成分是松香，松香在280摄氏度左右会分解，因此锡炉温度不要太高．助焊剂是一种促进焊接的化学物质。

在锡焊中，它是一种不可缺少的辅助材料，其作用极为重要（1）溶解被焊母材表面的氧化物在大气中，被焊母材表面总是被氧化膜覆盖着，其厚度大约为2×10-9～2×10-8m。

在焊接时，氧化膜必然会阻止焊料对母材的润湿，焊接就不能正常进行，因此必须在母材表面涂敷助焊剂，使母材表面的氧化物还原，从而达到消除氧化膜的目的。

（2）防止被焊母材的再氧化母材在焊接过程中需要加热，高温时金属表面会加速氧化，因此液态助焊剂覆盖在母材和焊料的表面可防止它们氧化。

（3）降低熔融焊料的表面张力熔融焊料表面具有一定的张力，就像雨水落在荷叶上，由于液体的表面张力会立即聚结成圆珠状的水滴。

熔融焊料的表面张力会阻止其向母材表面漫流，影响润湿的正常进行。

当助焊剂覆盖在熔融焊料的表面时，可降低液态焊料的表面张力，使润湿性能明显得到提高。

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回生成氧化层，这中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。

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，和异构双萜酸，当助焊剂加热后与氧化铜反应，形成铜松香，是呈绿色透明状物质，易溶入未反应的松香也可以利用此特性，将助焊剂活性纯化以防止腐蚀现象，但在应用上要特别注意受热时间与温度，以确保活性纯化。

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。

助焊剂的功4、润湿能力（Wetting Power）为了能清理材表面的氧化层，助焊剂要能对基层金属有很好的润湿能力，同时亦应对焊锡有很好的润湿能力以取代空气，降低焊锡表面张力，增加其扩散性。

5、扩散率（Spreading Activity）助焊剂在焊接过程中有帮助焊锡扩散的能力，扩散与润湿都是帮助焊点的角度改变，通常“扩散率”可用来作助焊剂强弱的指标。

助焊剂常见状况与分析一、焊后PCB板面残留多板子脏：1.焊接前未预热或预热温度过低(浸焊时，时间太短)。

2.走板速度太快(FLUX未能充分挥发)。

3.锡炉温度不够。

4.锡液加了防氧化剂或防氧化造成的。

5.助焊剂涂布太多。

6.组件脚和板孔不成比例（孔太大）使助焊剂上升。

7.FLUX使用过程中，较长时间未添加稀释剂。

二、着火：1.波峰炉本身没有风刀,造成助焊剂涂布量过多,预热时滴到加热管上。

2.风刀的角度不对(使助焊剂在PCB上涂布不均匀)。

3.PCB上胶条太多,把胶条引燃了。

4.走板速度太快(FLUX未完全挥发,FLUX滴下)或太慢(造成板面热温度太高)。

5.工艺问题(PCB板材不好同时发热管与PCB距离太近)。

三、腐蚀（元器件发绿，焊点发黑）1.预热不充分（预热温度低，走板速度快）造成FLUX残留多，有害物残留太多）。

2.使用需要清洗的助焊剂，焊完后未清洗或未及时清洗。

四、连电，漏电（绝缘性不好）1.PCB设计不合理，布线太近等。

2. PCB阻焊膜质量不好，容易导电。

五、漏焊，虚焊，连焊1.FLUX涂布的量太少或不均匀。

2.部分焊盘或焊脚氧化严重。

3.PCB布线不合理（元零件分布不合理）。

4.发泡管堵塞，发泡不均匀，造成FLUX在PCB上涂布不均匀。

5.手浸锡时操作方法不当。

6.链条倾角不合理。

7.波峰不平。

六、焊点太亮或焊点不亮1.可通过选择光亮型或消光型的FLUX来解决此问题）；2.所用锡不好（如：锡含量太低等）。

七、短路1）锡液造成短路：A、发生了连焊但未检出。

B、锡液未达到正常工作温度，焊点间有“锡丝”搭桥。

C、焊点间有细微锡珠搭桥。

D、发生了连焊即架桥。

2）PCB的问题：如：PCB本身阻焊膜脱落造成短路八、烟大，味大：1.FLUX本身的问题A、树脂：如果用普通树脂烟气较大B、溶剂：这里指FLUX所用溶剂的气味或刺激性气味可能较大C、活化剂：烟雾大、且有刺激性气味2.排风系统不完善九、飞溅、锡珠：1）工艺A、预热温度低（FLUX溶剂未完全挥发）B、走板速度快未达到预热效果C、链条倾角不好，锡液与PCB间有气泡，气泡爆裂后产生锡珠D、手浸锡时操作方法不当E、工作环境潮湿2）P C B板的问题A、板面潮湿，未经完全预热，或有水分产生B、PCB跑气的孔设计不合理，造成PCB与锡液间窝气C、PCB设计不合理，零件脚太密集造成窝气十、上锡不好，焊点不饱满1.使用的是双波峰工艺，一次过锡时FLUX中的有效分已完全挥发2.走板速度过慢，使预热温度过高3.FLUX涂布的不均匀。

4.焊盘,元器件脚氧化严重，造成吃锡不良5.FLUX涂布太少；未能使PCB焊盘及组件脚完全浸润6.PCB设计不合理；造成元器件在PCB上的排布不合理，影响了部分元器件的上锡十一、FLUX发泡不好1.FLUX的选型不对2.发泡管孔过大或发泡槽的发泡区域过大3.气泵气压太低4.发泡管有管孔漏气或堵塞气孔的状况,造成发泡不均匀5.稀释剂添加过多十二、发泡太好1.气压太高2.发泡区域太小3.助焊槽中FLUX添加过多4.未及时添加稀释剂,造成FLUX浓度过高十三、FLUX的颜色有些无透明的FLUX中添加了少许感光型添加剂，此类添加剂遇光后变色，但不影响FLUX的焊接效果及性能；十四、PCB阻焊膜脱落、剥离或起泡1、80%以上的原因是PCB制造过程中出的问题A、清洗不干净B、劣质阻焊膜C、PCB板材与阻焊膜不匹配D、钻孔中有脏东西进入阻焊膜E、热风整平时过锡次数太多2、锡液温度或预热温度过高3、焊接时次数过多4、手浸锡操作时，PCB在锡液表面停留时间过长助焊剂的选择1、结合产品选择助焊剂。

自身产品的档次及产品本身的特点，是选择助焊剂时首先考虑的条件，高档次的产品如电脑主板、板卡等电脑周边产品及其他主机板或高精度产品，一般选择高档次免清洗助焊剂，也有少数客户用清洗型助焊剂焊后再进行清洗，SMT贴片有用溶剂清洗型也有用水清洗型助焊剂。

此类高档次产品，无论是选择免清洗助焊剂还是清洗型助焊剂，首先都要保证焊后的可靠性，因为在板材状况比较好时，一般助焊剂的上锡是没有太大问题的，而残留物或残留离子的存在，则是产品内在的最大隐患。

我们建议此类产品选择高档免清洗助焊剂，此类焊剂活性适中，焊后残留极少，离子状况残留能控制在1.5μgNacl/cm2左右，大大加强了焊后产品的可靠性。