助焊剂
助焊剂是波峰焊接、SMT焊接过程不可缺少的辅料，在波峰焊中助焊剂和合金焊料分开使用，而在回流焊中，助焊剂则作为焊膏的重要组成部分。
一、助焊剂的主要作用
助焊剂（FLUX）来源于拉丁文“流动”（Flow in soldering），有以下主要功能：
1、除去焊接表面的氧化物，迅速使焊接表面金属清洁、裸露，使焊料在被焊金属表有较强的润湿能力。
2、防止焊接时焊料和焊接表面的再氧化。
3、降低焊料的表面张力。
4、有利于热传递到焊接区。
二、焊剂的特性
1、具有去除表面氧化物、防止再氧化、降低表面张力等特性；
2、熔点比焊料低，在焊料熔化之前，助焊剂要先熔化，才能充分发挥助焊的作用；
3、浸润扩散速度比熔化焊料块，通常要求扩展率在90％或90％以上；
4、粘度和相对密度比焊料小。粘度大会使扩散困难，密度大不能覆盖焊料表面；
5、焊接时不产生焊珠飞溅，也不产生气和强刺激的气味；
6、焊接后残渣易去除，并具有不腐蚀、不吸湿和不导电等特性；
7、焊接后不沾手，焊后不易拉尖；
8、在常温下存储稳定。
参考资料：
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；2、氧化物直接被助焊剂剥离；3、上述两种反应并存。
助焊剂去除氧化层，即是中反应，主要成份为（Abietic Acid）和异构双萜（Isomeric diterpene acids），当助焊剂加热后与氧化铜反应，形成铜（Copper abiet），是呈绿透明状物，易溶入未反应的内与一起被清除，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，这种方式长用在半导体零件的焊接上。
几乎所有的有机或无机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，这些功能是焊锡作时，必不可免考虑的。
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。
助焊剂的功能即是去除氧化物，通常在某一温度下效果较佳，例如RA的助焊剂，除非温度达到某一程度，氯离子不会解析出来清理氧化物，当然此温度必须在焊锡作的温度范围内。另一个例子，如使用氢气做为助焊剂，若温度是一定的，反映时间则依氧化物的厚度而定。
当温度过高时，亦可能降低其活性，如在超过600℉（315℃）时，几乎无任何反应，如果无法避免高温时，可将预热时间延长，使其充分发挥活性后再进入锡炉。
也可以利用此一特性，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。
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弟力，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。
三、助焊剂的化学组成
传统的助焊剂通常以为体。具有弱性和热溶流动性，并具有良好的绝缘性、耐湿性、无腐蚀性、无性和稳定性。目前，在SMT中采用的大多是以为体的活性助焊剂。还包括以下成分：活性剂、成膜剂、添加剂和溶剂等。
1、活性剂
活性剂是为提高助焊能力而加入的活性物，它对焊剂净化焊料表面和被焊件表面起主要作用。活性剂的活性是指它与焊料和被焊件表面氧化物等起化学反应弟力。在焊剂中，活性剂的添加通常为1％～5％。
活性剂分无机活性剂和有机活性剂两种。无机活性剂如锌、铵等，助焊性好，单作用时间长，腐蚀性大，不宜在电子装联中使用。有机焊剂如有机及有机卤化物等，作用柔和，时间短，腐蚀性小，电气绝缘性好，适宜在电子装联中使用。
2、成膜剂
焊接后焊剂残留物能形成一层紧密的有机膜，保护了焊点和板，具有一定的防腐蚀性能和电气绝缘性能。常用的成膜剂有、酚醛树脂、丙烯树脂、氯乙烯树脂、聚氨酯等。一般加入在10％～20％。
3、添加剂
添加剂是为了适应工艺环境而加入的具有特殊物理和化学性能的物。通常加入的添加剂有：PH调节剂、润湿剂、光亮剂、削光剂、缓蚀剂、发泡剂、阻然剂等。
4、溶剂
由于使用的焊剂大多数是液态的，必须将助焊剂中的固体成份溶解在一定的溶剂中，使之成为均相溶剂。一般采用异和乙醇作为溶剂。
四、助焊剂的分类
1、按助焊剂的状态分：液态、糊状、固态三类焊剂。
A）液态焊剂：用于浸焊和波峰焊接用；
B）糊状焊剂：SMT焊锡膏用；
C）固态焊剂：焊锡丝芯用。
2、按助焊剂活性的大小分：R、RMA、RA和RSA焊剂
A）低活性（R）：用于级别较高的电子产品，可实现免清洗；
B）中等活性（RMA）：用于民用电子产品；
C）活性（RA）：用于可焊性差的元器件；
D）极活性（RSA）：用于可焊性差的元器件或有镍铁合金。
3、按助焊剂中不挥发物含分：低固含、中固含、高固含焊剂。
A）低固含：≤2％，精密仪器或较别的电子产品
B）中固含：＞2.0～5.0％ 通用电子产品
C）高固含：＞5.0～10.0％ 民用电子产品
4、按残留物的溶解性能，可将助焊剂分为：有机溶剂清洗型（树脂型）、水溶型和免清洗型。
五、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.锡液中加了防氧化剂或防氧化油造成的。
5.助焊剂涂布太多。
6.组件脚和板不成比例（太大）使助焊剂上升。
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,造成助焊剂涂布过多,预热时滴到加热管上。
2.风的角度不对(使助焊剂在PCB上涂布不均匀)。
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）
设计不合理，布线太近等。
2. PCB阻焊膜不好，容易导电。
（五）漏焊，虚焊，连焊
涂布的太少或不均匀。
2.部分焊盘或焊脚氧化严重。
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）*大，味大：
本身的问题
A、树脂：如果用普通树脂*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：*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，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
涂布的不均匀。
4.焊盘,元器件脚氧化严重，造成吃锡不良
涂布太少；未能使PCB焊盘及组件脚完全浸润
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
的选型不对
2.发泡管过大或发泡槽的发泡区域过大
3.气泵气压太低
4.发泡管有管漏气或堵塞气的状况,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
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，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、劣阻焊膜
C、PCB板材与阻焊膜不匹配
D、钻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
六、免清洗效果和产品可靠性的评价
1、 Ionic/Organic Clean-liness Test 清洁度测试
与原来的离子浓度测试不同的是，清洁度测试引入了谱分析手段，包括IC（Ion Chromatography）高压液体谱分析二种方法，特点是：a.能帮助定义污染物种类，确定元器件、光板表面所含污染物的数水平；b.是一种实验室手段，尚未成为生产直接支持工具；c.可用于确定材料的工艺下限并提供与现有测试手段的相关联系。
通过标注ionic/no-ionic物的数水平，参照现有的可接受条件技术，可以确定与SIR和ESS测试的关闻联；通过对照比较，可以帮助我们寻找适合于生产实际的现场工艺控制方法和监控工具，从而切实保免洁洗焊接技术的有效实施和控制。
2、 SIR Test可靠性测试
这是通过人为施加高温、高湿和电压等方式，在短期内模拟恶劣环境因素可能对产品造成的可靠性影响，以便确定免清洗焊接工艺的实施效果的一种手段。目前一般采用IPC--818标准作为测试方法和判据即在85℃高温、85%RH相对温度、100VDC测试电压等条件下进行连续7天的测试，必须达到规定的表面绝缘电阻值>10 ohm才算可靠性要求。通常SIR测试和其它化学分析方法一起进行，使得评估检验结果，SIR测试结果曾经在很上依赖操作者本身的技能，但是随着技术发展和各研究机构的不断努力，目前SIR已经逐渐成为一种精确的检测工具和手段，主要用于评价Flux、Cleaner、Solder-paste、Soldermask等产品焊接后产生的残留物对产品可靠性的影响。
3、ESS（Eicctrical Stress Serecning）Test
这种方法主要用于评价功能性产品的可靠性程度。它结合各种环境因素如温度/湿度/振动，模拟极端环境破坏情况；同时在测试前/中/后各分阶段分别加以功能测试并作比较，以确定产品的可靠性。根据用户需求，ESS可包括：强力温度循环测试、湿度倾向测试、热冲击测试和露点测试和露点测试等一系列测试方法。它的特点是：测试迅速，可以及早获得测试结果；能更真实地反映环境对产品可靠性的影响。缺点是：每次需用成品作为测试对象，费用较高。无论，ESS手段将更精确地显示免清洗焊接技术和可靠性之间的必然联系。
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