电子焊接中助焊剂免清洗的概念

作者：陈正浩

一.什么是免清洗 

免清洗是指在电子装联生产中采用低固态含量、无腐蚀性的助焊剂，在惰性气体环境下焊接，焊后电路板上的残留物极微、无腐蚀，且具有极高的表面绝缘电阻（SIR），一般情况下不需要清洗既能达到离子洁净度的标准（美军标MIL-P-228809离子污染等级划分为：一级≤1.5ugNaCl/cm2无污染；二级≤1.5～5.0ugNACl/cm2质量高；三级≤5.0～10.0ugNaCl/cm2符合要求；四级>10.0ugNaCl/cm2不干净），可直接进入下道工序的工艺技术。

必须指出的是“免清洗”与“不清洗”是绝对不同的2个概念，所谓“不清洗”是指在电子装联生产中采用传统的松香助焊剂（RMA）或有机酸助焊剂，焊接后虽然板面留有一定的残留物，但不用清洗也能满足某些产品的质量要求，如家用电子产品、专业声视设备、低成本办公设备等产品，它们生产时通常是“不清洗”的，但绝对不是“免清洗”。

二.免清洗的优越性

①提高经济效益：实现免清洗后，最直接的就是不必进行清洗工作，因此可以大量节约清洗人工、设备、场地、材料（水、溶剂）和能源的消耗，同时由于工艺流程的缩短，节约了工时提高了生产效率。

②提高产品质量：由于免清洗技术的实施，要求严格控制材料的质量，如助焊剂的腐蚀性能（不允许含有卤化物）、元器件和印制电路板的可焊性等；在装联过程中，需要采用一些先进的工艺手段，如喷雾法涂敷助焊剂、在惰性气体保护下焊接等。实施免清洗工艺，可避免清洗应力对焊接组件的损伤，因此免清洗对提高产品质量是极为有利的。

③有利于环境保护：采用免清洗技术后，可停止使用ODS物质，也大幅度地减少了挥发性有机物（VOC）的使用，从而对保护臭氧层具有积极作用。

材料要求

⑴免清洗助焊剂

要使焊接后的PCB板面不用清洗就能达到规定的质量水平，助焊剂的选择是一个关键，通常对免清洗助焊剂有下列要求：

①低固态含量：2%以下

传统的助焊剂有较高的固态含量（20～40%）、中等的固态含量（10～15%）和较低的固态含量（5～10%），用这些助焊剂焊接后的PCB板面留有或多或少的残留物，而免清洗助焊剂的固态含量要求低于2%，而且不能含有松香，因此焊后板面基本无残留物。

②无腐蚀性：不含卤素、表面绝缘电阻>1.0×1011Ω

传统的助焊剂因为有较高的固态含量，焊接后可将部分有害物质“包裹起来”，隔绝与空气的接触，形成绝缘保护层。而免清洗助焊剂，由于极低的固态含量不能形成绝缘保护层，若有少量的有害成分残留在板面上，就会导致腐蚀和漏电等严重不良后果。因此，免清洗助焊剂中不允许含有卤素成分。

对助焊剂的腐蚀性通常采用下列几种方法进行测试：

a．铜镜腐蚀测试：测试助焊剂（焊膏）的短期腐蚀性

b．铬酸银试纸测试：测试焊剂中卤化物的含量

c．表面绝缘电阻测试：测试焊后PCB的表面绝缘电阻，以确定焊剂（焊膏）的长期电学性能的可靠性

d．腐蚀性测试：测试焊后在PCB表面残留物的腐蚀性

e．测试焊后PCB表面导体间距减小的程度

③可焊性：扩展率≥80%

可焊性与腐蚀性是相互矛盾的一对指标，为了使助焊剂具有一定的消除氧化物的能力，并且在预热和焊接的整个过程中均能保持一定程度的活性，就必须包含某种酸。在免清洗助焊剂中用得最多的是非水溶性醋酸系列，配方中可能还有胺、氨和合成树脂，不同的配方会影响其活性和可靠性。不同的企业有不同的要求和内部控制指标，但必须符合焊接质量高和无腐蚀性的使用要求。

助焊剂的活性通常是用pH值来衡量的，免清洗助焊剂的pH值应控制在产品规定的技术条件范围内（各生产厂家的pH值略有不同）。

④符合环保要求：无毒，无强烈刺激性气味，基本不污染环境，操作安全。

⑵免清洗印制电路板和元器件

在实施免清洗焊接工艺中，制电路板及元器件的可焊性和清洁度是需要重点控制的方面。为确保可焊性，在要求供应商保证可焊性的前提下，生产厂应将其存放在恒温干燥的环境中，并严格控制在有效的储存时间内使用。为确保清洁度，生产过程中要严格地控制环境和操作规范，避免人为的污染，如手迹、汗迹、油脂、灰尘等。

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