助焊剂分类

助焊剂可分成高腐蚀性...中腐蚀性...和无腐蚀性的，可是，任何的助焊剂种类中都有不同级别的腐蚀性

助焊剂分类是基于其活性和成分(它决定活性)。而助焊剂活性又是其除去表面污物有效性的指标。助焊剂通常分成无机酸、有机酸(OA)、天然松香与人造松香(免洗)。J-STD-004按字母从A到Y的顺序分类助焊剂(表一)。

表一、基于材料成分和卤化物含量的助焊剂分类 助焊剂类型符号 助焊剂成分材料 符号 助焊剂活性水平(%卤化物) 助焊剂类型 A Rosin RO Low(0%) L0 B Rosin RO Low(<0.5%) L1 C Rosin RO Moderate(0%) M0 D Rosin RO Moderate(0.5%~2.0%) M1 E Rosin RO High(0%) H0 F Rosin RO High(>2.0%) H1 G Resin RE Low(0%) L0 H Resin RE Low(<0.5%) L1 I Resin RE Moderate(0%) M0 J Resin RE Moderate(0.5~2.0%) M1 K Resin RE High(0%) H0 L Resin RE High(>2.0%) H1 M Organic OA Low(0%) L0 N Organic OA Low(<0.5%) L1 P Organic OA Moderate(0%) M0 Q Organic OA Moderate(0.5~2.0%) M1 R Organic OA High(0%) H0 S Organic OA High(>2.0%) H1 T Inorganic IN Low(0%) L0 U Inorganic IN Low(<0.5%) L1 V Inorganic IN Moderate(0%) M0 W Inorganic IN Moderate(0.5~2.0%) M1 X Inorganic IN High(0%) H0 Y Inorganic IN High(>2.0%) H1

助焊剂的总分类：天然松香(Rosin)、人造松香(Resin)、有机酸(Organic)和无机酸(Inorganic)，有进一步的分类。例如，助焊剂A的完整描述是天然松香或RO-H0，表示它是不含卤化物的天然松香助焊剂。这类中的其它无卤化物助焊剂是RO-M0和RO-H0，但人们认为它们相对比RO-L0更活跃。卤化物含量单独不是活性水平的指标，因为其它成分可能替代卤化物。J-STD的分类描述助焊剂活性和助焊剂残留物的活性如下：

• L = 低或无助焊剂/助焊剂残留物活性
• M = 中性无助焊剂/助焊剂残留物活性
• H = 较高无助焊剂/助焊剂残留物活性

在每个分类中有三种助焊剂活性或腐蚀性水平：低、中、高。在每一个这些次分类中，进一步的分级由数字0和1表示。零表示不含卤化物，而1表示在低活性的助焊剂种类中小于0.5%的卤化物含量，在中等活性的助焊剂种类中0.5~2.0%的卤化物含量，在高活性的助焊剂种类中大于2.0%的卤化物含量。

有各种测试，如，铜镜、卤化物含量、腐蚀性、熔蚀的平衡与分散，这些助焊剂必须通过的测试，来分类到一个特定的类别(详情参阅J-STD-004)。分类到L和M的助焊剂必须通过比H类更多的测试。简单的说，L、M或H类的带0后缀的助焊剂必须比相同类的带1后缀的助焊剂通过更多的测试。

通常，助焊剂可分成高腐蚀性的(无机酸助焊剂)、腐蚀性的(OA)、中等腐蚀性的(基于天然松香的)和非腐蚀性的(免洗或低残留物助焊剂)。可是，在任何助焊剂种类中，有不同等级的腐蚀性。

任何种类的高腐蚀性的无机酸助焊剂很少在电子工业中使用，而中等腐蚀性的助焊剂通常只使用在商业电子中。中等腐蚀性的天然松香和人造松香助焊剂具有与OA助焊剂可比的活性，设计用于溶剂清洗，而OA助焊剂是用于水洗的。可是，低残留物和免洗型的人造松香助焊剂具有的活性很低。

无机助焊剂

无机助焊剂具有高腐蚀性，由无机酸和盐组成，如盐酸，氢氟酸，氯化锡，氟化钠或钾，和氯化锌。这些助焊剂能够去掉铁和非铁金属的氧化膜层，如不锈钢，铁镍钴合金和镍铁，这些用较弱助焊剂都不能锡焊。

无机助焊剂一般用于非电子应用，如铜管的铜焊。可是它们有时用于电子工业的铅镀锡应用。无机助焊剂由于其潜在的可靠性问题，不应该考虑用于电子装配(传统或表面贴装)。其主要的缺点是有化学活性残留物，可能引起腐蚀和严重的局部失效。

有机酸助焊剂

有机酸(OA)助焊剂比松香助焊剂要强，但比无机助焊剂要弱。在助焊剂活性和可清洁性之间，它提供了一个很好的平衡，特别是如果其固体含量低(1-5%)。这些助焊剂含有极性离子，很容易用极性溶剂去掉，如水。由于它们在水中的可溶性，OA助焊剂是环保上所希望的，虽然免洗助焊剂可能更为所希望。因为这类助焊剂不为政府规范所覆盖，其化学含量由供应商来控制。可得到的OA助焊剂有使用卤化物作催化剂的，也有没有的。

有机酸(OA)助焊剂，由于术语“含酸”助焊剂，甚至在传统装配上，一般为人们所回避。可是，甚至所谓非腐蚀性松香助焊剂也含有卤化物，如果不适当地去掉，都将引起腐蚀。

有机酸(OA)助焊剂的使用，在军用和商业应用的混合装配(二类和三类)中证明是可行的。人们错误地认为，当波峰焊接二类和三类表面贴片装配(SMA)板时，必须把OA转变成基于松香的助焊剂(RA和RMA)。

和流行的观点相反，OA助焊剂也已经在军事项目中得到成功应用。商业、工业和电讯业的其它一些主流公司，把OA应用于波峰焊接板底胶固的表面贴装片状元件。人们已发现，OA助焊剂满足军用和商用的清洁度要求。

OA助焊剂材料已成功地用作回流焊接引脚穿孔元件中的环形焊接的助焊剂涂层。甚至在通过回流焊接之后，可以很容易地用水清洗。现在，水溶性锡膏被广泛应用，在过去，它们没有松香助焊剂那么粘，但粘性问题一早被解决了。由于使用氯氟化碳(CFC)清洗基于松香的锡膏，产生了环境因素的考虑，水溶性锡膏在要求清洁的应用中，或在由于低残留或免洗锡膏和助焊剂产生问题的应用中，变得更具有优势。

松香助焊剂

松香或树脂是从松树的树桩或树皮中榨取的天然产品。松香的化学成分一批不同于一批，但通用分子式是C19H29COOH。主要由松香酸(70-85%，看产地)和胡椒酸(10-15%)组成。松香含有几个百分比的不皂化碳水化合物；为了清除松香助焊剂，必须加入皂化剂(把水皂化的一种碱性化学物)

松香助焊剂主要由从松树树脂油榨取和提炼的天然树脂，松香助焊剂在室温下不活跃，但加热到焊接温度是变得活跃。它们自然呈酸性(每克当量165-170毫克KOH)。它们可溶于许多溶剂，但不溶于水。这就是使用溶剂，半水溶剂或皂化水来清除它们的原因。

松香的熔点为172-175(C(342-347(F)，或刚好在焊锡熔点(183(C)之下。所希望的助焊剂应该在约低于焊接温度时熔化并变活跃。可是，如果助焊剂在焊接温度下分解，那将没有效力。这意味着合成助焊剂可以用于比松香助焊剂更高的温度，因为前者的分解温度较高。一般，松香助焊剂较弱，为了改进其活跃性(助焊性能)，需要使用卤化催化剂。

松香去氧化物的通用公式：

RCO2H + MX = RCO2M + HX

此处RCO2H是助焊剂中的松香(较早提到的C19H29COOH)
M = 锡Sn, 铅Pb或铜Cu
X = 氧化物oxide, 氢氧化物hydroxide或碳酸盐carbonate

松香助焊剂也分类为松香(R)，适度活性松香(RMA)和活性松香(RA)。 松香助焊剂的各种类的不同在于催化剂(卤化物，有机酸，氨基酸，等)的浓度。R和RMA类型一般无腐蚀性，因此安全，R和RMA助焊剂尽管没有划分为免洗，在一些应用中甚至不清洗。当然，没有清洗，装配的可靠性要打折扣，因为在使用环境中，粘性的松香会吸收灰尘和有害污染物。

这里所描述的助焊剂要求清洗。为了避免清洗，许多公司已经转移到免洗助焊剂，随后在作讨论。

本文节自瑞.普拉萨德的1997教科书《表面贴装技术：原理与实践》第十三章。

本文节自Ray Prasad的1997教材《表面贴装技术：原则与实践》

REFERENCES 参考书

1. Ray Prasad, SMT: Principles and Practice, Walter Kluwer Academic Publishers, 2nd Edition, ISBN 0-412-12921-3.
2. J-STD-004, Requirements for Soldering Fluxes, available from IPC, Northbrook, Ill.

Ray Prasad is founder of the Ray Prasad Consultancy Group which specializes in helping companies establish strong internal SMT infrastructure. Contact him at P.O. Box 219179, Partland, OR 97225; (503) 297-5898; Fax: (503) 297-0330; Web site: http://www.rayprasad.com/