涨知识 | 助焊剂残留为何会导致电子故障？（二）

助焊剂应用

助焊剂的应用方式有多种，最常见的是：

• 焊膏中的助焊剂，用于表面安装

• 用于波峰焊或选择性焊接液体助焊剂

• 用于手工焊接的液体助焊剂

• 焊丝或焊条中的助焊剂

由于所使用的助焊剂的量很重要，因此这些不同的应用过程会带来与清洁相关的故障的风险等级不同。锡膏助焊剂的风险最小，这是因为使用网板或印刷机来控制锡膏助焊剂的施加量。表面贴装中回流焊残留物造成的故障很少（QFN可能有问题）。

液体助焊剂的使用则带来更大的风险。喷射使用比其他过程可使用更多的助焊剂。如果未进行最佳控制，则该工艺可能会施加比所需更多的助焊剂，从而留下更多的酸性残留物，为潜在的化学腐蚀反应创造更有利的条件，而且液体助焊剂也可能会流向未处于高温下的部分。控制手工焊接过程中施加的助焊剂的量也可能很困难，过量的助焊剂可能在附近的组件下流动，人工熟练程度影响很大。

助焊剂残留物的类型及来源

助焊剂残留物指的是焊接后不挥发成份、残留的活性成份以及生成的金属盐类。

助焊剂残留物的种类：PCB焊接后残留物的产生与焊接过程中使用的助焊剂类型有密切的关系，从使用的助焊剂类型来看常见的残留物主要分为以下两类。

松香焊剂的残留物：主要是由聚合松香、未反应的活化剂以及焊接时松香与熔融的焊料之间反应生成的盐等组成。

这些物质在吸潮后体积膨胀，部分物质还与水发生水合反应。这些呈白色或褐色的残留物吸附在PCB上，清除异常困难。

有机酸焊剂残留物：如目前广泛使用的免洗助焊剂，其主要由多种有机酸组成，也包含一些在高温下可以产生卤素离子的化合物。

这类残留物最难除去的是有机酸与焊料形成的盐类，它们有较强的吸附性能且溶解性较差。

组装过程中或组装后的失效分析技术

最常用的评判助焊剂残留物的方法是表面绝缘电阻测试和电化学迁移测试。

尽管没有一个能进行全面风险评估的工具，但是有一些风险评估方法能成功的降低失效的风险。通常在SMT清洗操作过程中通过溶剂萃取物（ROSE）的电阻率来间接判定助焊剂残留离子的清洁度，数值结果有助于确保合格的焊料和清洗过程。

离子色谱法IC已成为一种常用的技术，用于识别SMT表面上的常见离子，并提供焊接后残留的有机弱酸活化剂含量的直接测量值。对于液体助焊剂尤其重要，因为可以很容易地检测出所施加的助焊剂量，不同的离子色谱方法产生不同的结果。完整的组件浸泡测试为整个组件表面上检测到的平均的离子浓度，而局部提取技术则可在小范围内测量离子浓度。

有效减小残留物的措施及去除方式

引入清洗工艺

对于可靠性要求比较高的电子产品，焊接后必须经过严格的清洗工艺。为了降低清洗的难度，在PCB完成焊接后应尽快进入清洗工序，在清洗时既要针对非极性残留物也要针对极性残留物，因此需使用极性与非极性的混合溶剂来清洗才能有效除去残留物。当然，必须选择完全合规的环境友好型清洗剂。

选择理想的助焊剂

理想的助焊剂应该具有高活性、低腐蚀性，然而两者却是彼此对立的指标，常常有很多助焊剂在一味追求高活性的同时忽视了其腐蚀性。因此在面对诸多的助焊剂时，有必要进行实际的焊接工艺试验来选择性能良好、可靠性高的助焊剂。

强调优异的工艺控制

在保证焊接质量的前提下，焊接过程中应适当提高预热温度和焊接温度，保证必要的焊接时间，使助焊剂中的活性剂及溶剂尽可能多的随高温分解或挥发，减小焊后残留物。

文章来源：https://mp.weixin.qq.com/s/ShPusrQsc99jnLZ-3tRDrA

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