免清洗助焊剂

无VOCs水基免清洗助焊剂的应用

——北京晶英免清洗助焊剂有限公司徐海洲

为适应电子工业迅速发展的需要，保护大气臭氧层， Interflux 等业内知名焊料焊剂公司开发出了无VOCs水基免清洗助焊剂。无VOCs低固含量水基免清洗助焊剂是一种新的环保型免清洗助焊剂。这种助焊剂由有机酸类活化剂，脂肪酸酯类润湿剂，和去离子水组成。其优点有：不含卤素，可焊性好，固体含量低，焊后残留物少，无须清洗，绝缘电阻高，使用去离子水作溶剂，可以完全地免除了VOCs 物质，是环保型助焊剂，且完全不会燃烧。这种助焊剂性能优良，并可以克服现有助焊剂的缺点，其使用也更符合环保的要求。

无VOCs水基免清洗助焊剂由于选用去离子水作为溶剂,水在助焊剂的成分比例中占90%以上,这与以往使用醇类作为主要溶剂的助焊剂在密度、固体含量等方面有很大的不同，使得它在波峰焊的应用中具有一些需要注意的问题。

一、 助焊剂的涂覆方式

无VOCs水基免清洗助焊剂，其固体含量一般低于5%，低固含量的则求低于2%，这是一个致使它们不太适合应用于发泡法涂覆的典型特征。在低固体含量的焊剂中将气泡成分混合是非常困难的，因为它们的气泡性很差。

喷雾法（图一）是将焊剂的液滴分裂成非常细的尺寸，并在高压条件下将其运送到电路板上，从而使焊剂通过孔达到最上层。喷雾法

涂覆均匀，涂层厚度可以控制，用量少，不需要进行任何滴定或比重的监控，不需定期排放旧助焊剂，可严格控制涂布量，系统有较好的稳定性和可重复性。

对于VOCs水基免清洗助焊剂来说，喷雾法是最理想的涂覆焊剂方法，它是唯一可以精确控制焊剂的涂覆技术，可使免清洗助焊剂均匀地涂布在PCB上，保证表面组装元器件的焊接质量。

图一

同时必须要提到现今的超声波式喷雾机无法满足无VOCs水基免清洗助焊剂的使用需要，主要原因是无VOCs水基免清洗助焊剂的黏度（20℃黏度为 1.010cps）比醇类助焊剂的黏度（20℃的黏度为1.500cps）要低，在使用超声波式喷雾机喷雾时，无VOCs水基免清洗助焊剂颗粒容易散落，从而使助焊剂无法均匀涂覆在PCB上，影响焊接质量。解决这一问题就需要超声波式喷雾机厂商对设备进行改进,比如喷头高度可调节性等。

二、 预热控制

在波峰焊焊接过程中，预热是一个关键环节。其目的是活化活性剂，蒸发PCB上的助焊剂溶剂，降低基板和电子元器件所受的热冲

击，均匀板面温度。水基无VOCs助焊剂对波峰焊机的预热有强加的额外要求，原因很简单，水的沸点为100℃，在预热过程中，需要预热温度达到100℃以上持续60秒左右才能把水充分蒸发掉，如果达不到这个要求，将会在通孔钎焊接头上产生焊球或者是气孔，因为大量水的存在，在焊接时容易发生飞溅，造成炸锡、虚焊等焊接不良。该工艺的困难之处就是如何在PCB不过热的情况下把水充分蒸发掉，一般可以通过增加高容量强制对流预热而最有效地达到这个目的。因此，只要工艺控制适当，使用无VOCs水基免清洗助焊剂仍可获得优良的焊接效果（图二、图三）。

图二图三

三、焊接时间的变化

无VOCs水基免清洗助焊剂，不含任何卤素，润湿性与含卤素型助焊剂是有明显区别的，参照第三方检测机构赛宝实验室的数据（图四）。

卤素的缺失,会影响0A+AB整个润湿时间，这个时间对PEFLOW 不会很敏感,而对FLOW来说就致关重要了，而现有的波峰焊接设备一波的焊接时间又恰好在To=1.2~1.8s之间，由这个现象带来的问题

是多方面的，工艺上只是简单的两波峰焊接时间的改变，而这涉及到设备上两个喷口宽度的改变，这需要波峰焊接设备的设计人员参与进来调整，研究一波二波之间的焊接时间转变对无铅+无卤的制程很有意思。

图四

四、挥发物的冷凝收集

无VOCs水基免清洗助焊剂由于其活性物质是用有机酸替代传统的松香，在预热过程中会挥发出微量带有腐蚀性的气体，冷凝后出现“酸雨”现象，容易造成滴漏以及腐蚀设备（图五、图六）。所以使用无VOCs水基免清洗助焊剂的设备一般需要增加预热区箱体的蒸汽收集管路（简单的局部改造方法就是将预热段上面的保温盖设计成弧型⌒，利用两侧温差加槽收集饱和液态蒸汽的滑落，因为轨道有仰角，在低段进行收集）并采用冷凝措施（排风软管内侧顶面开孔）收集液体。通过以上简单的局部改造就能解决挥发物的冷凝收集。

图五图六

五、结论

无VOCs水基免清洗助焊剂助焊性能好、无毒、无刺激性气味、环保、安全、成本低。只要对现有波峰焊设备提出一些相应的要求并加以改进，即可发挥无VOCs水基免清洗助焊剂的巨大优势，为社会带来客观的经济效益。

总之，无VOCs水基免清洗助焊剂具有无卤素、低残留、免清洗、储存以及运输方便的综合优点，它既可以有效地帮忙完成焊接过程，又不会影响操作工人的身体健康，对环境没有直接的危害，能称得上“绿色助焊剂”，它是助焊剂发展的方向。