欧美对于免洗助焊剂和锡膏的使用要求
许多公司,特别在欧洲,认为松香(r和rma)助焊剂是免洗的,一般都不作清洗。这松香是粘性的,但不会引起任何可靠性的问题,特别是不含卤化物的(r助焊剂)。为了避免针床式测试问题,有时只是在板的底面用刷子清洗。可是,在美国,松香助焊剂通常要求清洗,以满足清洁度要求(外观、离子和表面绝缘阻抗)。因此,欧洲人已成为免洗改革的先锋。
自从禁止氯氟甲烷(cfc, chlorofluorocarbons)以来,免洗助焊剂在世界范围内变得比要求清洗的助焊剂更普遍。在美国,几家主要的公司,如英特尔(intel),北方电信(northern telecom),at&t等,都采用了免洗助焊剂和锡膏。at&t是使助焊剂残留最小的精密助焊剂喷雾概念的发明者, 是最早几家使用免洗助焊剂和锡膏的公司之一。可是,免洗助焊剂的使用在军事和高可靠性的应用中很少。
松香(树脂,colophony)是作为松香助焊剂中的固体使用的。松香中的松香酸(abietic acid),和卤化物(如果使用的话)一起作为活性剂使用。在免洗助焊剂中,使用的是人造树脂,如pentaerythritol tetrabenzoate。 pentaerythritol tetrabenzoate的化学结构具有低离子,由于焊接期间它会分解,所以留下极低的残留物。这些人造树脂通常在低于100°c以下不与金属氧化物反应,但温度高于100°c时反应迅速 — 它们挥发与分解快。和松香一样,在水中的可溶性低。
免洗助焊剂按不同程度(1~35%)的人造树脂,通常叫做固体,来配方。高固体含量的免洗助焊剂将在板上留下过量的残留物,可能在外观上不可接受,尽管它们通过了电气测试。可是,它们提供良好的可焊性,而且不要求为回流焊接使用惰性气体环境。另一方面,有的免洗助焊剂将不会留下任何可见的残留物。这种免洗助焊剂也叫做低固体助焊剂(lsf, low-solids fluxes),或低残留助焊剂(lrf, low-residue fluxes)。现在,该趋势正在走向5%、2%、甚至1%固体含量的低残留助焊剂。这些很低固体助焊剂具有低残留和低腐蚀的优势。
免洗锡膏的固体含量没有象液态助焊剂那么低,因为锡膏必须含有一些胶凝剂,来防止锡粉坐落在助焊剂和溶剂中。尽管这些这些胶凝剂数量上非常小(大约0.5%),但它们会在板上留下比液体助焊剂多的残留物。
免洗助焊剂通常是无卤的。它们得到的焊接速度或效力是来自非卤添加剂,如低分子量的二羧酸(dicarboxylic acids)或胺(amines)。这些添加剂的残留物在焊接期间分解,具有很低的腐蚀性。
使用免洗助焊剂和锡膏的驱动力是,它们节省的不仅是清洁成本,而且有固定资产开支和生产空间。另外,环境上的考虑是大多数公司的关注。cfc在多年使用后已经被禁止,同样地,今天可接受的半水洗和水洗方法可能会在将来引起处理的问题。在一个封闭循环系统,可能不能通过排水系统排出废水,但过滤后的重金属和锡球最终都需要处理。
关注免洗助焊剂
免洗助焊剂也不是没有问题。例如,免洗助焊剂不要求板的清洗,但是诸如波峰焊接盘和模板等夹具是要求清洁和废水处理的。可是,它们不会引起象助焊剂与锡膏要求清洁的、与环境有关负责的关注。
了解免洗助焊剂或锡膏的使用不是简单的插入过程是很重要的。免洗锡膏和助焊剂要求一个非常干净的装配环境,和良好的板与元件的可焊性。这意味着供应商也需要维持一个清洁的过程,以保证可焊的板与元件。
为了充分利用免洗助焊剂的优势,要求改变公司的企业文化。例如,工作环境需要很干净。可能到达pcb的洗手液和化妆品必须受到控制。为了使用活性不如水溶或rma助焊剂的免洗助焊剂和锡膏,要求采取保证板与元件有良好焊接性能的工艺步骤。
免洗工艺要求制造程序中的许多改变,不管使用的助焊剂类型。免洗助焊剂不允许不小心的处理板,或使用焊接性不够完美的元件和板。可是,做好充分准备,向免洗助焊剂的改变可能是一个有非常效益的经验。