助焊劑是指能夠去除PCB表面、焊料本身的氧化物或表面其他污染，濕潤被焊接的金屬表面，同時在焊接時保護金屬表面不被再次氧化，減少熔融焊料的表面張力，促進焊料擴展與流動的化學物質。

輔助熱傳遞、去除氧化物、降低表面張力及防止再氧化。

• 活化劑

  作用：清潔焊接表面，降低表面張力的作用。

• 擴散劑

  作用：調節錫膏的粘度及印刷性能，以防止出現脫尾、粘連等現象。

• 保護劑

  作用：加大錫膏的粘附性，防止焊點再度氧化。

• 溶劑（通常是酮類、醇類及酯類的混合物）

  作用：在錫膏攪拌過程中起調節均勻的作用。

助焊劑殘留物指的是焊接後不揮發成份、殘留的活性成份以及生成的金屬鹽類。

PCB焊接後殘留物的産生與焊接過程中使用的助焊劑類型有密切的關系，從使用的助焊劑類型來看常見的殘留物主要分為以下兩類。

主要是由聚合松香、未反應的活化劑以及焊接時松香與熔融的焊料之間反應生成的鹽等組成。

這些物質在吸潮後體積膨脹，部分物質還與水發生水合反應。這些呈白色或褐色的殘留物吸附在PCB上，清除異常困難。

如目前廣泛使用的免洗助焊劑，其主要由多種有機酸組成，也包含一些在高溫下可以産生鹵素離子的化合物。

這類殘留物最難除去的是有機酸與焊料形成的鹽類，它們有較強的吸附性能且溶解性較差。

以目前廣泛使用的免洗助焊劑為例，其活化成份主要是脂肪二元酸及羧酸類的衍生物。影響羧酸酸性強弱的因素有分子結構、溶劑和溫度等。

二元羧酸分子中有兩個羧基（-COOH），羧基是吸電子基，具有強的吸電子誘導效應，使其可以電離出兩個H 。而取代羧酸中的羟基酸因為分子中含有羟基（-OH）和羧基兩種官能團，表現出羧基和羧基的兩重性質。相比羧基，羟基是更強的吸電子基，使羧基的離解度增加，這樣羟基酸的酸性比母體羧酸更強，從而助焊性能也會大大提高。

常溫下二元羧酸主要以分子H2R的形式存在于溶劑中，酸性較弱，腐蝕性較小，但在焊接的溫度下，随着溶劑的不斷揮發，其助焊劑中的濃度變大，酸中大量的H 被電離出來，酸性變強，此時H 便和焊料及PCB的金屬表面的氧化膜發生反應，形成有機酸鹽。

在焊接過程中，助焊劑的活性不僅取決于活化劑本身的分析結構，還與活化劑的沸點及熱穩定性有密切關系。

助焊劑中的活化劑通常是由分解溫度不同的多種酸組成的複合型活化劑，這樣能夠保證助焊劑在不同溫度下的活性。

分解溫度低的活化劑可使得焊後殘留物少、腐蝕小。而分解溫度高的活化劑若在預熱、焊接過程中受熱不充分時将難以完全分解，這樣将會有殘留物留于PCBA上。

助焊劑中的溶劑通常也是由多種不同沸點的醇醚類物質所組成的，但高沸點的助溶劑含量不能過多，否則會造成溶劑揮發速度變慢，在PCB經過預熱區後，仍會有大量高沸點助溶劑殘留在PCB上，在随後進入焊接區時，同樣會有一些難以發生分解而作為殘留物留在PCBA上。

此案例中，在PCB設計方面，由于綠油堵孔及引腳位置的特殊結構，容易造成助焊劑聚集殘留。其中，殘留助焊劑主要成分為松香（酸），該物質在吸濕後會降低表面電阻或阻抗，導緻漏電。

此案例中，PCB阻抗降低的原因為排線插座DIP焊接時，殘留的助焊劑過多，形成連片狀态。

助焊劑殘留物在吸濕狀态下，會釋放活化劑，當端子之間存在電勢差時，就會産生漏電，嚴重則會短路，甚至會發生腐蝕現象。

此案例中，PCB闆上殘留的助焊劑較多，部分區域未清洗。經清洗、烘烤及加濕實驗驗證，再結合PCBA有吸濕的因素，發現與電阻有關聯的電路或闆面阻抗降低。

殘留物除對PCB的外觀影響外，更重要的是造成功能失效。

殘留物不僅會緩慢地腐蝕PCB裸露的金屬區，對PCB的阻焊層也會造成一定的破壞，特别是PCBA放置或使用一段時間吸潮後，腐蝕會表現得尤為嚴重。

通過實驗研究表明：助焊劑殘留物的存在将大幅增加電遷移的發生機率。

Q：電遷移是什麼？

A：電遷移又稱電化學遷移。

電化學遷移現象指的是在PCBA組裝為整機使用一段時間後，特别是在濕熱環境下，如果PCB表面有離子存在，離子會發生定向遷移，最後形成電流通道，進而造成絕緣性能下降。其中，若使用含銀的焊料，在銀腐蝕為銀離子後，電遷移更容易發生。

Q：殘留物的類型不同對PCB的影響程度及方式是否一樣？

A：不一樣。

非離子型殘留物主要會引起接觸電阻增大，甚至造成開路；而離子型殘留物除了引起絕緣性能下降外，還會引起PCB的腐蝕，最終使整個PCB失效。

從可靠性評判方面來說，目前最常用的評判助焊劑殘留物的方法是表面絕緣電阻測試和電化學遷移測試。

依據IPCJ-STD-004B《助焊劑要求》的規定，焊接後的PCBA在經過表面絕緣電阻測試（85℃，相對濕度85%，168H）後，所有測試圖形的絕緣電阻都必須大于1.0×10^8Ω。經過同樣測試條件的電化學遷移測試後，除梳形電路導體允許有輕微的變色外，其他導體不能有明顯的腐蝕現象；對于出現樹枝狀結晶現象的，其尺寸不應超過導線間距的20%。

理想的助焊劑應該具有高活性、低腐蝕性，然而兩者卻是彼此對立的指标，常常有很多助焊劑在一味追求高活性的同時忽視了其腐蝕性。因此在面對諸多的助焊劑時，有必要進行實際的焊接工藝試驗來選擇性能良好、可靠性高的助焊劑。

在保證焊接質量的前提下，焊接過程中應适當提高預熱溫度和焊接溫度，保證必要的焊接時間，使助焊劑中的活性劑及溶劑盡可能多的随高溫分解或揮發，減小焊後殘留物。

對于可靠性要求比較高的電子産品，焊接後必須經過嚴格的清洗工藝。為了降低清洗的難度，在PCB完成焊接後應盡快進入清洗工序，在清洗時既要針對非極性殘留物也要針對極性殘留物，因此需使用極性與非極性的混合溶劑來清洗才能有效除去殘留物。當然，選擇那些對環境友好的清洗劑也是需要考慮的方面。

本篇文章介紹了助焊劑殘留對PCB的影響，如需轉載，後台私信獲取授權即可。若未經授權轉載，我們将依法維護法定權利。原創不易，感謝支持！

新陽檢測中心将繼續分享關于PCB/PCBA、汽車電子及相關電子元器件失效分析、可靠性評價等方面的專業知識，點擊關注獲取更多知識分享與資訊信息，也可關注“新陽檢測中心”微信公衆号。

最後，如您有相關檢測需求，歡迎咨詢，我們将竭誠為您服務。

更多精彩资讯请关注tft每日頭條，我们将持续为您更新最新资讯!