同方助焊剂与电子清洗剂技术发展趋势

同方工程部：邓忠庆

2009-12-1

一、助焊剂的分类

根据焊剂对焊点腐蚀性的不同，焊剂可分为非腐蚀性助焊剂、缓蚀性助焊剂以及腐蚀性助焊剂三类。若按其化学组成来分，则可非为有机系助焊剂和无机系助焊剂。随着助焊剂技术的发展出现了特种助焊剂，它以清洗方式的不同将助焊剂分为松香基助焊剂、水性助焊剂、免洗助焊剂三类。特种助焊剂已经成为目前各国研究的重点。

1、松香基助焊剂

特种松香基助焊剂一般无腐蚀性或腐蚀性较小，其助焊性能优良。以高纯水白松香或改性氢化松香为主，一般占焊剂体系的55%-65%，并适当配以缓蚀性有机酸及其衍生物作为活性剂。试验证明这种复合物有着良好的协同效应。但该类助焊剂后都有松香残留，影响焊点的美观和可靠性，需要进行清洗。最初的焊剂残留必须用氟利昂清洗，不利于环境保护而渐渐退出。目前，通过改进和优化，松香基助焊剂的焊后残留物通过一般的溶剂或者热水清洗即可达到良好的清洗效果。该类助焊剂一般用于精度要求很高的航空、航天、以及军工方面的电子焊接。

2、水溶性助焊剂

水溶性助焊剂一般都有高的助焊活性。传统的水溶性助焊剂焊后残留物比松香助焊剂焊后残留有更大的腐蚀性和电导率，在基板装配完成后必须立即去除。水溶性助焊剂的实际含义是它的残留物是水溶性的，并不要求助焊剂中必须含有水，它们也可以溶于一般的有机溶剂，如乙醇、乙二醇等。目前，新兴的水溶性助焊剂——水溶性有机酸焊剂，又称OA型焊剂，是各国研究的主要方向，这是由于该类助焊剂不仅有良好的助焊效果，而且焊后残留极少且腐蚀性相对较小，且腐蚀性接近于松香基助焊剂。

3、免清洗助焊剂

免清洗助焊剂是随电子工业发展及环境保护的需要而产生的一种新型助焊剂。它在解决不使用CFC类清洗溶剂、减少环境污染方面和解决因细间隙、高密度元器件组装带来的清洗困难以及元器件与清洗剂之间的相容问题方面具有重要的意义。免清洗助焊剂的固体含量一般都较低，其主要研究方向分为低松香型免清洗助焊剂和无松香型免清洗助焊剂。低松香型助焊剂严格控制了松香的含量，一般要求松香含量不能超过3%。无松香型助焊剂主要针对可焊型与腐蚀性的矛盾，选用性能优良的活性成分，并对活性成分采取了特殊的微胶囊化处理技术，较好的解决了可焊性与腐蚀性的矛盾。

二、助焊剂的发展前景

保护臭氧层已称为全球性的环境问题，根据1990年“关于消耗臭氧层的蒙特利尔协定书”，世界发达国家要在2002年前全部停止生产和使用消耗臭氧层的ODS（Ozone Dissipated Substance）物质，中国是缔约国之一，也要在2010年前停止生产和使用ODS物质。对SMT行业的要求就是禁止使用CFC(chlorofluorocarbon)作为焊后清洗剂，以免造成环境破坏。目前世界各国正在致力于对这一问题解决的思考之中，并且一些国家已经作出了一部分工作。

目前业界上所提出的有建设意义的解决途径有三点：开发CFC清洗剂替代品；研制水溶性助焊剂；开发免清洗助焊剂。

1、非ODS物质清洗型松香基助焊剂

在我国，电子工业用ODS物质清洗松香助焊剂，消耗量占全国用量1/4，数量还在日益剧增，所以研究ODS替代物时间紧迫、意义重大。近几年来，发达国家非常重视ODS替代物的研制工作。主要有：研制非ODS溶剂清洗助焊剂，现已有产品用于生产，但价格昂贵，多选用价格昂贵的高纯水白松香或者改性氢化松香，而且易燃，操作不安全，该类助焊剂一般用于使用环境比较恶劣的深海作业或者军需产品中。

2、水溶性助焊剂

对于水溶性焊剂的研制，现在已有产品用于生产，该工艺下需要建立水清洗成套设备，耗资巨大、工艺复杂，但是水溶性助焊剂的焊后残留物可以直接用水清洗，不会对环境造成危害，而且清洗后板面干净，适用于要求较高的组装体系。因此，对于水溶性助焊剂的开发极为重要，它将是未来高、精、尖微电子领域发展的方向。

3、免清洗助焊剂

目前研究最有前途的是免清洗助焊剂，焊后板面干净、残留物少、无腐蚀、操作简便、不需清洗、满足高速生产的需要，是一种理想助焊剂，主要应用于要求不高的普通民用生产。为减少焊后残留，美化焊点，人们开始应用免清洗助焊剂来代替松香型助焊剂。可以看出：松香基助焊剂的研究是开发高质量焊剂的前提，通过改善、优化松香并配以适当的活性剂，有望开发出助焊剂性能良好，清洗工艺简单，无污染，适于恶劣环境作业的高质量助焊剂，此外由于松香类焊剂雄厚的理论及出，它必将对未来的水性助焊剂和免清洗助焊剂的研制与开发带来巨大的参考价值。水溶性助焊剂的研制是高、精、尖微电子领域的发展方向，代表着先进的表面组装技术；免清洗助焊剂的开发是普通民用组装的目标，拥有着非常广阔的市场前景。但是由于特种助焊剂在我国出现的时间不长，制备技术还不完善，生产应用中存在不少问题有待解决。

三、清洗剂的发展前景

为了更好的保护地球生态环境，国际上近年推行对环境保护作出承诺的ISO14000认证。在生产组织中，要求在产品的生产、使用、废弃物排放方面等对环境无破坏性。随着2004年、2006年和2010年我国分别全面禁止使用四氯化碳、三氯乙烷和三氯乙烯（CFC-113），开发非ODS类物质的电子清洗剂（三氯乙烷、CFC—113、四氯化碳）的理想替代品是行业发展趋势。要求新的清洗剂不含氯化物及低芳香烃，其急性毒性、口服毒性及吸入毒性都极低，符合劳工安全规定。
1、含有十氟戊烷(HFC-4310)的清洗剂

十氟戊烷(HFC-4310)臭氧消耗潜值(ODP)为0，温室效应潜值(GWP)为0.25，比11，1,2-三氟-1,2，2-三氯乙烷、三氯乙烯(CFC-113)的沸点高而表面张力低，具有不燃、化学稳定、热稳定、低毒和蒸馏的易复原等特性，其溶解能力比CFC-113强，可与醇类、烃类和酯类等共混形成共沸物或共混物以增强溶解能力。

应用范围：(ODS)替代品，用于清洗、干燥精密设备，清洗液态或气态氧系统，去除微粒、离子(Cl-，F-，NO^-₃，SO^2-₄，PO^3-₄等)、油脂(矿物油、真空油、氟类油和烃类等)、助焊剂残留和有机硅等领域。

2、水基清洗剂

优点：无闪点、气味清谈、不含卤素、能在室温下使用。宽大工艺窗口，特别配方确保无任何残留物的彻底干燥、漂洗或可视情形取消是溶剂型网板清洗设备用来取代异丙醇等醇类清洗剂的理想选择。

应用范围：适用于电子工业SMT领域，如：清洗钢网 、清洗治具 、清洗炉膛。

水基清洗剂主要特点：

a、同传统溶剂清洗剂比较
气味小；无闪点；没有燃爆危险；无毒性；降低维护成本；清洗效果好。

b、同表面（卤素）活性剂类的水基清洗剂比较
无残留；无白粉；能整体有效的降低清洗和维护成本；清洗效果好。

c、同皂化剂类的水基清洗剂
无残留；无白粉； 高压下无气泡；相容性好；高性价比，能整体有效的降低清洗和维护成本；清洗效果好。