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在过去的时间里军品的标准（如美国标准 MIL - F - 14256 ）控制着整个工业，根据松香助焊剂（ R 型）中含有多少活性成分进行分级。 R 型助焊剂含有很少剂量的活性剂。越来越多的普通 RMA 或者中等活性助焊剂含有更多的活性而更有侵蚀性。如果需要更高剂量的活性剂用于难焊接场合，得…

可以依据公司的质量手册，公司该使用怎样的确认和验证测试方法来决定在终端使用环境里运行的

硬件能否为产品的设计生命周期服务？那些测试是否包括作为一个环境应力的湿度？测试是否涵盖

了各类型的初期失效或者寿命末期耗损失效？来料或者过程组装有多大差异或者一致性？

供应商有多大差异或者一致性随着人们理解用功能性寿命测试

关联残留登记有很多可接受的途径，

有两个主要的平台可以供测试选择。第一种是标准的实验室测试，例如在标准的测试板上进行的表

面绝缘电阻测试或者电化学迁移测试。第二种就是对实际的硬件进行环境应力筛选法，通常也叫老

化测试。

选择什么样的测试，很重要一点是要体现湿度，通常选择环境相对湿度大于70%作为环境应力条件。

要理解为什么这是关键性所在，

重要的是先理解相当数量的电子失效都与来自离子残留的生长而导

致的电化学失效机理有关。这些电化学失效包括由电解产生的腐蚀、电化学迁移、或者潮湿环境下

的电泄漏。

电化学失效机理是由三个要素组成：（1）离子和/或者非离子

残留；（2）电位或者电压差；（3）潮气或者湿度。所有这三个

要素都必须以最低量呈现，基于距离和电压变化而产生的电化

学失效

。图7-3的维恩图对于理解这三个要素之间的关系非常

有用。总的影响能通过考虑单个圆的直径与施加的功能成的比

例而直观地看到。举例来说，如果器件在非常潮湿的环境中工

作，湿度圈的直径就会随着电化学的失效区域变大。

这个图解释了为什么如果想要发现电化学失效，环境应力测试

就必须有湿度。在既没有偏压也没

有湿度时，失效是不显现的

而且与清洁度的关系也不能建立起来。正因为如此，OEM或

许会有安全的错觉，认为没有污染问题存在。

图7-1 显示了离子污染作为一个强制条件是正确的，但非离子污染也能对失效机理有影响。非离子例

如化学表面活性剂或者手指上的油剂经常是亲水性的而且吸引水到污染物一边，加速了电化学失效

机理。因此，OEM必须

留意离子和非离子残留。

7.3.1 免洗术语和助焊剂历史的讨论如果你检查当今的助焊剂和焊膏市场，你将会看到产品名字

中包含像“可清洁免洗”、“水洗免洗”或者“水溶免洗”的短语。这些短语在措辞上似乎是矛盾或

者有冲突的，导致了行业上非常大的混淆。如果它们看了助焊剂分级的标准J-STD-004，就没有一个

会标识免洗。在行业中一个

被问得最多的问题就是“为什么要清洗免洗助焊剂”？

要更好地理解助焊剂和助焊剂术语，一个简短的对助焊剂和助焊剂历史在电子行业的回顾或许是让

大家受益的。助焊剂总的来说是由载体、稀释剂、活化剂和一些微量材料组成，其设计是为了优化

使用和减少焊接缺陷。

在现代电子行业早期，大多数助焊剂都使用松香（来自松树叶或者树桩）作为载

体，2-丙烷（异丙

醇或者IPA）作为稀释剂，盐酸或者溴化物作为活性剂。微量成分包括发泡药剂和表面活性剂以减少

锡桥和其它缺陷。为了得到更好的焊接效果，载体带着活性剂和相关的材料在产品预热和焊接区域

时发生作用。预热期间，活性剂是被设计用于去除表面氧化物，加强焊接质量的胺的挥发物和有机

酸的分解物。

焊膏的有机部分配方很相似，除了它们不得不有些低的活性力以阻止在储存期间焊膏

的部分锡粉被腐蚀。这样的配方也必须含有流变学控制药剂。当施加一个剪切力，这些药剂允许焊

膏粘度下降。（例如，在焊膏印刷过程中仅在刮刀前面，然后一旦当剪切力去掉时，又立即恢复到它

们原来的粘度。）

这样的药剂阻止了坍塌和其它焊接缺陷。那个时期的助焊剂有35%的松香固体含量。

任何活性残留不得不在波峰焊和再流焊组装后被清洁，否则将导致严重的腐蚀。

电化学失效区域

湿度电压差

离子污染物

图7-3 电化学失效图

IPC-CH-65B-C 2011年7月

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在过去的时间里军品的标准（如美国标准MIL-F-14256）控制着整个工业，根据松香助焊剂（R型）

中含有多少活性成分进行分级。R型助焊剂含有很少剂量的活性剂。越来越多的普通RMA或者中等

活性助焊剂含有更多的活性而更有侵蚀性。如果需要更高剂量的活性剂用于难焊接场合，得使用RA

或者松香活性助焊剂。RA-MIL

型的助焊剂比全RA型含有更少的活性剂，但是军品一种允许助焊剂

中活性剂含量高于RMA。一些商业应用中使用松香超活性助焊剂（RSA），这里含有的活性剂要比

RA高50%以上。上个世纪70年代末，80年代初，一个清洗溶剂代理商开发了合成活性助焊剂概念而

且免费同助焊剂和焊膏供应商分享。结果是用这种不涉及任何兼容性的优选

的温和溶剂，很容易就

将助焊剂残留清除掉，具备高的焊接能力解决差的可焊性而且能去除“白色残留”。某些配方设计师

发现了有更理想的结果，引申出在板子加工或者实验性焊膏中融化成实验性液体的概念。

在1980年，美国国防部（DOD）授权收集实用的工业标准。来自商业和军工背景的ISO和IPC专家组

一起致力于J-STD-004标准的研究，这个标准映射

了军品助焊剂标准要求。在1995年，军品取消了

MIL-F-14256标准，指导使用者使用J-STD-004标准。

J-STD-004是有国际影响力的助焊剂规范，基于助焊剂化学性质、活性级别和是否含有卤素（氟化

物、氯化物、溴化物和碘化物）对助焊剂进行分级。表7-1列出了J-STD-004的助焊剂分级方法（J-

STD-004，B版本）。

表7-1 助焊剂分级⽅法

助焊剂成分

助焊剂/助焊剂残留

活性级别

卤素百分含量

（重量）

助焊剂

类型

助焊剂

标识符

松香（RO）低 <0.05% L0 ROL0

<0.5% L1 ROL1

中等 <0.05% M0 ROM0

0.5-2.0% M1 ROM1

高 <0.05% H0 ROH0

>2% H1 ROH1

树脂（RE）低 <0.05% L0 REL0

<0.5% L1 REL1

中等 <0.05% M0 REM0

0.5-2.0% M1 REM1

高 <0.05% H0 REH0

>2% H1 REH1

有机（OR）低 <0.05% L0 ORL0

<0.5% L1 ORL1

中等 <0.05% M0 ORM0

0.5-2.0% M1 ORM1

高 <0.05% H0 ORH0

>2% H1 ORH1

无机（I）低 <0.05% L0 IL0

<0.5% L1 IL1

中等 <0.05

% M0 IM0

0.5-2.0% M1 IM1

高 <0.05% H0 IH0

>2% H1 IH1

1. 助焊剂中卤素重量含量<0.05%，则认为该助焊剂为无卤化物。

2. 0和1分别代表没有或者有卤素。（鉴于一些助焊剂成分可能本身含有卤素，没有卤素就意味着在助焊剂的配方中没有故意加卤素。）

2011年7月 IPC-CH-65B-C

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ROM1助焊剂表示松香化学成分、中度活性，并且包含卤素。IH1助焊剂是无机的，高活性，含卤

素（例如氯化锌活性助焊剂）。那么免清洗从何而来呢？

在上世纪80年代晚期，蒙特利尔协议颁布，强制消除消耗臭氧层物质（ODCs）。它是松香基助焊剂

的主要清洁材料。这就戏剧性地打开了可供选择的助焊剂市场，例如水溶性助焊剂、低残留助焊

剂、合成助焊剂被投放到市场。许多制

造商选择了调查新材料和新制造方法来作为高固体含量松香

助焊剂和ODC清洗可替代的选择。其中的一个途径就是利用低残留助焊剂和不需清洁组装的产品。

这些低残留的助焊剂是为了在焊接工艺之后有稳定和良好的残留而设计的，与先前使用的助焊剂形

成了明显的对照。在这种情况下，制造商选择使用低残留助焊剂在免清洗组装工艺中。助焊剂销售

商开始销售这些低残留“免清洗助焊剂”。

这让我们又回到那个问题，就是为什么电子组装

作业选择清洁低残留（正确术语）或者免清洗（不

正确术语）助焊剂？

免清洗组装作业面临的一个最大的障碍就是裸板的清洁度。当清洗，使用有效的清洗系统，组装后

的残留物不是主要问题了。当组装后清洗工艺被取消后，组装后残留经常会导致电化学失效。例如

树枝状生长、电解腐蚀和潮湿环境下的泄漏电流问题。现在经常有很多裸板已经通过了现有基于电

阻率萃取的清洁度测试规

范，但在OEM生产厂还是会产生很高的失效率。这些失效经常可以被追溯

到非离子水溶性融合和制造工艺过程中的热空气焊接后的液体残留。（见IPC-TM-650测试方法2.3.38

和2.3.39）。这期间离子色谱检测法也在电子组装工业中被采用。

当今，裸板残留和它们在电子组装上的影响已经被很好地理解了，而且也有更好的测量裸板清洁度

的工具，但OEM厂商或许仍然被

要求清洗。当OEM厂商选择实行免清洗组装工艺时，它们没有真正

消除清洗的需求，但已经将清洗的要求转移到上游板子和元器件制造商，但这或许不总是被OEM厂

商或者选定的制造商甚至客户理解。另外，板制造商利润一压再压，板制造商和组装商或许不再有

了解板清洁度方面苛刻参数的技术人员了，或者可以通过减少对板的清洗工艺而得到更低的价格或

者更高

的利润。OEM在采购合同中或许不了解怎样说明或者测量清洁度，因此对于制造和最终组装

的残留物来说，在OEM组装工艺中的清洁或许是安全可行的。

类似推理方法，OEM或许选择去清洗留在元器件

上的残留物。目前，对于元器件的清洁度还没有

相关行业标准。这或许对于为了恢复元器件的可

焊性而再镀锡的过程是很正常的。重新镀锡可能

要求使用更高活

性的助焊剂，又不能在元器件上

有残留。

清洗工艺的第二个好处是，例如去除锡球，允许使

用水溶性掩蔽剂，改变组件上敷形涂覆的表面

能。

助焊剂残留能夹裹阻焊层上的锡球，见图7-4。

OEM厂商或许因为组装上的困难而选择清洗，尤其是在高可靠性和军事领域。国防承包商经常需要

处理合同描述和可能是几十年的旧的描述，这种描述指过时的规

格书或者客户在以前使用高固体含

量松香助焊剂时的“美好时代”的经验。那时，可见的助焊剂残留总是一个潜在的不理想的助焊剂

残留。一个常见的错误概念就是可见的助焊剂一定是污染和不受欢迎的。这种思想意味着对于很多

计划，仅仅只是因为许多军事方面的计划经历过，将其归咎于助焊剂残留或者缺乏清洗而导致的现

场失效的经验。对于OEM选择继续清洗低

残留助焊剂并不少见，因为这要比改变客户的理念容易得

多。没有任何定量的测量技术和适当的通过与否的限定，是很难说服任何人关于可怕的白色残留，

图7-4 覆有⼲膜阻焊剂的印制线路板上的锡球评估

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