回流焊工藝是一種常用的電子器件連接方法，它通過加熱焊接區域，使焊膏熔化并與電路板和電子器件連接。

助焊劑在焊接過程中扮演著重要角色，起到重要作用，它可以提高焊接質量和焊接可靠性。

然而，在焊接過程中，助焊劑的殘留卻不可避免。據研究表明，助焊劑的殘留量可能對表面貼裝電子器件的氣候可靠性產生影響。

助焊劑殘留對電子產品的影響

在濕度暴露期間，由于相鄰的反向偏置端子之間的水冷凝，局部腐蝕池很容易在小型PCBA上形成。電化學遷移（ECM）是電子設備中最嚴重的腐蝕相關故障模式之一。由于金屬在腐蝕池中從陽極溶解，溶解的金屬離子輸送到陰極并沉積在陰極形成樹枝狀結構的燈絲，長回陽極，這可能導致短路，電子設備中ECM的故障率可高達1-4%。

免清洗助焊劑在電子工業中占據了70-80%，焊接過程后不涉及額外的清潔程序。許多調查報告稱，焊接條件不足以完全蒸發或分解助焊劑物質，并且在PCBA表面上觀察到大量免清洗助焊劑殘留物。

特別是，據報道，助焊劑殘留物中的助焊劑活化劑（線性二羧酸）是最具侵蝕性的工藝相關污染，這加速了水分吸附和腐蝕相關問題。

助焊劑的吸濕性降低了水冷凝的相對濕度（RH）水平，電離行為增加了電解質層的電導率。因此，與工藝相關的助焊劑殘留物對電子產品的腐蝕起著至關重要的作用，這可能導致間歇性故障，例如ECM枝晶的形成和表面絕緣電阻（SIR）的降低。

SIR測試是一種標準化的電子設計電化學可靠性評估方法，通過在具有定義間距的梳狀結構銅軌道上施加直流偏置電壓來測量泄漏電流。以前的研究大多是使用免清洗波峰焊劑進行通孔技術。

然而，盡管由于免清洗助焊劑殘留，SMT組件上報告了ECM故障，但基于電化學可靠性測試后SMT組件的回流焊劑助焊劑轉化報告了有限的研究。據報道，在回流焊接工藝之后，免清洗回流焊劑殘留物在SMT PCBA上的低間距高度組件周圍擴散或捕獲在下方。

該殘留物主要含有基礎樹脂/松香和助焊劑活化劑。基礎樹脂/松香可作為金屬表面助焊劑活化劑的載體和粘合劑。回流焊膏中使用的助焊劑活化劑包括4類，分別是有機酸、有機胺、有機鹵素化合物和有機鹵化物鹽。

在回流焊接過程中，活化劑部分去除金屬觸點上的氧化膜，以確保熔化焊料合金的可焊性。焊接過程后，腐蝕性活化劑殘留物可以被樹脂/松香部分的薄膜封裝，從而從工藝相關污染的角度達到“免清洗”的目的。

如今，合成樹脂被廣泛用于回流焊劑配方中，以替代天然松香，因為殘留侵蝕較低。聚氨酯樹脂、丙烯酸樹脂、苯乙烯-馬來酸樹脂等是回流焊劑配方中用于合成樹脂的商用樹脂基材的類型，可以用樅酸等弱有機酸（WOA）進行改性，以獲得常規天然松香的功能。

據報道，樅酸改性聚氨酯基聚合物的水解降解發生在60-90°C的玻璃化轉變溫度，這恰好接近汽車工業中電子產品的使用條件和許多其他標準化測試方法。

因此，事實是，由于濕度相互作用，助焊劑殘留物的封裝膜可能會降解并導致助焊劑活化劑的釋放。因此，在長時間的高溫和潮濕暴露下，從封裝膜中釋放的助焊劑活化劑會觸發焊點的腐蝕并降低SIR。

由于SMT將在未來的小型化電子制造中占主導地位，因此了解回流焊工藝相關的助焊劑殘留物對電子產品濕度魯棒性的影響非常重要。

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污染物有多種，可歸納為離子型和非離子型兩大類。離子型污染物接觸到環境中的濕氣，通電后發生電化學遷移，形成樹枝狀結構體，造成低電阻通路，破壞了電路板功能。非離子型污染物可穿透PC B 的絕緣層，在PCB板表層下生長枝晶。除了離子型和非離子型污染物，還有粒狀污染物，例如焊料球、焊料槽內的浮點、灰塵、塵埃等，這些污染物會導致焊點質量降低、焊接時焊點拉尖、產生氣孔、短路等等多種不良現象。

這么多污染物，到底哪些才是最備受關注的呢？助焊劑或錫膏普遍應用于回流焊和波峰焊工藝中，它們主要由溶劑、潤濕劑、樹脂、緩蝕劑和活化劑等多種成分，焊后必然存在熱改性生成物，這些物質在所有污染物中的占據主導，從產品失效情況來而言，焊后殘余物是影響產品質量最主要的影響因素，離子型殘留物易引起電遷移使絕緣電阻下降，松香樹脂殘留物易吸附灰塵或雜質引發接觸電阻增大，嚴重者導致開路失效，因此焊后必須進行嚴格的清洗，才能保障電路板的質量。

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