回流焊接過程中存在著焊料和助焊劑飛濺的問題，這會對電子產品的質量和可靠性有很大影響。PCB上的助焊劑殘留物不僅具有化學腐蝕性，而且一些殘留物具有絕緣特性，在飛濺后會導致電路測試結果受影響。助焊劑飛濺受到多種因素影響，包括化學成分，回流曲線，PCB光滑度和表面處理等。本文主要分析一下PCB光滑度，化學成分和表面處理對助焊劑飛濺的影響。

助焊劑飛濺測試
助焊劑的擴展受表面張力影響，由于光滑和粗糙表面會帶來不同的表面張力，因此可以預料到焊盤表面和焊盤周圍的粗糙度會影響助焊劑的擴散面積。Vesely等人通過觀察SAC305錫膏（ROL0和ROL1）在不同粗糙度（啞光和光亮）的阻焊層和銅焊盤表面處理(HASL和ENIG)的飛濺表現，從而分析出影響助焊劑飛濺的因素。

實驗用焊盤

圖1.實驗用焊盤。啞光阻焊層和HASL表面處理(左)；光亮阻焊層和ENIG表面處理(右)。

圖2.實驗回流曲線。

測試結果
對比光亮阻焊層和啞光阻焊層表面可以發現助焊劑擴散有明顯的差異。啞光阻焊層的測試樣品和光亮阻焊層樣品相比，助焊劑的擴散面積明顯要更大，這是因為啞光阻焊層的潤濕角更小。此外，PCB經過HASL處理后會造成更高的助焊劑擴散面積。

實驗回流曲線

圖3.助焊劑擴散面積。

助焊劑殘留物的數量和助焊劑擴散面積是直接相關的。在粗糙度較高的表面上，濺射產生的區域更大，濺射出現的頻率更高。啞光阻焊層上的助焊劑殘留物的數量大約是光亮阻焊層上殘留物數量的兩倍或更多。通過圖4還可以發現，HASL和ENIG表面處理并不會對助焊劑殘留物數量帶來明顯差異。此外，含鹵助焊劑比無鹵助焊劑的殘留物飛濺要更加嚴重，這是因為鹵化物引起的氧化物還原作用更強，導致助熔劑濺射效應更大。為了減少助焊劑飛濺，采用無鹵助焊劑是一個更好的選擇。

助焊劑擴散面積

圖4.助焊劑殘留數量。

助焊劑殘留數量

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參考文獻
Vesely, P., Busek, D., Krammer, O. & Dusek, K. (2020).Analysis of no-clean flux spatter during the soldering process. Journal of Materials Processing Technology, vol.275.

審核編輯 黃宇