在無鉛藥芯焊錫絲的手工烙鐵焊中，烙鐵頭的溫度設(shè)定都在300 ℃以上。當代綠色電子工藝的要求對藥芯助焊劑帶來了巨大的挑戰(zhàn)：

1、松香的活性溫度一般在300 ℃以下，溫度超過315 ℃時幾乎無任何活性，目前廣泛應(yīng)用的松香基無鉛藥芯助焊劑助焊活性不足；
2、焊后有害殘留物多，目前的松香基助焊劑都含有鹵素，其殘留物中的鹵素離子在高濕高熱環(huán)境下易腐蝕線路板、焊點及元器件，導(dǎo)致絕緣性變差和電路接觸不良，殘留物的清洗過程產(chǎn)生的廢液也嚴重污染環(huán)境；
3、松香基固體助焊劑焊接后焊點容易變色，高溫下松香易碳化變色，使焊點變黑，影響美觀，限制了其在高端電子產(chǎn)品中的使用。

助焊劑的載體成分應(yīng)對有機酸活性成分和其他成分具有良好的溶解性，能夠形成均勻一致的液體。其次要滿足實際的藥芯焊錫絲制備工藝和焊接溫度要求。Sn- 0.7Cu無鉛藥芯焊錫絲擠壓成型溫度為110 ℃～130 ℃，要求助焊劑在110 ℃時能完全熔化，形成均勻液體且流動性良好，能夠順利壓入焊錫絲內(nèi)部形成連續(xù)的藥芯。另外為使藥芯焊絲在拉絲過程中不流出，要求助焊劑在80 ℃以下為固態(tài)。無鉛焊料手工烙鐵焊溫度在300 ℃以上，助焊劑的沸點應(yīng)與之相接近，不能偏離太多，這是因為助焊劑沸點較低載體容易揮發(fā)，在焊接過程中過早失去活性，沸點較高會導(dǎo)致焊后殘留物增多。松香是典型的載體物質(zhì)，常溫呈中性，對金屬無任何腐蝕，且能溶解各種有機物，不吸潮，不導(dǎo)電，是良好的活性劑和成膜劑，一直被用作載體，載體組份十八酸沸點為376.1 ℃，加入松香可以調(diào)節(jié)沸點。但Sn-0.7Cu無鉛藥芯焊錫絲手工烙鐵焊溫度高，松香失去活性，碳化變色，實驗研究表明減少松香添加量，添加其他有機物能 實現(xiàn)良好焊接。

無鉛焊錫對助焊劑的要求:

1、由于焊劑與合金表面之間有化學(xué)反應(yīng)，因此不同合金成分要選擇不同的助焊劑;由于無鉛合金的浸潤性差，要求助焊劑活性高；提高助焊劑的活化溫度，要適應(yīng)無鉛高溫焊接溫度;)焊后殘留物少，并且無腐蝕性，滿足ICT探針能力和電遷移。

2、焊膏印刷性、可焊性的關(guān)鍵在于助焊劑。確定了無鉛合金后，關(guān)鍵在于助焊劑。選擇焊膏要做工藝試驗，看看印刷性能否滿足要求，焊后質(zhì)量如何。總之要選擇適合自己產(chǎn)品和工藝的焊膏。

3、無鉛焊劑必須專門配制焊膏中的助焊劑是凈化焊接表面，提高潤濕性，防止焊料氧化和確保焊膏質(zhì)量以及優(yōu)良工藝性的關(guān)鍵材料。高溫下助焊劑對PCB的焊盤，元器件端頭和引腳表面的氧化層起到清洗作用，同時對金屬表面產(chǎn)生活化作用。

4、波峰焊中無VOC免清洗耳恭聽焊劑也需要特殊配制。無鉛焊膏和波峰焊的水溶性焊劑對某些產(chǎn)品也是需要的。

高溫對元件的不利影響：

陶瓷電阻和特殊的電容對溫度曲線的斜率(溫度的變化速率)非常敏感,由于陶瓷體與PCB的熱膨脹系數(shù)CTE相差大，在焊點冷卻時容易造成元件體和焊點裂紋，元件開裂現(xiàn)象與CTE的差異、溫度、元件的尺寸大小成正比。鋁電解電容對清晰度極其敏感:連接器和其他塑料封裝元件在高溫時失效明顯增加。主要是分層、爆米花、變形等、粗略統(tǒng)計，溫度每提高10℃，潮濕敏感元件(MSL)的可靠性降1級。解決措施是盡量降低峰值溫度;對潮濕敏感元件進行去潮烘烤處理。

高溫對PCB的不利影響:

高溫對PCB的不利影響在第三節(jié)中已經(jīng)做了分析，高溫容易PCB的熱變形、因樹脂老化變質(zhì)而降低強度和絕緣電阻值，由于PCB的Z軸與XY方向的CTE不匹配造成金屬化孔鍍層斷裂而失效等可靠性問題。解決措施是盡量降低峰值溫度，一般簡單的消費類產(chǎn)品可以采用FR-4基材，厚板和復(fù)雜產(chǎn)品需要采用耐高溫的FR-5或CEMn來替代FR-4基材。

電氣可靠性:

回流焊、波峰焊、返修形成的助焊劑殘留物，在潮濕環(huán)境和一定電壓下，導(dǎo)電體之間可能會發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)，導(dǎo)致表面絕緣電阻的下降。如果有電遷移和枝狀結(jié)晶(錫須)生長的出現(xiàn)，將發(fā)生導(dǎo)線間的短路，造成電遷移(俗稱“漏電”)的風險。為了保證電氣可靠性，需要對不同免清洗助焊劑的性能進行評估。

關(guān)于無鉛返修:

① 鉛焊料的返修相當困難，主要原因：無鉛焊料合金潤濕性差。溫度高(簡單PCB235℃，復(fù)雜PCB260℃)。工藝窗口小。

② 無鉛返修注意事項：選擇適當?shù)姆敌拊O(shè)備和工具。正確作用返修設(shè)備和工具。正確選擇焊膏、焊劑、焊錫絲等材料。正確設(shè)置焊接參數(shù)。除了要適應(yīng)無鉛焊料的高熔點和低潤濕性。同時返修過程中一定要小心，將任何潛在的對元件和PCB的可靠性產(chǎn)生不利影響的因素降至最低。

關(guān)于過度時期無鉛和有鉛混用情況總結(jié):

無鉛焊料和無鉛焊端――效果最好。無鉛焊料和有鉛焊端――目前普通使用，可以應(yīng)用，但必須控制Pb，Cu等的含量，要配制相應(yīng)的助焊劑，還要嚴格控制溫度曲線等工藝參數(shù)，否則會造成可靠性問題。有鉛焊料和無鉛焊端――效果最差，BGA、CSP無鉛焊球是不能用到有鉛工藝中的，不建議采用。

目前無鉛工藝當中采用的釬焊料相對比原來的焊料成分方面錫的含量增大很多，其合金成分相對有很大的提升。在生產(chǎn)加工過程中，其錫渣的產(chǎn)生量比原來普通焊料的產(chǎn)生量也有很大幅度的提高。如果能將錫渣的產(chǎn)生量降低則對于材料消耗方面的成本控制是有益的。

錫渣主要是錫在高溫環(huán)境下和氧氣發(fā)生反應(yīng)產(chǎn)生的氧化物，通過物理高溫攪拌可以將大部分的錫氧分離(即錫渣還原)，將分離的錫重新使用，也可利用化學(xué)置換還原反應(yīng)將錫渣中的氧分子置換后還原成純錫而重復(fù)使用。