3.3.2 助焊剂的分类和组成
助焊剂的种类很多，大体上可分为有机、无机和树脂3大系列。
树脂助焊剂通常是从树木的分泌物中提取的，属于天然产物，腐蚀性比较小。松香是这类助焊剂的代表，所以也称为松香类助焊剂。助焊剂通常是以松香为主要成分的混合物，主要由松香、树脂、活性剂、添加剂和有机溶剂组成。
1．助焊剂的分类
（1）按助焊剂状态分类
按助焊剂状态，助焊剂可分为液态、糊状、固态3类，各类的使用范围见表3-8。
表3-8 按助焊剂状态分类及各类的使用范围
（2）按助焊剂活性大小分类
按助焊剂活性大小分类，助焊剂可分为低活性（R）、中等活性（RMA）、高（全）活性（RA）和特别活性（RSA）助焊剂，各类的使用范围见表3-9。
表3-9 按助焊剂活性大小分类（国内）及各类的使用范围
活性分类标志R、RMA、RA和RSA为国内习惯用法。在IPC-J-STD-004等标准中，助焊剂活性分类的标志采用L、M和H来表示，它们的相互关系如下。
L0型助焊剂——所有低活性（R）类、某些中等活性（RMA）类和低固含量免清洗焊剂。
L1型助焊剂——大多数中等活性（RMA）类、某些全活性（RA）类。
M1型助焊剂——某些全活性（RA）类、某些低固含量免清洗焊剂。
M2型助焊剂——大多数全活性（RA）类。
H0型助焊剂——某些水溶性助焊剂。
H1型助焊剂——所有全活性合成（RSA）类、大部分水溶性和合成全活性助焊剂。
（3）按助焊剂中不挥发物分类
按助焊剂中不挥发物（固体含量）分类及各类的使用范围见表3-10。
表3-10 按助焊剂中不挥发物（固体含量）分类及各类的使用范围
（4）按活性剂类别分类
按活性剂类别，助焊剂可分为无机、有机、树脂3大系列。
①无机系列助焊剂，具有高腐蚀性，不能用于电子产品焊接。
②有机系列助焊剂，包括有机酸、有机胺、有机卤化物等物质。有机酸（OA）助焊剂的活性比松香助焊剂强，活性相对较弱，具有活性时间短、加热迅速分解、残留物基本上呈惰性、吸湿性小、电绝缘性能较好等特点。由于在水中的可溶性，很容易用极性溶剂（如水）去除掉，因此OA助焊剂是环保允许的。有机酸（OA）助焊剂在军用、商业、工业和电信业等（二类和三类）电子产品的焊接中应用是可行的。
③树脂系列助焊剂，是由松香或合成树脂材料添加一定量的活性剂组成的，助焊性能好，树脂可起成膜剂的作用，焊后残留物能形成致密的保护层，对焊接表面具有一定的保护性能。松香（树脂）助焊剂是应用最广泛的助焊剂。
（5）按残留物的溶解性能分类（见图3-10）
图3-10 助焊剂按残留物的溶解性能分类
2．助焊剂的组成
助焊剂通常主要由松香（或非松香型合成树脂）、活性剂、成膜剂、添加剂和溶剂等组成。
（1）松香（或非松香型合成树脂）
松香是助焊剂的主要成分。松香是一种天然树脂，是透明、脆性的固体物质，颜色由微黄至浅棕色，表面稍有光泽，带松脂香气味，溶于酒精、丙酮、甘油、苯等有机溶剂，不溶于水。松香主要由70%～85%的松香酸组成。松香酸的分子式为C19H29COOH，分子量为302.46，密度为1.05～1.10g/cm3，软化点为70～74℃，熔点为170～175℃，沸点为300℃（65Pa），闪点（开口）为216℃，燃点为480～500℃，挥发物含量为3%～5%。由于松香含有百分之几的不皂化碳水化合物，因此为了清除松香助焊剂，必须加入皂化剂。
通过以上分析可以看出：松香酸74℃开始软化，170～175℃开始活化，活化反应随温度升高而剧烈，活化反应时呈酸性，此温度恰好在Sn-Pb共晶合金熔点183℃以下，这就能够在焊料合金熔化之前对焊件表面起到去除氧化层的作用。松香酸在230～250℃时转化为不活泼焦松香酸，300℃以上炭化并完全丧失活性。因此松香酸在常温及300℃以上是无活性的。
松香酸是一种弱酸，为了改善其活性（助焊性能），可向松香中加入活化剂（卤化催化剂），这样就构成活化松香助焊剂。
合成树脂的熔点（分解）较高一些，因此合成树脂助焊剂可用于比松香助焊剂更高的温度。
（2）活性化剂
活性化剂也称活化剂，是强还原剂，主要作用是净化焊料和被焊件表面，添加量为1%～5%，通常使用有机胺和氨类化合物、有机酸及有机盐、有机卤化物。
①有机胺和氨类化合物。这类物质不含卤素，常用的有乙二胺、二乙胺、单乙醇胺、三乙醇胺及胺和氨的各种衍生物，如磷酸苯胺等。单纯的胺类物质的活性较弱，经常与有机酸联合使用，可以提高助焊剂的活性，调节pH值，使之接近于中性，也有利于降低腐蚀。
②有机酸，主要有乳酸、油酸、硬脂酸、苯二酸、柠檬酸、苹果酸等，也有用谷氨酸的。有机酸去除氧化膜主要是通过酸与金属氧化物之间的化学反应来完成的。有机酸具有中等程度去氧化膜能力，焊后残留物有一定腐蚀性，某些情况下需要焊后清洗。
③有机卤化物，主要有盐酸苯胺、盐酸羟胺、盐酸谷氨酸和软脂酸溴化物等。这类物质的活性很强，类似于无机酸类物质，更具有腐蚀性，焊后需要清洗。
（3）成膜剂
成膜剂能在焊接后形成一层紧密的有机膜，保护焊点和基板，使其具有防腐蚀性和优良的电绝缘性。常用的成膜剂有天然树脂、合成树脂及部分有机化合物，如松香及改性松香、酚醛树脂和硬脂酸脂类等。一般成膜剂加入量为10%～20%，有时高达40%，加入量过大会影响扩展率，使助焊作用下降，并在PCB上留下过多的残留物。
（4）添加剂
添加剂主要有缓蚀剂、表面活性剂、触变剂、消光剂等，主要作用是使助焊剂获得一些特殊的物理、化学性能，以适应不同产品、不同工艺场合的需求。
（5）溶剂
溶剂主要有乙醇、异丙醇、乙二醇、丙二醇、丙三醇等，均属于有机醇类溶剂。溶剂的作用是使固体或液体成分溶解在溶剂里，使之成为均相溶液，主要起溶解，稀释，调节密度、黏度、流动性、热稳定性，以及保护等作用。