本文介绍，现在有越来越多的水溶性锡膏的成功配方，提供超越传统产品的许多优点，包括稳健性、抗环境变化、与现代印刷技术的兼容性以及减少球栅阵列下面的空洞。

降低粘性的问题

　　对这些较新的水溶性锡膏的许多要求都与改进的和更加稳定的印刷特性有关。这些要求包括更密间距的能力、高速印刷、较长的模板寿命、对潮湿变化的更强抵抗力和与密封头印刷的兼容性。这些进步不花代价是不会取得的 - 锡膏粘性必须减少来满足这些需要。可是，当粘性减小时，许多工程师感觉塌落和桥接容易发生。但是，这些较新的产品的粘性降低，不应该是更多缺陷的一个警报信号。而应该是锡膏具有更大的工艺窗口的理由。

　　粘性降低的锡膏倾向于在工业接受塌落试验中产生临界结果。可是，重要的是注意到IPC将塌落试验描述为一个通过/失效的程序，不是一个要求定量分析的试验。如果锡膏通过试验，可以假设它在正常应用中不会产生塌落诱发的缺陷。

　　塌落试验特性的变化可以归咎于初始粘性的降低和水溶性锡膏的溶剂系统的变化。较新的溶剂系统不会象传统的溶剂干得那么快，这对印刷是好的，但是如果进行热塌落试验可能是一个负面的特性。

　　降低粘性的另一个负面影响是在印刷中模板下的锡膏渗漏可能增加。较低粘性的锡膏具有更大的倾向出现这个问题，要求更频繁的模板底面的清洁。改善模板与PCB之间的密封性，和减少印刷行程期间刮刀的压力，可以减轻这个问题。

BGA焊接点的空洞

　　虽然焊锡空洞的允许数量和它对可靠性的影响有很大的争议，但是大多数工程师宁可将其BGA焊点中的空洞减到最少。IPC推荐在BGA焊点中少于25%的空洞。用传统的锡膏至少有20%的空洞，这是一个常见的难题。

　　在空洞出现的原因上有无数的理论，基本上都认为是夹陷的挥发物。它们的形成或者是在助焊剂清除氧化物时的反应副产品，或者是助焊剂本身的排气。克服这个内在障碍的一个方法是修改回流温度曲线，延长保温时间和维持一个很低的峰值温度(有时低至203°C)。其道理是长的保温时间允许助焊剂溶剂完全地挥发。可是，不幸的是较长的保温区可能过分氧化金属引脚。对于多数元件，这将是一个问题。不幸的是，许多元件的可焊性都是处于临界状态，因为使用水溶性锡膏的主要理由就是要焊接这些可能有问题的零件，保温区延长可能产生一个不可接受的焊接结果。

　　另外，一些金属化端子在较低的峰值温度下可能焊接不好。例如，镍和钯与锡形成金属间化合物的速度大约是铜的二十分之一，这就是说，要求较高的峰值温度和较长的液相线以上的时间来形成良好的焊接点。对与镍/金板或钯零件，为了形成适当的金属间化合物，必须达到220-225°C的峰值温度。可是，用传统的水溶性锡膏，这些避免BGA空洞的温度曲线要求容易限制工程师的工艺控制。为了解决这个问题，新的锡膏配方就是要减少焊接点的空洞，不管曲线是快和冷的还是长和热的。另外，它们可以在BGA中持续地产生少于5%的空洞，不管使用的曲线怎样，允许工艺工程师在对BGA装配的回流曲线参数中发挥最大的灵活性。

可清洁性

　　可清洁性与时间：所有的水溶性锡膏产品都有回流焊后残留物，要求在焊接后完全清洗。这是因为残留物有活性的有机酸存在，具有导电性和腐蚀性。一般，当助焊剂残留物从炉中出现的时候，是相当地惰性的。可是，由于水溶性产品的吸湿本性，残留物从空气中吸收潮气，造成离子活动增加，即在PCB上的活性酸现在可以活动和腐蚀焊接工艺中的金属。

　　类似的，例如，如果盐放在电路板上，直到水加入之前没有事情发生。可是，因为锡膏的吸湿性已经降低，助焊剂残留物在焊接之后可以保持在板上较长时间都不用清洗。虽然较新的配方还要求完全的清洗，增加的优势是清洗的工艺窗口将从通常的八小时延长到96小时。这意味着清洗机不必在焊接之后马上运作，残留物可以在焊接发生之后甚至几天内都可以安全地清除。

　　清洁窗口的扩大对于中小规模的使用者是一个优势，因为它们通常是用分批清洗机来清洗PCB。较新的配方可以在焊接之后几天内有效地清除，这样可以减少清洗机每周必须工作的时间次数。

　　当混合助焊剂化学物时：因为所有的有机酸助焊剂化学物都必须彻底清洗，在每个工艺步骤之后清洁板是装配商的共同之处，由于助焊剂相互作用(例如，锡膏与液体助焊剂之间)可能产生难以清洗的负产品。这个问题已经通过在焊接材料供应商的助焊剂兼容性试验中的进步而得到缓解。现在供应商应该能够提供相互兼容的材料水溶性系统，在工艺的每一步之后甚至不用清洁。因为助焊剂已经设计到相互一起工作良好 - 不止是独立地 - 这可以消除一个或更多的清洁工序。

Brian Smith and Heather Wuttke, may be contacted at Litton, Kester Solder, 515 E. Touhy Ave., Des Plaines, IL 60018-2675; (847) 297-1600; Fax: (847) 699-4980; E-mail: bsmith@kester.com and hwuttke@kester.com; Web site: www.kester.com. 

(Presented by Aaron 02/02/2002)