最近，我收到幾項詢問，希望釐清「無鹵化物」與「無鹵素」之間的區別。 這兩個術語均適用於電子組裝產業中焊劑的成分。雖然有些人可能會將這兩者互換使用而不會造成任何問題，但兩者的定義並非同義詞。這個話題可能會讓人有些困惑，因此本文將從產業標準和一般化學的雙重視角，闡述「鹵化物」與「鹵素」之間的差異。
您需要知道的事
在產業標準的脈絡下，理解這些術語至關重要。關於「無鹵」的標準化定義，請參閱 J-STD-004（Rev. C）。J-STD-004C 將「無鹵」定義為：助焊劑中鹵素離子（F⁻、Cl⁻、Br⁻、I⁻）的總含量，以助焊劑固相部分的重量百分比計，低於 0.05%。 分析測試方法「離子色譜法」需在未加熱狀態下對助焊劑進行檢測。助焊劑的鹵素含量由助焊劑分類代碼的最後一個字元表示：0 代表無鹵，1 代表含鹵。
另一方面， IEC 61249 將「無鹵素」定義為：其殘留物中氯（所有形態）含量低於 0.09%、溴（所有形態）含量低於 0.09%，且氯與溴的總含量低於 0.15% 的材料。 分析測試方法（依據 J-STD-004C）採用「炸彈量熱法」，隨後進行離子色譜分析，並針對最終回流後的助焊劑殘留物進行檢測。鹵素測試屬選用項目，且無標準化的特性標示。
為什麼您需要知道
之所以要監控鹵化物的濃度，是因為鹵化物具有腐蝕焊料的潛力，在外加電氣偏壓和濕氣的情況下，可能會導致樹枝狀生長。當免清洗產品通過 J-STD-004 SIR & ECM 測試，並正確使用時，就不需要擔心這個問題。對於必須清洗（水溶性）的助焊劑殘留物，使用徹底、有效的清洗程序應可防止任何腐蝕。必須重申的是，含鹵化物的助焊劑並不是對組件有害的。只需對鹵化物的存在進行特性分析，即可促進電化學可靠裝置的設計與組裝。
相反，製造商決定完全使用無鹵素產品則是基於環境考量。助焊劑化學中的鹵素通常是鹵碳化合物，當含鹵素助焊劑後殘留的組件被不當處理時，有可能污染環境。雖然全球每天都在使用含鹵素的助焊劑，但個別公司可以選擇自行制定法規，拒絕使用含鹵素的助焊劑，以完全避免這個問題。目前並沒有政府法規完全禁止在電子產品中使用所有含鹵素的焊接材料。由於在技術上沒有表征鹵素含量的需要，因此鹵素測試是可選的。
令人困惑的地方
對於有更多技術好奇心的人，這裡有更深入的探索：
- 在一般化學中，鹵素是指週期表第 17 族中的元素。「鹵化物」則指任何含有鹵素的化合物。鹵化物可分為兩大類：離子鍵化合物與共價鍵化合物。在離子鍵化合物中，帶有相反電荷（正電荷與負電荷）的原子會相互吸引。若帶負電荷的原子是鹵素，則被視為「鹵化物離子」。 然而，在電子產業及其相關標準中，「鹵化物」一詞在技術上特指「鹵化物離子」。離子色譜分析無法檢測所有鹵化物物種的濃度，僅能檢測離子態的鹵化物物種。
- 根據標準定義，從技術層面來看，助焊劑既可歸類為「無鹵化物」，也可歸類為「含鹵素」。活化劑作為助焊劑的主要成分之一，是能溶解並去除氧化物以實現焊接的化學物質。通常，活化劑為鹵代烴或有機酸，其中鹵代烴在去除氧化物方面特別有效。 若助焊劑配方中含有卤代烴，則可能因副反應而在助焊劑內部形成鹵化物離子。這正是為何許多含助焊劑的產品（尤其是焊錫膏）若含有卤素，便會同時含有鹵化物。然而，不應因此假設無鹵化物的助焊劑也必然不含卤素。
- J-STD-004 採用與鹵素含量相同的分析方法，將氟料殘留物中 Br ≤ 0.1% 且 Cl ≤ 0.1% 的情況定義為「低鹵素」。然而，市面上鮮少見到標示為「低鹵素」的含氟料材料。
- 我常被問到的問題是：「[產品名稱] 中的『HF』代表什麼？」Indium Corporation 提供許多產品名稱中含有「HF」的焊錫膏和助焊劑（例如 Indium8.9HF）。 HF 代表「無鹵素」。然而，並非所有無鹵素產品的名稱中都含有「HF」。若某產品為無鹵素產品，其產品資料表上將會註明此項資訊。
雖然這些資訊量頗大，但切勿過度深究。對於許多組裝應用而言，選擇「不含鹵化物」或「含鹵化物」，亦或是「無鹵」或「含鹵」，並不會對裝置的成敗產生決定性影響。 在選擇最佳焊料時，還有許多其他因素需要考量。如果您正在尋找助焊劑和焊料，我們建議您與我們的技術支援團隊成員進行諮詢。我們很樂意與您討論您的專案，並協助您從我們的電子組裝材料產品組合中找到合適的解決方案。
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