潤濕( Wetting )簡單來說亦指液體在固體表面擴展(Spread)的行為，當液體接觸到 固體表面時，液體、固體及環境氣體間存在有界面張力，因此，在這張力的作用下，
液體與固體間之接合處存一接觸角(Contact angle)。如圖2-9為界面張力示意圖。在此 指的是銲錫在基材表面擴展的情形。判定潤濕性有許多量測方試，表達的潤濕性的指 標也就各有不同。常見的方法有濕潤天平(Wetting balance)、液珠法(Globule method)、
接觸角量測(Contact angle measurement)、散佈面積法(Area of spread)、沾錫測試(Dip testing)等[39]。
而本研究是以接觸角(Contact angle)的角度來判斷的。接觸角(Contact angle)是表 示銲液與固體基材表面接觸點所做之切線與液固界面間之夾角[40]。一般定義接觸角 接近0˚為完全潤濕 (Perfect Wetting)，0˚~30˚為良好潤濕(Good Wetting)，30˚~90˚為不 好潤濕(Bad Wetting)，90˚以上則為不潤濕 (Non Wetting)[41]。影響接觸角之因素很 多，如材料本身的表面粗糙度，潤濕時間、助銲劑的使用與否、助銲劑的種類以及製 程溫度的高低等等，而這些因素亦會受到製程環境之要求而限制。
在電子構裝產業中，銲錫主要拿來當做接點焊接時所使用的材料，一般來說，焊 料在熔融時與基材之間的潤濕效應(wetting effect)往往嚴重影響其接合之效用，另 外，可銲錫性(solder ability)為銲錫是否能在基材表面濕潤而完成接合之能力，而此能 力也往往以銲錫與基材間潤濕情形加以判斷。而影響銲錫性的因素有[42]：
（1） 材料表面自然生成的氧化物
（2） 銲錫與基材本身擴散的難易度
（3） 助銲劑去除氧化物的能力
（4） 材料的表面能，表面能較低反應較難進行
（5） 銲錫與基材本身的物性
焊接過程添加助銲劑(Flux)，助溶劑清除基材表面汙物(氧化膜)，使銲錫與基材 產生潤濕現象(如圖2-10)，依焊接能力（ Solderability）的定義，其發生之機制可分 為潤濕（Wetting）、無潤濕（Non wetting）與抗潤濕（De wetting）三種；以下將針對 這三種潤濕機制加以描述：
(1) 潤濕機制：指焊料能與基板的金屬形成緊密的接合，在接合界面上有介金屬 化合物產生成為接合的媒介為其特徵。
(2) 無潤濕機制：指焊料與基板的金屬不能形成緊密的接合，銲錫不與基板金屬 進行合金反應，在接合界面上銲錫的潤濕角（Wetting angle）為 負值。
(3) 抗潤濕機制：無關焊料與基板金屬間的反應，它的定義一直到1973 年才被 確定，目前抗潤濕是指任何破壞銲料與基板金屬潤濕的機制。
最常見於焊接過程中元件水分蒸發造成熔融銲錫與基板基屬表 面氧化，當水蒸氣使介金屬表面暴露而氧化時，於是接合鍵結 被破壞。其發生主要特徵為銲錫潤濕表面出現微粒狀的隆起，
它是屬於局部、小區域的潤濕破壞，有別於大面積的無潤濕機 制。
而在平衡狀態下，接觸角與界面張力之關係，可利用Young-Dupre 方程式來加 以描述[39]：
γ
SV =γ
SL +γ
LVcosθ式中的
γ
、γ
、γ
分別為固體與氣體、固體與液體、液體與氣體之界面張力。通常接觸角越小者代表液體在固體表面的潤濕性愈好。
根據Young-Dupre 方程式，可以了解到控制
γ
SV 、γ
SL 、γ
LV的大小將會得到最 佳之接觸角的角度，然而影響因素的甚多，如銲錫熔點、接觸空氣之種類、基材種類 及基材上是否有吸附水氣、灰塵等，皆會影響其潤濕效果。助焊劑可能為液體、固體或氣體，當加熱後可加速或增進金屬和銲錫的接合。助 焊劑的目的是去除表面氧化物，且作用溫度應於熔點之下。當銲錫於液態時能應有去 除氧化物的能力。
助熔劑一般分為三類：(1)無機類(Inorganic materials)、(2)有機類(Organic
materials)，以及(3)松香類(Rosin)[43]，表 2-5[44]為目前常用的助熔劑種類及其特性與 應用範圍。
助銲劑一般分為三種[45]:
(1) 無機類(Inorganic Materials)：
無機類之助熔劑包括無機酸（如氫氯酸、氫氟酸和正磷酸）、無機鹽類（如 氯化鋅、氯化銨和氯化錫），及無機氣體（如氫氣和乾燥之氯化氫）等，無機類 助熔劑的優點是熱穩定性佳、去污能力強、助熔能力強，而其最大的缺點是腐蝕 性強，因此反應後殘渣之去除是相當重要的。
(2) 有機類(Organic Materials)：
有機類之助熔劑包括有機酸（如乳酸、油酸、硬脂酸和麩酸）、有機鹵化物
（如氫氯酸苯胺和Glutamic acid hydrochloride），及氨基或胺基化合物（如尿素 和乙二胺）等，有機類助熔劑的熱穩定性較無機類稍差，去污能力與助熔能力也 稍弱，但較不具腐蝕性，有效的使用溫度為90℃~320℃。
(3) 松香類(Rosin)：
松香類助熔劑具有的活性最低，優良的絕緣性與疏水性及易於以一般溶劑除 去的優點，使其最常應用於電子材料，但由於純松香助熔劑的助熔能力較差，因 此松香類之助熔劑常添加活性媒體(Activator)以增強其助熔能力，當加熱到127℃
便可去除氧化銅。而松香也分為三大類 : (a)R :
指的是未經處理的water-white rosion，沒有添加任何活性劑，助銲的能力 有限。
(b) RMA :
在松香中加入一些活性劑，加強助銲的效果。此種助銲劑最常被使用於電 子工業上。
(c) RA :
加入更強的活性劑，使助銲的效果更好，可將殘留物完全的消除。但也因 如此，使它的用途在電子產業上受到限制。
圖2-9. 介面張力示意圖[39]
圖2-10. 焊接過程添加助焊劑(flux)，助溶劑清除基材表面汙物(氧化膜)，使焊錫與基 材產生潤濕現象[42]
表2-5. 目前常用的助熔劑種類及其特性與應用範圍[44]
助熔劑種類 熱穩定性 去污能力 腐蝕性 應用範圍
無機類 無機酸 甚佳 甚佳 強 結構材料
無機鹽類 甚佳 甚佳 強 結構材料
無機氣體 甚佳 佳 無 電子材料
有機類 有機酸 佳 佳 弱 結構材料
電子材料
有機鹵化物 佳 佳 弱 結構材料
電子材料
氨基或胺基化合物 差 佳 弱 結構材料
電子材料
松香類 強活性松香 差 佳 弱
結構材料 電子材料
弱活性松香 甚差 差 無 電子材料