科普:正确认识助焊剂

在焊接过程中,能净化焊接金属和焊接表面、帮助焊接的物质称为助焊剂,简称焊剂。助焊剂是软钎焊接过程中不可缺少的工艺材料,在波峰焊和手工焊工艺中采用液态助焊剂,助焊剂和焊料是分开使用的。在回流焊工艺中,助焊剂则作为焊锡膏的重要组成部分,焊接质量的好坏,除了与焊料合金、元器件、PCB的质量、焊接工艺有关外,还与助焊剂的性能、助焊剂的选择有十分重要的关系。

一、对助焊剂物理/化学特性的要求

助焊剂的物理特性主要是指与焊接性能相关的熔点、表面张力、粘度、混合性等。要求助焊剂具有一定的化学活性、良好的热稳定性、良好的湿润性,对焊料的扩展具有促进作用,留存于基板的焊剂残渣对基板无腐蚀性,具有良好的清洗性,氯的含量在规定的范围以内。基本要求如下。

助焊剂

(1)焊剂的外观应均匀一致,透明,无沉淀或分层现象,无异物。焊剂不应散发有毒、有害或有强刺激性气味的气体和较浓的烟雾,以利于保护环境。

(2)粘度和密度比溶融焊料小,容易被置换。助焊剂的密度可以用溶 剂来稀释,在23℃时应为0.80~0.95g/cm³。

(3)表面张力比焊料小,浸润扩展速度比熔融焊料快,扩展率>85%.

(4)熔点比焊料低,在焊料融化钱,焊剂可充分发挥助焊作用。

(5)不挥发物含量应不大于15%,焊接时不产生焊珠飞溅,不产生毒 气和强烈的刺激性臭味。

(6)焊后残留物表面应无黏性,不沾手,表面的白垩粉应容易被除 去。

(7)水清洗、半水清洗和溶剂清洗型助焊剂要求焊后易清洗。

(8)常温下储存稳定。

二、助焊剂的组成

助焊剂通常是以松香或非松香型合成树脂为主要成分的混合物,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。

松香

(1)松香型或非松香型合成树脂。

松香型或非松香型合成树脂是助焊剂的主要成分。松香是将松树分泌出来的粘稠液体加以蒸馏而得到的一种天然树脂,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、笨等邮寄溶剂,不溶于水。

合成树脂的熔点(分解)温度较高一些,因此合成树脂助焊剂可以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,是一种强还原剂,活性化剂的主要作用是净化焊料和被焊件表面。

(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。

(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,其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。

三、助焊剂的作用

无论是手工焊、浸焊、波峰焊还是再流焊,其焊接过程中都要经过对焊件(被焊金属或称母料)界面的表面清洁、加热、湿润、扩散和溶解、冷却凝固、形成焊点几个阶段。助焊剂在焊接过程中能够起到如下作用。

助焊剂

(1)去除被焊金属表面的氧化物

自然界中除纯金和铂外,放置在空气中的所有金属在室温下都会发生氧化,表面形成氧化层,妨碍焊接的发生。

(2)防止焊接时金属表面的再氧化

焊接时助焊剂涂覆在金属表面,使金属表面与空气隔离,能够有效防止焊接时金属表面在高温下再次被氧化。

(3)降低焊料的表面张力、增强湿润性、提高可焊性

助焊剂中的松香酸和活性剂的活化反应就是分解、还原和置换反应。在化学反应时会发出热量和激活能,有助于降低熔融焊料的表面张力和粘度,同时使金属表面获得激活能,可以促进液态焊料在被焊接金属表面漫流,增加表面活性,从而提高液态焊料的浸润性。

(4)促使热量传递到焊接区

由于助焊剂降低了熔融焊料的表面张力和粘度,这样就增加了液态焊料的流动性,因此有利于将热量迅速、有效地传递到焊接区,加速扩张速度。

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