助焊剂

助焊剂
1.助焊剂的特性:
助焊剂是SMT焊接过程中不可缺少的辅料.在波峰焊中,助焊剂和焊锡分开使用,而回流焊中,助焊剂则作为焊膏的重要组成部分.焊接效果的好坏,除了与焊接工艺.元器件和PCB的质量有关外,助焊剂的选择是十分重要的.性能良好的助焊剂应具有以下作用:
(1).去除焊接表面的氧化物,防止焊接时焊锡和焊接表面的再氧化
降低焊锡的表面张力.
(2).熔点比焊料低,在焊料熔化之前,助焊剂要先熔化,才能充分发挥助焊作用.
(3).浸润扩散速度比熔化焊料快,通常要求扩展在90%左右或90%以上.
(4).粘度和比重比焊料小,粘度大会使浸润扩散困难,比重大就不能覆盖焊料表面.
(5).焊接时不产生焊珠飞溅,也不产生毒气和强烈的刺激性臭味.
(6).焊后残渣易于去除,并具有不腐蚀.不吸湿和不导电等特性.
(7).不沾性,焊接后不沾手,焊点不易拉尖.
(8).在常温下贮存稳定.
2.助焊剂的化学组成:
传统的助焊剂通常以松香为基体.松香具有弱酸性和热熔流动性,并具有良好的绝缘性.耐湿性.无腐蚀性.无毒性和长期稳定性,是不多得的助焊材料.
目前在SMT中采用的大多是以松香为基体的活性助焊剂.由于松香随着品种.产地和生产工艺的不同,其化学组成和性能有较大差异,因此,对松香优选是保证助焊剂质量的关键.
通用的助焊剂还包括以下成分:活性剂.成膜物质.添加剂和溶剂等.
a.活性剂:
活性剂是为了提高助焊能力而在焊剂中加入的活性物质.活性剂的活性是指它与焊料和被焊材料表面氧化物起化学反应以便清洁金属表面和促进润湿的能力.活性剂分为无机活性剂,如氯化锌.氯化铵等;有机活性剂,如有机酸及有机卤化物等.通常无机活性剂助焊性好,但作用时间长.腐蚀性大,不宜在电子装联中使用;有机活性剂作用柔和.时间短.腐蚀性小.电气绝缘性好,适宜在电子装联中使用.活性剂含量约为2%-10%,若为含氯化合物,其含氯量应控制在0.2%以下.
b.成膜物质:
加入成膜物质,能在焊接后形成一层紧密的有机膜,保护了焊点和基板,具有防腐蚀性和优良的电气绝缘性.常用的成膜物质有松香.酚醛树脂.丙烯酸树脂.氯乙烯树脂.聚氨酯等.一般加入量在10%-20%,加入过多会影响扩展率,使助焊作用下降.在普通家电或要求不高的电器装联中,使用成膜物质,装联后的电器部件不清洗,以降低成本,然而在精密电子装联中焊后仍要清洗.
c.添加剂:
添加剂是为适应工艺和环境而加入的具有特殊物理和化学性能的物质.常用的添加剂有:
(1).调节剂:为调节助焊剂的酸性而加入的材料,如三乙醇胺可调节助焊剂的酸度;在无机助焊剂加入盐酸可抑制氧化锌生成.
(2).消光剂:能使焊点消光,在操作和检验时克服眼睛疲劳和视力衰退.一般加入无机卤化物.无机盐,有机酸及其金属盐类,如氯化锌.氯化锡.滑石.硬脂酸铜.钙等.一般加入量约5%.
(3).缓蚀剂:加入缓蚀剂能保护印制板和元器件引线,具有防潮.防霉.防腐蚀性能,又保持了优良的可焊性.用缓蚀剂的物质大多是含氮化物为主体的有机物.
(4).光亮剂:能使焊点发光,可加入甘油.三乙醇胺等,一般加入量约为1%.
(5).阻燃剂:为保证使用安全,提高抗燃性而加入的材料.
d.溶剂:
实用的助焊剂大多是液态的.为此必须将助焊剂的固体成分溶解在一定的溶剂里,使之成为均相溶液.大多采用异丙醇和乙醇作为溶剂.
特性:
(1).对助焊剂中各种固体成分均具有良好的溶解性.
(2).常温下挥发程度适中,在焊接温度下迅速挥发.
(3).气味小.毒性小.
3.助焊剂的分类:
(1).按状态分有液态.糊状和固态三类.
(2).按用途分有涂刷.喷涂和浸渍三类.
(3).按助焊剂的活性大小分为无活化.低活化.适度活化.全活化和高度活化五类.



如对于用松香焊剂难于焊接的的电池片,可以添加4%左右的盐酸二乙醇或三乙醇胺(6%)将是一个不错的方
案。还可以利用层压高温及抽空条件对不好焊的电池片添加有机弱酸如丁二酸(它本身就是免洗助焊剂的主要原
料|)等。使助焊剂偏酸，而在高温焊接时未反应的残留部分挥发，这需要实验，只是一个思路。
关于表面活性剂：对正规的助焊剂生产商来说，表面活性剂的化学活性要求很弱或无化学活性，只是降低
表面张力，提高浸润和扩散能力而已，因此残留与否都不具有腐蚀能力。
一般的非松香免洗助焊剂为有机酸活性物质助焊剂，其主要活性物质为丁二酸和少量的己二酸,而由三乙醇
胺为酸碱调节剂，另加氟碳表面活性剂组成。
丁二酸，无色结晶体，熔点185℃，沸点235℃(分解为酸酐)
已二酸：沸点: 265℃ 熔点: 151-153℃
三乙醇胺：分子式：N(CH2CH2OH)3 理化性质：常温下无色、粘稠液体，稍有氨味，易溶于水、乙醇。可腐蚀铜、铝及其合金。液体和蒸汽腐蚀皮肤和眼睛。可与多种酸反应生成酯、酰胺盐。沸点360.0℃，熔点21.2℃，从理化性质看出，不能多加，同时也有表面活性剂的作用。
因此，虽然加入的是一些复配的有机酸活性剂，但由于加入了三乙醇胺(有些为降低成本而使用氨水)调节PH值，各种物质混合后，其中部分发生反应，只有在一定温度下才具有酸的活性。但是对无机酸和具有酸性特征的无机盐卤化物就不一样了，无机卤化物在常温下也具有一定的活性。
通过上述主要物质性质可以看出，只要焊接温度适宜，未参与反应的主要活性物质丁二酸和已二酸能够挥发。而三乙醇胺挥发不完全，整个残留成分偏碱性。
通过添加适当的松香提高助焊能力的问题，需要说明的是，在此时，松香不是以加强活性物质能力为主，而是起一个载体作用。它将与其它活性物质结合形成悬浮颗粒。同时在焊接后，与其它活性物质一道存在于焊料表面，同时将部分残留活性物质包裹，使其与焊料、焊接基体隔离。
关于活性物质的用量，不可能计算精确，一般来讲，对于存放时间较长、氧化、硫化严重的焊料和基体，要多用一些，而对于基体与焊料未氧化硫化的就少用一些。这只是个原则的说法；并且具体的用量与焊料的成分和基体成分相关。
上述原则只是理论上的分析，在实际操作中是不可能做到，不可能每天根据焊料与基体的氧化硫化和天气情况调整配方，对于一种既定的助焊剂，要么可焊性差，要么活性物质过量；恰如其分的几率很小。只有通过选择活性物质的种类和通过与其它的成膜物质复配，才能既在一定范围内保证可焊性，又能使残留活性物质较少，一种方法是使其在一定温度下分解、挥发；一种是残留活性物质被另外的成膜物质包裹和凝固，存在与焊料与基体形成合金的表面，并失去活性。
通过最近去助焊剂厂家实验，只要电池片主栅线电极的负极银浆和正极银铝浆无大的质量问题，是可以通过调整助焊剂配方来解决的。
如不能使用松香助焊剂，在可焊性差时，一方面加异丙醇和氟碳表面活性剂，提高助焊剂的浸润能力；一方面加易挥发的有机酸如丁二酸，最好不要加氯化锌，氯化铵等无机活化剂，以免残留物的常温下的进一步反应。也许上海交大国飞就是这个教训。
有机物助焊剂中为了增加可焊性，含有比较多的丁二酸（185℃，235℃）等有机酸，三乙醇胺等活性剂，它们的腐蚀性虽然比无机酸弱，但要保证其可焊性就必加大含量，如果焊接时不能保证它们挥发，也对互联条及主栅线具有腐蚀作用，因此，相对来讲，适当提高焊接温度，使未参加反应的活性物质挥发对减少腐蚀有一定帮助。
最理想的方案是：等奥运会结束后，购买北京厂家的松香助焊剂，在晾干情况下焊接试验，如能够做到免清洗，就既能保证安全性，又能保证可焊性。在某些批次电池片不能焊接时，勾兑部分有机助焊剂使用。由于有机酸活性剂的能力比松香强，因此先于松香参与反应消耗掉，残余的大部分为松香。而根据松香性质可知，在常温下是安全的。
松香助焊剂，也含有2%左右的丁二酸，1%左右的己二酸；有的还些含有一定的溴化锂，使其成为低卤化物含量的助焊剂，但是对焊接组件而言，尽量使其不含卤化物成分。
有些松香助焊剂，松香不是起活性物质作用，而是起其他物质载体和高温下浸润与扩散作用。
4.3.助焊剂
助焊剂可破坏氧化膜、净化焊接面，使焊点光滑，明亮，因此它也影响焊接温度、焊接时间，以及焊接质量。
4.4.焊接温度和时间
焊接的温度太低易形成冷焊点。高于 260?C易使焊点质量变差。焊接时间：完成润湿和扩散两个过程需 2~3S，1S 仅完成润湿和扩散两个过程的 35%。

二,助焊剂工艺配方配方一:邻苯二甲酸5克松香25克三乙醇胺3克酒精(95)87克特点:该配方清污能力强,流动性好,埠点饱满光亮,使用过程中无刺激性气昧产生.适用于镀银发黄,镀铅锡台金发黑,镀镍件及锡磷青铜工件的焊接.方二:盐酸乙二胺4克二乙胺(液体)松香23克3克无水乙醇克特点:该焊剂具有较大的活性,浸润能力强,焊点饱满光亮,除能适用于焊接上述材料外,还可用于镀锌铁件韵接地焊接,焊点牢靠.

三、去化工店里买99.9%的，95%含水多的不好用，还对焊接和板子不好，松香水它是由松香、酒精、三乙醇胺配制而成的液体助焊剂。它们的比例为10：39：1