山东sj101焊剂、sj101烧结焊剂,
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1 助焊剂的基本组成
国内外助焊剂一般由活化剂、溶剂、表面活性 剂和特殊成分组成。特殊成分包括缓蚀剂、防氧化 剂、成膜剂等。
2 助焊剂各成分的作用
被焊金属工件表面存在氧化物、灰尘等污垢, 阻碍工件基体金属和焊料之间以原子状态相互扩 散,因此必须清除氧化物等以使表面清洁露出金属 基体,但是被清洁的金属基体表面的原子在大气中 又立刻被氧化,在焊接温度下,氧化速度更快。
理想的助焊剂除化学活性外,还要具有良好的 热稳定性、粘附力、扩展力、电解活性、环境稳定 性、化学官能团及其反应特性、流变特性、对通用 清洗溶液和设备的适应性等。
助焊剂的上述作用都是通过其中的活化剂、溶 剂、表面活性剂等成分的作用来实现的。
2.1 活化剂的作用机理
活化剂主要作用是在焊接温度下去除焊盘和焊 料表面的氧化物,并形成保护层,防止基体的再次 氧化,从而提高焊料和焊盘之间的润湿性。
助焊剂活化剂的成分一般为氢气、无机盐、酸 类和胺类,以及它们的复配组合物。
2.1.1氢气、无机盐
氢气和无机盐如氯化亚锡、氯化锌[1]、氯化铵[2] 等是利用其还原性与氧化物反应,如:气体助焊剂 中的氢气,在焊接之后水是其唯一的残留物;而且 氢的还原作用能有效地清除金属表面的氧化物,把 氧化物转化为水。
MxOy+yH 2 =xM+yH 2 O 同时,氢还为金属表面提供保护气体,防止金 属表面在焊接完成之前再氧化。
2.1.2有机酸
酸类活性剂(如卤酸、羧酸、磺酸)主要是因 为H+和氧化物反应,例如[3]: 有机酸的羧基和金属离子以金属皂的形式除去 焊盘和焊料的氧化膜:
CuO+2RCOOH→Cu(RCOO) 2 +H 2 O
随后有机酸铜发生分解,吸收氢气,并生成有 机酸与金属铜:
Cu(RCOO)2+H2+M→2RCOOH+M-Cu
松香(Colophony)用分子式表示为C 19 H29COOH, 由于它含有羧基,使得它在一定的温度下,有一定 的助焊作用;同时松香是一种大分子多环化合物, 因此它具有一定的成膜性,在焊接过程中传递热量 和起覆盖作用,能保护去除氧化膜后的金属不再重 新被氧化。
现在有单一有机酸作活化剂,也有混酸用作活 化剂。这些酸的沸点和分解温度有一定的差异,这 样组合,可以使助焊剂的沸点和活化剂分解温度呈 一个较大的区间分布。
2.1.3有机卤化物
如羧酸卤化物、有机胺的氢卤酸盐。
张银雪[4]以溴化水杨酸为活化剂,它在钎焊温度 时,可热分解出溴化氢和水杨酸溶解基体金属表面的 氧化物;并且水杨酸的羟基、羧基在钎焊时可与JH树 脂反应交联成高分子树脂膜,覆盖在焊点表面。
有机胺的氢卤酸盐如盐酸苯胺,在焊接时,熔 融的助焊剂与基板的铜进行反应,并产生CuC1 2 和铜 络合物。结果生成的铜化合物主要与熔融的焊料中 的锡产生反应生成了金属铜,这些铜立即熔解到焊 料之中,通过这些反应和铜在焊料中的熔解,使焊 料在铜板上流布。反应如下[5]:
Cu+2C 6 H5NH2?HCl→CuCl2+2 C6H5NH2+H2
CuCl2+2C6H5NH2?HCl→Cu[C6H5NH3]2Cl4
2.1.4有机胺与酸复配使用
有机胺本身含有氨基-NH︰具有活性,加入有机 胺可促进焊接效果。
为了减小助焊剂对铜板的腐蚀作用,可在配制 的助焊剂中加入一定量的缓蚀剂,缓蚀剂通常选择 有机胺。有机酸和有机胺混合会发生中和反应,生 成中和产物。这种中和产物是不稳定的,在焊接温 度下会迅速分解,重新生成有机酸和有机胺,这样 就能保证有机酸原有的活性,焊接结束后,剩余的 有机酸又会被有机胺中和,使残留物的酸性下降, 减少腐蚀。
目前,这方面最适宜的是将润湿能力较强的有 机胺和有机酸结合起来使用。如薛树满等人在专利 [7] 中介绍了以脂肪族二元酸、芳香酸或氨基酸为活性 成分复配的助焊剂。
此外,在焊剂中加入少量的甘油,不仅有助于 焊剂的存储稳定性,也有助于活化剂的活性发挥。
张鸣玲在助焊剂中加入二溴丁二酸、二溴丁烯二 醇、二溴苯乙烯等来增强助焊剂的活性[8]。
低温时活性缓和的是羧酸(包括二羧酸), 它们的高温活性明显提高;活性较高的是有机磷酸 酯、磺酸、有机胺(包括肼)的氢卤酸盐或者有机 酸盐;卤代物和其取代酸的活性大小取决于它们的 具体结构。