钎焊焊接材料-助焊剂基础知识

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钎焊复习知识点总结

钎焊复习知识点总结

钎焊复习知识点总结一、钎焊的基本原理钎焊是一种通过使用熔点低于母材的金属作为钎料,将钎料加热至熔化状态,然后利用液态钎料润湿母材并填充接头间隙,从而实现金属连接的焊接方法。

钎焊的强度和气密性均能满足要求,且对母材的稀释率较低。

二、钎焊的种类1、硬钎焊:适用于硬质合金、硬磁合金、结构钢和高速钢等的钎焊。

其特点是钎料熔点较高,接头强度高,但需要进行复杂的加热过程。

2、软钎焊:适用于有色金属、不锈钢、耐热合金和低熔点金属等的钎焊。

其特点是钎料熔点较低,接头强度较低,但加热过程相对简单。

三、钎焊的工艺要素1、钎料:选择合适的钎料是钎焊的关键,需要考虑母材的化学成分、接头形式和工作环境等因素。

2、钎剂:用于清除母材和钎料表面的氧化物和其他杂质,提高钎料的润湿性和流动性。

3、加热方法:选择合适的加热方法可以保证钎焊的质量和效率,包括火焰加热、电阻加热和激光加热等。

4、冷却:钎焊完成后需要进行冷却,以防止母材和钎料的过度冷却导致接头开裂。

四、钎焊的质量控制1、母材和钎料的清洁:确保母材和钎料的表面无杂质和氧化物,以保证焊接质量。

2、加热过程的控制:控制加热温度和时间,以保证钎料充分熔化和润湿母材。

3、冷却过程的控制:控制冷却速度,以防止母材和钎料的过度冷却导致接头开裂。

4、焊接后的检验:对焊接接头进行外观检查和无损检测,以确保其质量和可靠性。

五、钎焊的应用范围1、航空航天:用于飞机、火箭和卫星等的高强度结构件的钎焊。

2、汽车制造:用于汽车发动机、变速器和底盘等的高强度结构件的钎焊。

3、电子封装:用于芯片、集成电路和微电子器件等的高精度连接的软钎焊。

4、医疗器械:用于医疗器械的高精度连接的软钎焊。

操作系统复习知识点总结一、操作系统的定义操作系统是一种计算机系统,它负责管理和控制计算机的硬件和软件资源,为用户和应用程序提供便利的操作界面。

二、操作系统的功能1、资源管理:操作系统负责分配和管理计算机的各种资源,包括CPU、内存、硬盘、网络等。

助焊剂总结

助焊剂总结

助焊剂简介1、助焊剂的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、助焊剂的作用1利用其化学作用清除铜带及被焊基体表面的氧化物薄膜,生成的化合物被熔融状态的锡料还原为对应单质,更好地促进了焊带铜原子与被焊金属原子之间的相互扩散,达到焊接目的;2覆盖在焊料表面,防止焊料或金属继续氧化;3增强焊料和被焊金属表面的活性,降低焊料的表面张力,提高润湿能力;4加快热量从烙铁头向焊料和被焊物表面传递;5合适的助焊剂还能使焊点美观;3、助焊剂的成分及作用原理1活化剂活性剂其主要作用是在焊接温度下去除被焊基体和焊料表面的氧化物,从而提高焊料和被焊基体之间的润湿性;传统的为无机物、松香、有机卤化物,现多为有机酸和有机胺等;无机物有无机酸、无机盐等,如:盐酸、氢氟酸和正磷酸;氯化亚锡、氯化锌、氯化铵、氟化钾和氟化钠等;松香Colophony用分子式表示为C19H29COOH,一般占助焊剂体系的55%~65%,含有羧基,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被氧化;有机卤化物有脂肪胺的氢卤酸盐,如盐酸二甲胺,盐酸二乙胺,环己胺盐酸盐;芳香胺的氢卤酸盐,如二苯胍溴化氢;多卤化合物羧酸、酯类、醇类、醚类和酮类;盐酸肼、氢溴酸肼及卤代烃也可作为助焊剂的活化剂;卤化物对焊接过程中的氧化物的去除非常有效,通常被作为高效的活性剂而加入助焊剂中,但卤素由于会引起电子迁移而导致绝缘电阻下降,严重时会引起电路的腐蚀;有机酸有羧酸和磺酸:一元羧酸,如戊酸、己酸、月桂酸、三甲基乙酸、苯甲酸、苯基丁酸、油酸、苯基丙烯酸、山梨酸和谷氨酸、苯酰胺基醋酸等;二元羧酸,如丁二酸、戊二酸、己二酸、癸二酸、反丁烯二酸、 1,2 -环己烷二羧酸、硬脂酸的苯二甲酸、 2-氨基间苯二甲酸4,见报道的还有丁二酸的咪唑化合物5;三元羧酸,如l,3,5一苯三酸、2,6-二羧基苯酸;羟基羧酸,如乳酸、二苯乙醇酸、羟基苯酸, 4-羟基-3甲氧基苯酸,无水柠檬酸;磺酸有2,6-萘磺酸等原理在微电子焊接助焊剂论文第31页;胺和酰胺及其衍生物有甲胺、二甲胺、三甲胺、乙胺、异丙胺、丁胺、二丁胺、乙二胺、三醇胺、磷酸苯胺等;现多为有机酸和胺的复合使用,一是可以调节pH值,减小腐蚀性;二是生成的化合物在焊接温度下又可重新分解为原来的酸和碱,发挥活性;西安理工大学王伟科通过热重法表征了有机酸的分解特性选出无水柠檬酸和DL-苹果酸作为有机酸活化剂,加入三乙醇胺复配调节酸碱度,并对复配物加入丙烯酸树脂进行包覆处理制备常温稳定,高温活性高的理想活性物质,改善了焊剂的稳定性,同时大大降低了焊后的腐蚀性无水柠檬酸和 DL-苹果酸以 5:2 复配作为有机酸活性剂,选用三乙醇胺为有机胺进行再复配,以丙烯酸树脂作为包覆囊壁材料;在 JJ-1 型电动搅拌器上进行活性物质的合成;将有机酸和有机胺分别以 8:2、7:3、6:4 的比例混合后加入一定量的去离子水,在水浴中加热到50℃,同时搅拌一小时,使其充分混合;然后加入二倍以上质量的丙烯酸树脂,迅速升温到 90℃,充分搅拌 4 小时,风冷同时快速搅拌,过滤、烘干、研碎的白色粉末,即为包覆后的复配活性物质;铺展面积反映了活性剂在焊接过程中清除氧化层、改善界面状况的效率,这和活性剂的活性与活性持续性相结合的功效是等价的;若活性剂能够在焊接活性区有效清除界面氧化层,并在回流区清除高温下不断产生的氧化层,将极其有利于熔融焊料的铺展,表现为铺展面积的增大;平均熔化时间与焊料中氧化物含量、助焊剂的热容及部分组分之间的化学反应均有关系西安理工刘宏斌2溶剂其主要作用是溶解焊剂中的所有成份,使之成为均匀的黏稠液体;对溶剂的选择应该考虑沸点、黏度、极性基团三方面;溶剂一般有醇类,如单元醇乙醇, 2-丁醇、二元醇乙二醇,丙二醇和多元醇丙三醇,酯类如乙酸乙酯,乙酸丁酯,醇醚类二乙二醇乙醚,乙二醇单乙基醚,烃类如甲苯,酮类如丙酮,甲基乙基酮, N-氨基吡咯烷酮等;高沸点的醇保护效果较好,但黏度大、使用不便;低沸点的醇黏度低,但保护性差,因而可以考虑选择混合醇的方法;与一元醇相比,多元醇的应用更为广泛,因为多元醇有更多的轻基,完全挥发的温度更高,焊接时有更强的还原性,能够减小焊料表面张力以促进润湿;醚类溶剂的加入有三个优点:可以增加表面绝缘电阻;可以起到表面活性剂和润湿剂的作用;在焊接过程中能完全挥发,减少焊后残留;3表面活性剂主要作用是降低焊剂的表面张力,可以是非离子表面活性剂,如OP系列,氟代脂肪族聚合醚;阴离子表面活性剂,如丁二酸二乙酯磺酸钠;阳离子表面活性剂,如十六烷基三甲基溴化铵,季铵氟烷基化合物;两性表面活性剂;一般选用非离子表面活性剂,因为离子型表面活性剂对活化剂的活性有所影响;4成膜剂要求:焊接过程中呈现惰性,尽量充分挥发或分解,焊后形成的保护层应无粘性,尽量无色透明;目前大部分成膜剂多为树脂类产品、有机高聚物及改性纤维素等,例如环氧树脂以及各种合成树脂、丙烯酸树脂等;一成膜剂选用烃、醇、脂,这类物质一般具有良好的电气性能,常温下起保护膜作用不显活性,在200 ℃ ~ 300 ℃的焊接温度下显示活性,无腐蚀、防潮等特点,如长链脂肪烃、聚氧乙烯、聚乙烯醇、山梨糖醇、聚丙烯酰胺、硅改性丙烯酸树脂、松香甘油酯、硬脂酸甘油酯;5缓蚀剂一般为吡咯类苯并噻唑,α-巯基苯并噻唑,苯并三氮唑,苯并咪唑,甲基苯并咪唑,三乙醇胺,三乙胺;苯并三氮唑 BTA是铜的高效缓蚀剂;其加入可以抑制助焊剂中的活性物质对铜产生的腐蚀;一般认为苯并三氮唑 BTA与铜反应生成不溶性聚合物沉淀膜,能很好地抑制铜的腐蚀;4、助焊剂残渣对组件造成的不良影响1过多的助焊剂残留会腐蚀电池;2降低电导性,产生迁移或短路;3残留过多会粘连灰尘和杂物;4影响产品使用的可靠性;5影响EVA与电池的粘结;6可能在电池的主栅线产生连续性的气泡;。

助焊剂组成及使用知识

助焊剂组成及使用知识

助焊剂组成及使用知识助焊剂是一种用于焊接过程中的辅助材料,可以提高焊接质量和效率。

它通常以粉末、液体或糊状的形式存在,在焊接过程中和焊接区域附近起到一定的作用。

下面是关于助焊剂的组成和使用知识的详细介绍。

一、助焊剂的组成助焊剂主要由活性剂、助剂和基体组成。

1.活性剂活性剂是助焊剂中的主要成分,它决定了助焊剂的性能。

常见的活性剂有氯化锌、氯化亚铁、氯化铵、氯化铵亚锡等。

这些活性剂可以在焊接过程中与焊锡产生反应,形成金属间的化合物,提高焊接的可靠性和牢固性。

2.助剂助剂是助焊剂中的辅助成分,可以改善助焊剂的性能和使用效果。

常见的助剂有树脂、润湿剂、活性剂、抗氧化剂、表面活性剂等。

助剂的种类和比例会直接影响助焊剂的性能和适用范围。

3.基体助焊剂的基体是承载其他成分的物质,通常是由树脂或液体组成。

基体的作用是提供粘附性和流动性,使助焊剂能够均匀涂覆在焊接区域上,并保持一定的稳定性。

二、助焊剂的使用知识助焊剂的使用方法和注意事项如下:1.选择适合的助焊剂根据焊接材料、焊接方式和焊接环境的不同,选择适合的助焊剂。

不同的焊接要求可能需要不同类型的助焊剂,如铅锡焊需要使用酸性助焊剂,而铝焊则需要使用碱性助焊剂。

2.清洁焊接区域在焊接之前,必须确保焊接区域的表面干净,没有油脂、氧化物等。

否则,助焊剂可能无法有效地附着在焊接区域上,影响焊接效果。

3.均匀涂覆助焊剂使用刷子、滚轮或喷涂等方式将助焊剂均匀涂覆在焊接区域上。

注意不要涂覆过量的助焊剂,否则可能导致焊接过程中产生的残留物增加,影响焊接质量。

4.控制焊接温度和时间在焊接过程中,要控制焊接温度和时间,并遵循助焊剂的使用说明。

过高的焊接温度或过长的焊接时间可能导致助焊剂的反应过度,或者造成焊接材料的烧损,从而影响焊接质量。

5.储存和保养助焊剂未使用的助焊剂应存放在干燥、密封的容器中,避免与空气接触,防止助焊剂吸湿或发生化学反应。

如果助焊剂已经过期或受到污染,应停止使用。

钎焊基础知识

钎焊基础知识

Bi
536
Be
1029
Co
1362
Pb
546
Cu
1035
V
1584
In
746
Si
1115
Mo
2093
Mn
790
B
1140
Nb
2355
Al
808
Au
1190
W
2760
在10-2Torr,MnO2在600℃挥发, WO2:800℃, NiO:1070℃, V2O5和MoO2:10001200℃
真空钎焊炉中去膜
真空钎焊炉中去膜
①真空状态降低了钎焊区的氧分压,导致了氧化物的分解;下表为738°C下的分解压
金属氧化物
分解压(Pa)
金属氧化物
分解压(Pa)
CuO NiO
480
Cr2O3
10-17
10-3
MnO
10-17
Fe2O3 MoO2 WO2 SiO2
10-7 10-7 10-8 10-11
B2O3 V2O5 TiO2 Al2O3
1、氧化铝膜在Nocolok钎剂中是被溶解去除的。
2、张启运则更强调钎剂中微量元素的作用,他认为,钎
剂中不可避免地含有SiF62-离子,因而会引起如下反应:
4Al+3 SiF62-=4Al3++3Si↓+18F-
3、朱安生认为氟铝酸钾钎剂在熔融状态下含有K+、Al3+、
F-离子和AlF63-和AlF4-离子团。同时Al2O3参加反应即:
• 施加钎剂后,钎焊件必须及时烘干;一般在200℃下干燥,注意干燥温度不能超过250℃, 否则会形成氧化膜。 • 另外,在钎焊升温过程,母材氧化膜会变厚,在400 ℃以上氧化膜快速变厚。

钎焊的钎料和钎剂

钎焊的钎料和钎剂
加之其表面张力最小,流动性最好,力学性能也十分优异,因此成为电子工业中应用最广泛的钎料合金。
软钎料 熔点在450摄氏度以下的钎料。
a)去膜作用 0%Si,余Al),具有良好的润湿性和流动性,钎接头的耐蚀性好,钎料具有一定的塑性,可以加工成薄片。
铜磷银钎料导电性好,脆性比铜磷共晶小,广泛应用于电机制造中。
钎料的分类
软钎料 软钎料
熔点在450摄氏度以下的钎料。
软钎料中主要的金属元素是锡,其次是铅、 铋、锌、铟、锑、镉、银、铜等。这些金属的不 同组配构成了种类繁多、性能各异的软钎料。
软钎焊
锡铅钎料
软钎料中应用最多的是锡铅钎料。
锡铅钎料对母材金属均具有良好的润湿性能和 铺展能力,尤其是共晶成分的钎料合金,在适当 的温度条件下其铺展面积明显增大。加之其表面 张力最小,流动性最好,力学性能也十分优异, 因此成为电子工业中应用最广泛的钎料合金。
c. 钎剂应能很好的溶解或破坏钎焊金属和钎料表面上形成的 氧化膜
d. 钎剂及其生成物的比重尽可能小,这样它软钎剂主要适合于450℃以下的低温钎焊
a. 无机软钎剂
钎剂
b.有机软钎剂
钎剂
2.硬钎剂 主要适用于在450℃以上的钎焊。
钎剂
3.铝用钎剂 通常由活性更强的碱金属和碱土金属的氟化物 以及氯化物等组成
硬钎料
其他钎料
银基钎料 以银为基体的钎料,主要 有银铜钎料、银铜锌钎料和银铜锌镉钎料。 银基钎料适于火焰钎焊、高频钎焊和炉钎焊。
镍基钎料 以镍为基体的钎料,主要 有镍铬硅钎料、镍硅硼钎料、镍铬磷钎料和 镍磷钎料。镍基钎料主要用于真空钎焊。
硬钎料中,还有锰基钎料,金基钎料和钯 基钎料。
钎剂 4)所用钎料钎焊的接头应能满足产品的工作要求;

钎焊基本知识

钎焊基本知识

钎焊基本知识1.焊接分类熔化焊:焊接过程中母材和填充金属都熔化,二者是化学结合。

如:手工电弧焊,CO2,TIG,MIG,埋弧,MAG,等离子,激光,电子束。

压力焊:焊接时不用焊料,被连接金属间是化学或物理结合。

焊缝窄,影响区域小。

电阻(点、缝)闪光,摩擦,冷压。

钎焊:钎料温度低于母材温度,焊接时钎料熔化母材不熔化,二者之间是物理结合。

习惯以焊接温度450度划分为硬钎焊和软钎焊。

硬钎焊主要有:火焰钎焊、感应钎焊,炉中钎焊,电阻钎焊等。

2.钎焊特点钎焊属于固相连接,它与熔化焊方法不同之处在于:钎焊时母材不熔化,采用比母材熔化温度低的钎料,加热温度采取低于母材固相线而高于钎料液相线(50-100°C)的一种连接方法。

当钎料加热到熔化温度,利用液态钎料在母材表面或者间隙中的润湿作用,毛细流动,与母材相互作用(溶解、扩散或者产生金属间化合物)而实现零部件间的连接。

同熔化焊和压力焊方法相比,钎焊具有以下优点:2.1 钎焊加热温度较低,对母材组织和性能影响较小;2.2 钎焊接头平整光滑,外形美观;2.3 焊件变形较小,尤其是采用均匀加热(如炉中钎焊)的钎焊方法,焊件的变形可减小到最低程度,容易保证焊件的尺寸精度;2.4 某些钎焊方法一次可焊成几十条或成百条钎缝,生产率高;2.5 可以实现异种金属或合金、金属与非金属的连接;但是,钎焊也有他本身的缺点,由于母材与钎料成分得不同,难免会引起接头的电化学腐蚀。

在钎焊大多数材料时,钎焊接头强度与母材不能达到同等强度。

3.被焊材料金属:铜及铜合金,铝合金,钛合金,铁与钢,高温合金,硬质合金等。

非金属(陶瓷,金刚石,石墨)4.钎料与钎剂4.1 钎料主要有以下几种:Cu基,CuP,Ag基,Al基,Ni基,Sn基,Ti基4.2 钎剂钎剂的作用:去除氧化膜、增加钎料的流动性、防止钎料在加热时氧化。

主要由硼砂、硼酸氟化物,氯化物等组成。

5.钎焊方法6.焊前焊后处理6.1 焊前处理:零件表面脱脂:有机溶剂清洗、碱液清洗、超声波清洗。

钎焊基本知识

钎焊基本知识

钎焊钎焊是采用比母材熔点低的金属材料作钎料,将焊件(母材)与钎料加热到高于钎料熔点,但低于母材熔点的温度,利用液态钎料润湿母材,填充接头间隙,并与母材相互扩散而实现连接焊件的方法。

钎焊接头形成包括三个基本过程:1) 液态钎料要润湿焊件金属,并能在焊件表面铺展;2) 通过毛细作用致密地填满接头间隙;3) 钎料能同焊件金属之间发生作用,从而实现良好的冶金结合。

钎焊机理漫流漫流也叫扩展或铺展,它是一种物理现象,服从一般的力学规律,没有金属化学的变化。

通常低表面能的材料在高表面能的材料上漫流。

正如前面所述,漫流过程就是整个系统的表面自由能减小的过程。

一个系统两个元件自由能相同时,不会产生漫流。

在电子锡焊装联中,我们所讨论的一般都是液相体在固体表面上的漫流,漫流与液体的表面能,固体的表面性质等有关。

这是一种液体没固体表面的流动即流体力学问题,同时也有毛细作用。

漫流是浸润的先决条件。

浸润(Wetting)软钎焊的第一个条件,就是已熔化的焊料在要连接的固体金属的表面上充分漫流以后,使之熔合一体,这样的过程叫作“浸润”(或润湿)。

粗看起来,金属表面是很光滑的。

但是,若用显微镜放大看,就能看到无数凹凸不平,晶粒界面和划痕等,熔化的焊料没着这种凹凸与伤痕,就产生毛细作用,引起漫流浸润。

产生浸润的条件:为了使已熔焊料浸润固体金属表面,必须具备一定的条件。

条件之一就是焊料与固体金属面必须是“清洁”的,由于清净,焊料与母材的原子间距离就能够很小,能够相互吸引,也就是使之接近到原子间力能发生作用的程度。

斥力大于引力,这个原子就会被推到远离这个原子的位置,不可能产生浸润。

当固体金属或熔化的金属表面附有氧化物或污垢时,这些东西就会变成障碍,这样就不会产生润湿作用,金属表面必须清洁,这是一个充分条件。

表面张力表面张力是液体表面分子的凝聚力,它使表面分子被吸向液体内部,并呈收缩状(表面积最小的形状)。

液体内部的每个分子都处在其它分子的包围之中,被平均的引力所吸引,呈平衡状态。

焊接工序 助焊剂

焊接工序 助焊剂

焊接工序助焊剂助焊剂是一种常用的辅助焊接工具,其作用是在焊接过程中提供润滑和保护,以提高焊接质量和效率。

本文将介绍助焊剂的种类、作用、使用方法以及注意事项。

一、助焊剂的种类助焊剂根据其成分和形态的不同,可以分为固体助焊剂、液体助焊剂和粉末助焊剂。

固体助焊剂一般为焊条或焊丝的涂层,液体助焊剂一般为胶状或涂料状,粉末助焊剂则是细粉末状。

二、助焊剂的作用1. 清洁作用:助焊剂能够清除焊接表面的氧化物、污染物和润滑剂,保证焊接接头的质量。

2. 防氧化作用:助焊剂能够在焊接过程中形成一层气密的保护膜,防止氧气和水蒸气进入焊接区域,减少焊接缺陷的产生。

3. 促进熔化作用:助焊剂能够降低焊接接头的熔点,促进焊接材料的熔化和扩散,提高焊接强度。

4. 减少焊接变形作用:助焊剂能够降低焊接过程中的热应力和冷却速度,减少焊接接头的变形和裂纹。

5. 提高焊接速度作用:助焊剂能够加快焊接材料的熔化速度和润湿性,提高焊接速度和效率。

三、助焊剂的使用方法1. 固体助焊剂:将焊条或焊丝的涂层直接接触焊接接头,在焊接过程中,固体助焊剂会逐渐融化并起到作用。

2. 液体助焊剂:先将液体助焊剂涂抹在焊接接头上,然后进行焊接。

在焊接过程中,液体助焊剂会逐渐蒸发并起到作用。

3. 粉末助焊剂:将粉末助焊剂撒在焊接接头上,然后进行焊接。

在焊接过程中,粉末助焊剂会逐渐熔化并起到作用。

四、助焊剂的注意事项1. 使用助焊剂前,应先清洁焊接接头,确保表面没有油脂、氧化物和污染物。

2. 使用助焊剂时,应根据焊接材料和工艺要求选择合适的助焊剂。

3. 使用助焊剂时,应尽量避免过量使用,以免影响焊接质量。

4. 使用助焊剂时,应注意安全防护措施,避免接触皮肤和吸入粉尘。

5. 使用助焊剂后,应及时清洁焊接接头和焊接设备,以免助焊剂残留影响下一次焊接。

总结:助焊剂在焊接工序中起着重要的作用,能够提高焊接质量和效率。

不同类型的助焊剂具有不同的作用和使用方法,使用时需要根据实际情况选择合适的助焊剂,并注意使用方法和注意事项。

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助焊剂助焊剂的作用助焊剂应具备的性能助焊剂的种类免清洗技术助焊剂残渣产生的不良影响与对策助焊剂喷涂方式和工艺因素助焊剂(flux):在焊接工艺中能帮助和促进焊接过程,同时具有保护作用、阻止氧化反应的化学物质。

助焊剂可分为固体、液体和气体。

助焊剂的作用主要有“辅助热传导”、“去除氧化物”、“降低被焊接材质表面张力”、“去除被焊接材质表面油污、增大焊接面积”、“防止再氧化”等几个方面,在这几个方面中比较关键的作用有两个就是:“去除氧化物”与“降低被焊接材质表面张力”。

助焊剂中的主要起作用成分是松香,松香在280摄氏度左右会分解,因此锡炉温度不要太高.助焊剂是一种促进焊接的化学物质。

在锡焊中,它是一种不可缺少的辅助材料,其作用极为重要。

(1)溶解被焊母材表面的氧化膜在大气中,被焊母材表面总是被氧化膜覆盖着,其厚度大约为2×10-9~2×10-8m。

在焊接时,氧化膜必然会阻止焊料对母材的润湿,焊接就不能正常进行,因此必须在母材表面涂敷助焊剂,使母材表面的氧化物还原,从而达到消除氧化膜的目的。

(2)防止被焊母材的再氧化母材在焊接过程中需要加热,高温时金属表面会加速氧化,因此液态助焊剂覆盖在母材和焊料的表面可防止它们氧化。

(3)降低熔融焊料的表面张力熔融焊料表面具有一定的张力,就像雨水落在荷叶上,由于液体的表面张力会立即聚结成圆珠状的水滴。

熔融焊料的表面张力会阻止其向母材表面漫流,影响润湿的正常进行。

当助焊剂覆盖在熔融焊料的表面时,可降低液态焊料的表面张力,使润湿性能明显得到提高。

助焊剂应具备的性能(1)助焊剂应有适当的活性温度范围。

在焊料熔化前开始起作用,在施焊过程中较好地发挥清除氧化膜、降低液态焊料表面张力的作用。

焊剂的熔点应低于焊料的熔点,但不易相差过大。

(2)助焊剂应有良好的热稳定性,一般热稳定温度不小于1 00℃。

(3)助焊剂的密度应小于液态焊料的密度,这样助焊剂才能均匀地在被焊金属表面铺展,呈薄膜状覆盖在焊料和被焊金属表面,有效地隔绝空气,促进焊料对母材的润湿。

(4)助焊剂的残留物不应有腐蚀性且容易清洗;不应析出有毒、有害气体;要有符合电子工业规定的水溶性电阻和绝缘电阻;不吸潮,不产生霉菌;化学性能稳定,易于贮藏。

助焊剂的种类助焊剂的种类繁多,一般可分为无机系列、有机系列和树脂系列。

(1)无机系列助焊剂无机系列助焊剂的化学作用强,助焊性能非常好,但腐蚀作用大,属于酸性焊剂。

因为它溶解于水,故又称为水溶性助焊剂,它包括无机酸和无机盐2类。

含有无机酸的助焊剂的主要成分是盐酸、氢氟酸等,含有无机盐的助焊剂的主要成分是氯化锌、氯化铵等,它们使用后必须立即进行非常严格的清洗,因为任何残留在被焊件上的卤化物都会引起严重的腐蚀。

这种助焊剂通常只用于非电子产品的焊接,在电子设备的装联中严禁使用这类无机系列的助焊剂。

(2)有机系列助焊剂(OA)有机系列助焊剂的助焊作用介于无机系列助焊剂和树脂系列助焊剂之间,它也属于酸性、水溶性焊剂。

含有有机酸的水溶性焊剂以乳酸、柠檬酸为基础,由于它的焊接残留物可以在被焊物上保留一段时间而无严重腐蚀,因此可以用在电子设备的装联中,但一般不用在SMT的焊膏中,因为它没有松香焊剂的粘稠性(起防止贴片元器件移动的作用)。

(3)树脂系列助焊剂在电子产品的焊接中使用比例最大的是松香树脂型助焊剂。

由于它只能溶解于有机溶剂,故又称为有机溶剂助焊剂,其主要成分是松香。

松香在固态时呈非活性,只有液态时才呈活性,其熔点为127℃活性可以持续到315℃。

锡焊的最佳温度为240~2 50℃,所以正处于松香的活性温度范围内,且它的焊接残留物不存在腐蚀问题,这些特性使松香为非腐蚀性焊剂而被广泛应用于电子设备的焊接中。

为了不同的应用需要,松香助焊剂有液态、糊状和固态3种形态。

固态的助焊剂适用于烙铁焊,液态和糊状的助焊剂分别适用于波峰焊和再流焊。

在实际使用中发现,松香为单体时,化学活性较弱,对促进焊料的润湿往往不够充分,因此需要添加少量的活性剂,用以提高它的活性。

松香系列焊剂根据有无添加活性剂和化学活性的强弱,被分为非活性化松香、弱活性化松香、活性化松香和超活性化松香4种,美国MIL标准中分别称为R、RMA、RA、RSA,而日本JIS标准则根据助焊剂的含氯量划分为AA(0.1wt%以下)、A(0.1~0.5wt%)、B(0.5~1.0wt%)3种等级。

①非活性化松香(R):它是由纯松香溶解在合适的溶剂(如异丙醇、乙醇等)中组成,其中没有活性剂,消除氧化膜的能力有限,所以要求被焊件具有非常好的可焊性。

通常应用在一些使用中绝对不允许有腐蚀危险存在的电路中,如植入心脏的起搏器等。

②弱活性化松香(RMA):这类助焊剂中添加的活性剂有乳酸、柠檬酸、硬脂酸等有机酸以及盐基性有机化合物。

添加这些弱活性剂后,能够促进润湿的进行,但母材上的残留物仍然不具有腐蚀性,除了具有高可靠性的航空、航天产品或细间距的表面安装产品需要清洗外,一般民用消费类产品(如收录机、电视机等)均不需设立清洗工序。

在采用弱活性化松香时,对被焊件的可焊性也有严格的要求。

③活性化松香(RA)及超活性化松香(RSA):在活性化松香助焊剂中,添加的强活性剂有盐酸苯胺、盐酸联氨等盐基性有机化合物,这种助焊剂的活性是明显提高了,但焊接后残留物中氯离子的腐蚀变成不可忽视的问题,所以,在电子产品的装联中一般很少应用。

随着活性剂的改进,已开发了在焊接温度下能将残渣分解为非腐蚀性物质的活性剂,这些大多数是有机化化合物的衍生物。

免清洗技术1.免清洗的概念(1)什么是免清洗免清洗是指在电子装联生产中采用低固态含量、无腐蚀性的助焊剂,在惰性气体环境下焊接,焊后电路板上的残留物极微、无腐蚀,且具有极高的表面绝缘电阻(SIR),一般情况下不需要清洗既能达到离子洁净度的标准(美军标MIL-P-228809离子污染等级划分为:一级≤1.5ugNaCl/cm2无污染;二级≤1.5~5.0 ugNACl/cm2质量高;三级≤5.0~10.0ugNaCl/cm2符合要求;四级>10.0ugNaCl/cm2不干净),可直接进入下道工序的工艺技术。

必须指出的是“免清洗”与“不清洗”是绝对不同的2个概念,所谓“不清洗”是指在电子装联生产中采用传统的松香助焊剂(RMA)或有机酸助焊剂,焊接后虽然板面留有一定的残留物,但不用清洗也能满足某些产品的质量要求,如家用电子产品、专业声视设备、低成本办公设备等产品,它们生产时通常是“不清洗”的,但绝对不是“免清洗”。

(2)免清洗的优越性①提高经济效益:实现免清洗后,最直接的就是不必进行清洗工作,因此可以大量节约清洗人工、设备、场地、材料(水、溶剂)和能源的消耗,同时由于工艺流程的缩短,节约了工时提高了生产效率。

②提高产品质量:由于免清洗技术的实施,要求严格控制材料的质量,如助焊剂的腐蚀性能(不允许含有卤化物)、元器件和印制电路板的可焊性等;在装联过程中,需要采用一些先进的工艺手段,如喷雾法涂敷助焊剂、在惰性气体保护下焊接等。

实施免清洗工艺,可避免清洗应力对焊接组件的损伤,因此免清洗对提高产品质量是极为有利的。

③有利于环境保护:采用免清洗技术后,可停止使用ODS物质,也大幅度地减少了挥发性有机物(VOC)的使用,从而对保护臭氧层具有积极作用。

2.免清洗材料的要求(1)免清洗助焊剂要使焊接后的PCB板面不用清洗就能达到规定的质量水平,助焊剂的选择是一个关键,通常对免清洗助焊剂有下列要求:①低固态含量:2%以下传统的助焊剂有较高的固态含量(20~40%)、中等的固态含量(10~15%)和较低的固态含量(5~10%),用这些助焊剂焊接后的PCB板面留有或多或少的残留物,而免清洗助焊剂的固态含量要求低于2%,而且不能含有松香,因此焊后板面基本无残留物。

②无腐蚀性:不含卤素、表面绝缘电阻>1.0×1011Ω传统的助焊剂因为有较高的固态含量,焊接后可将部分有害物质“包裹起来”,隔绝与空气的接触,形成绝缘保护层。

而免清洗助焊剂,由于极低的固态含量不能形成绝缘保护层,若有少量的有害成分残留在板面上,就会导致腐蚀和漏电等严重不良后果。

因此,免清洗助焊剂中不允许含有卤素成分。

对助焊剂的腐蚀性通常采用下列几种方法进行测试:a.铜镜腐蚀测试:测试助焊剂(焊膏)的短期腐蚀性b.铬酸银试纸测试:测试焊剂中卤化物的含量c.表面绝缘电阻测试:测试焊后PCB的表面绝缘电阻,以确定焊剂(焊膏)的长期电学性能的可靠性d.腐蚀性测试:测试焊后在PCB表面残留物的腐蚀性e.电迁移测试:测试焊后PCB表面导体间距减小的程度③可焊性:扩展率≥80%可焊性与腐蚀性是相互矛盾的一对指标,为了使助焊剂具有一定的消除氧化物的能力,并且在预热和焊接的整个过程中均能保持一定程度的活性,就必须包含某种酸。

在免清洗助焊剂中用得最多的是非水溶性醋酸系列,配方中可能还有胺、氨和合成树脂,不同的配方会影响其活性和可靠性。

不同的企业有不同的要求和内部控制指标,但必须符合焊接质量高和无腐蚀性的使用要求。

助焊剂的活性通常是用pH值来衡量的,免清洗助焊剂的pH 值应控制在产品规定的技术条件范围内(各生产厂家的pH值略有不同)。

④符合环保要求:无毒,无强烈刺激性气味,基本不污染环境,操作安全。

(2)免清洗印制电路板和元器件在实施免清洗焊接工艺中,制电路板及元器件的可焊性和清洁度是需要重点控制的方面。

为确保可焊性,在要求供应商保证可焊性的前提下,生产厂应将其存放在恒温干燥的环境中,并严格控制在有效的储存时间内使用。

为确保清洁度,生产过程中要严格地控制环境和操作规范,避免人为的污染,如手迹、汗迹、油脂、灰尘等。

3.免清洗焊接工艺在采用免清洗助焊剂后,虽然焊接工艺过程不变,但实施的方法和有关的工艺参数必须适应免清洗技术的特定要求,主要内容如下:(1)助焊剂的涂敷为了获得良好的免清洗效果,助焊剂涂敷过程必须严格控制2个参数,即助焊剂的固态含量和涂敷量。

通常,助焊剂的涂敷方式有发泡法、波峰法和喷雾法3种。

在免清洗工艺中,不宜采用发泡法和波峰法,其原因是多方面的,第一,发泡法和波峰法的助焊剂是放置在敞开的容器内,由于免清洗助焊剂的溶剂含量很高,特别容易挥发,从而导致固态含量的升高,因此,在生产过程中用比重法来控制助焊剂的成分保持不变是有困难的,且溶剂的大量挥发也造成了污染和浪费;第二,由于免清洗助焊剂的固体含量极低,不利于发泡;第三,涂敷时不能控制助焊剂的涂敷量,涂敷也不均匀,往往有过量的助焊剂残留在板的边缘。

因此,采用这2种方式不能得到理想的免清洗效果。

喷雾法是最新的一种焊剂涂敷方式,最适用于免清洗助焊剂的涂敷。

因为助焊剂被放置在一个密封的加压容器内,通过喷口喷射出雾状助焊剂涂敷在PCB的表面,喷射器的喷射量、雾化程度和喷射宽度均可调节,所以能够精确地控制涂敷的焊剂量。

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