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一:助焊剂的种类众多其中包括: 树脂型免清洗助焊剂,水溶性助焊剂,热风整平助焊剂,无铅焊料免清洗催化型助焊剂,溶剂型免清洗助焊剂,标准型助焊剂,预涂助焊剂,镀锡铜丝助焊剂,无铅太阳能光伏组件免清洗助焊剂。
1、无机助焊剂具有高腐蚀性,由无机酸和盐组成,如盐酸,氢氟酸,氯化锡,氟化钠或钾,和氯化锌。这些助焊剂能够去掉铁和非铁金属的氧化膜层,如不锈钢,铁镍钴合金和镍铁,这些用较弱助焊剂都不能锡焊。
无机助焊剂一般用于非电子应用,如铜管的铜焊。可是它们有时用于电子工业的铅镀锡应用。无机助焊剂由于其潜在的可靠性问题,不应该考虑用于电子装配(传统或表面贴装)。其主要的缺点是有化学活性残留物,可能引起腐蚀和严重的局部失效。
2、有机酸助焊剂
有机酸(OA)助焊剂比松香助焊剂要强,但比无机助焊剂要弱。在助焊剂活性和可清洁性之间,它提供了一个很好的平衡,特别是如果其固体含量低(1-5%)。这些助焊剂含有极性离子,很容易用极性溶剂去掉,如水。由于它们在水中的可溶性,OA助焊剂是环保上所希望的,虽然免洗助焊剂可能更为所希望。因为这类助焊剂不为政府规范所覆盖,其化学含量由供应商来控制。可得到的OA助焊剂有使用卤化物作催化剂的,也有没有的。
有机酸(OA)助焊剂,由于术语“含酸”助焊剂,甚至在传统装配上,一般为人们所回避。可是,甚至所谓非腐蚀性松香助焊剂也含有卤化物,如果不适当地去掉,都将引起腐蚀。
有机酸(OA)助焊剂的使用,在军用和商业应用的混合装配(二类和三类)中证明是可行的。人们错误地认为,当波峰焊接二类和三类表面贴片装配(SMA)板时,必须把OA转变成基于松香的助焊剂(RA和RMA)。
和流行的观点相反,OA助焊剂也已经在军事项目中得到成功应用。商业、工业和电讯业的其它一些主流公司,把OA应用于波峰焊接板底胶固的表面贴装片状元件。人们已发现,OA助焊剂满足军用和商用的清洁度要求。
OA助焊剂材料已成功地用作回流焊接引脚穿孔元件中的环形焊接的助焊剂涂层。甚至在通过回流焊接之后,可以很容易地用水清洗。现在,水溶性锡膏被广泛应用,在过去,它们没有松香助焊剂那么粘,但粘性问题一早被解决了。由于使用氯氟化碳(CFC)清洗基于松香的锡膏,产生了环境因素的考虑,水溶性锡膏在要求清洁的应用中,或在由于低残留或免洗锡膏和助焊剂产生问题的应用中,变得更具有优势。
3、松香助焊剂
松香或树脂是从松树的树桩或树皮中榨取的天然产品。松
香的化学成分一批不同于一批,但通用分子式是C19H29COOH。主要由松香酸(70-85%,看产地)和胡椒酸(10-15%)组成。松香含有几个百分比的不皂化碳水化合物;为了清除松香助焊剂,必须加入皂化剂(把水皂化的一种碱性化学物)
松香助焊剂主要由从松树树脂油榨取和提炼的天然树脂,松香助焊剂在室温下不活跃,但加热到焊接温度是变得活跃。它们自然呈酸性(每克当量165-170毫克KOH)。它们可溶于许多溶剂,但不溶于水。这就是使用溶剂,半水溶剂或皂化水来清除它们的原因。
松香的熔点为172-175(C(342-347(F),或刚好在焊锡熔点(183(C)之下。所希望的助焊剂应该在约低于焊接温度时熔化并变活跃。可是,如果助焊剂在焊接温度下分解,那将没有效力。这意味着合成助焊剂可以用于比松香助焊剂更高的温度,因为前者的分解温度较高。一般,松香助焊剂较弱,为了改进其活跃性(助焊性能),需要使用卤化催化剂。
松香去氧化物的通用公式:
RCO2H + MX = RCO2M + HX
此处RCO2H是助焊剂中的松香(较早提到的C19H29COOH)
M = 锡Sn, 铅Pb或铜Cu
X = 氧化物oxide, 氢氧化物hydroxide或碳酸盐carbonate
松香助焊剂也分类为松香(R),适度活性松香(RMA)和活性松香(RA)。 松香助焊剂的各种类的不同在于催化剂(卤化物,有机酸,氨基酸,等)的浓度。R和RMA类型一般无腐蚀性,因此安全,R和RMA助焊剂尽管没有划分为免洗,在一些应用中甚至不清洗。当然,没有清洗,装配的可靠性要打折扣,因为在使用环境中,粘性的松香会吸收灰尘和有害污染物。
二:免清洗助焊剂的主要特性
$柠妶?$ 焊性好,焊点饱满,无焊珠,桥连等不良产生,无毒,不污染环境,操作安全,焊后板面干燥,无腐蚀性,不粘板、焊后具有在线测试能力,与SMD和PCB板有相应材料匹配性,焊后有符合规定的表面绝缘电阻值(SIR)
适应焊接工艺(浸焊,发泡,喷雾,涂敷等)
敝?,劀`抝 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.
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