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、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;二元羧酸岩石学报,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,, 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,在产品样本制作200 ℃ ~ 300 现代优化计算方法℃ 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美国柯达公司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北约自主招生试题影响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;
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