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    技術文章

    助焊劑成份
    助焊劑的成份

        助焊劑通常是以鬆香或非鬆香型合成樹脂為主要成分的混合物,主要由鬆香(或非鬆香型合成樹脂)、活性劑、成膜劑、添加劑和溶劑等組成。用於電子焊接的助焊劑通常采用有機助焊劑,有機助焊劑種類繁多,但一般分為鬆香型和非鬆香型,目前應用*多的是鬆香型助焊劑。
    (1)鬆香(或非鬆香型合成樹脂)
    鬆香或非鬆香型合成樹脂是助焊劑的主要成分。鬆香是將鬆樹分泌出來的黏稠液體加以蒸餾而得到的一種天然樹脂,是透明、脆性的固體物質,顏色由微黃至淺棕色,表麵稍有光澤,帶鬆脂香氣味,溶於酒精、丙酮、甘油、苯等有機溶劑,不溶於水。鬆香是幾種化合物的混合物,成分隨原料的來源而發生變化, 
        鬆香的軟化點(環球法)為70~74℃左右,熔點為170~175℃,沸點300℃(65Pa),閃點216℃,燃點480~500℃,揮發物3%~5%。由於鬆香含有幾個百分比的不皂化碳水化合物,因此為了**鬆香助焊劑,必須加入皂化劑.
        鬆香酸是不飽和酸,含有共扼雙鍵,是一種雜環的二烯烴,其熔點為174℃,在300℃下會發生分子重排,形成新鬆香酸。新鬆香酸熔點為169℃,進一步加熱到230-250℃會發生岐化作用,成為焦性鬆香酸.
        通過以上分析可以看出:鬆香酸74℃開始軟化並開始呈現活性,170-175℃左右活化反應劇烈,活化反應時呈酸性,此溫度恰好在傳統Sn-Pb共晶焊錫熔點183℃下方,這就能夠在焊料合金熔化之前對焊件表麵起到去除氧化層的作用。鬆香酸在230~250℃轉化為不活潑的焦鬆香酸300℃以上碳化並完全喪失活性。因此鬆香酸在常溫及300℃以上是無活性的。高純度鬆香可以通過加熱使鬆香蒸發,然後冷凝鬆香蒸氣而獲得。這種高純度鬆香一般稱之為水白鬆香。鬆香酸是一種弱酸,為了改善其活性(助焊性能),可向鬆香中加入活化劑(鹵化催化劑),這樣就構成活化鬆香助焊劑。

    合成樹脂的熔點(分解)溫度較高一些,因此合成樹脂助焊劑可以用於比鬆香助焊劑更高的溫度。

    (2)活性化劑

        活性化劑也稱活化劑,是一種強還原劑,活性化劑的主要作用是淨化焊料和被焊件表麵。在焊劑中活性劑的添加量為1%~5%。通常使用有機胺和氨類化合物(如乙胺鹽酸鹽、三乙醇胺鹽酸鹽)、有機酸及鹽(如苯二酸)、有機鹵化物(如鹽酸穀氨酸)無機酸(如磷酸)。

    ①有機胺和氨類化合物。由於這類物質不含鹵素,因而成為許多磚利助焊劑中的添加劑。這類物質也具有一點腐蝕性,並且對溫度敏感。常用的有乙二胺、二乙胺、單乙醇胺、三乙醇胺及胺和氨的各種衍生物,如磷酸苯胺等。
        乙二胺和三乙醇胺等物質是重要的金屬離子螯合劑,在釺焊過程中,這類物質可以和Cu2+形成胺銅配位化合物,從而達到去氧化膜的目的。但單純的胺類物質的活性較弱,難以滿足實際焊的要求,因此經常與有機酸聯合使用。這樣不但可以提高助焊劑的活性,而且可以調節pH值,使之接近於中性,也有利於降低腐蝕。

    ②有機酸。用做活性化劑的有機酸主要有乳酸、油酸、硬脂酸、苯二酸、檸檬酸、蘋果酸等,也有用穀氨酸的。有機酸去除氧化膜主要是通過酸與金屬氧化物之間的化學反應來完成的有機酸一般具有中等程度的去氧化膜能力,其作用相對緩慢,且對溫度敏感。有機酸焊後殘留物仍具有一定的腐蝕性,某些情況下需要焊後清洗。

    ③有機鹵化物。有機鹵化物主要有鹽酸苯胺、鹽酸羥胺、鹽酸穀氨酸和軟脂酸溴化物等。這類物質的活性很強,類似於無機酸類物質,其所含的有機能團決定了對溫度的敏感性。這類物質更具有腐蝕性,因而焊後需要清洗。

    ④無機酸活性劑助焊性能好,但作用時間長,腐蝕性大,不宜在SMT中使用。
    (3)成膜劑
    成膜劑能在焊接後形成一層緊密的有機膜,保護焊點和基板,使其具有防腐蝕性和優良的電絕緣性。常用的成膜劑有天然樹脂、合成樹脂及部分有機化合物,如鬆香及改性鬆香、酚醛樹脂和硬脂酸脂類等。一般成膜劑加入量為10%~20%,有時高達40%,加入量過大會影響擴展率,使助焊作用下降,並在PCB上留下過多的殘留物。

    (4)添加劑
    添加劑主要有緩蝕劑、表麵活性劑、觸變劑、消光劑等,其主要作用是使助焊劑獲得一些特殊的物理、化學性能,以適應不同產品、不同工藝場合的需求。添加劑主要有緩蝕劑、表麵活性劑、觸變劑、消光劑等,其主要作用是使助焊劑獲得一些特殊的物理、化學性能,以適應不同產品、不同工藝場合的需求。pH調節劑可降低焊劑的酸性。
    1.潤濕劑的作用是加大焊料和被焊件之間的潤濕性,增強可焊性。
    2.為了使焊點光亮,可添加少量光亮劑。光亮劑的添加不宣太多,一般控製在2%以下。
    3.在焊劑中加入消光劑,使焊點消光,這對自動光學檢測(AO1),以及克服高密度產品檢驗時的眼睛疲勞尤為重要。消光劑的量應控製在5%以下。
    4.緩蝕劑能保護PCB和元器件引線,使之具有防潮、防鹽霧、防腐蝕性能,又能保持良好的可焊性。緩蝕劑的添加量一般在1%以下.
    5.在采用發泡塗布時,需加入發泡劑。
    6.添加阻燃劑是為了保證焊劑存放及使用的**。

    (5)溶劑
    溶劑主要有乙醇、異丙醇、乙二醇、丙二醇、丙三醇等,均屬於有機醇類溶劑。無水乙醇的密度為0.78gcm3,沸點為78℃,異丙醇的沸點為82.4℃。溶劑的作用是使固體或液體成分溶解在溶劑裏,使之成為均相溶液,主要起溶解、稀釋和調節比重、黏度、流動性、熱穩定性及保護作用等。就熱穩定性和保護作用來說,高沸點的醇優於低沸點的醇,多元醇優於一元醇。但高沸點的醇黏度大,使用不方便。另外,有些醇也具有一定的去除氧化膜的能力,如丙三醇可以促進錫鉛焊料在銅板上的潤濕和鋪展,其原因是丙三醇在釺焊溫度下氧化生成甘油酸
    對溶劑的要求有

    1.對焊劑中的固體或液體成分均具有良好的溶解性.
    2.常溫下揮發性適中,在焊接溫度下迅速揮發.
    3.氣味小,毒性小。

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