1．去除被焊金屬表麵的氧化物。

    自然界中除純金和鉑外,放置在空氣中的所有金屬在室溫下都會發生氧化,表麵形成氧化層,妨礙焊接的發生。因此,焊接前的首要任務是**氧化層。
    下麵分析元件引腳與PCB焊盤常用金屬Cu表麵和焊料Sn-Pb表麵的氧化層。Cu暴露在空氣中很容易氧化生成表麵氧化膜,低溫時生成暗紅色的氧化亞銅,高溫時生成黑色的氧化銅。有研究表明,Cu在空氣中的氧化速度非常快,在室溫下90天,厚度可達到10mm。銅在空氣中的氧化速度隨溫度、濕度的升高而加快,如106℃時16h,厚度就會達到10m。會妨礙焊接的發生,因此元件和PCB製造工藝中必須及時將引腳與PCB焊盤用各種塗鍍層保護起來,同時還要規定存儲環境條件,並在一定的時間內完成焊接,以保證可焊性。
    傳統焊料SnPb合金在固態時不易氧化,但在熔融狀態下極易氧化,主要生成黑色的助焊劑的作用下還會生成白色的。Sn在常溫下不易氧化,新生Sn表麵在室溫下一周後的氧化層SnO2厚度為2mm,一年後僅為3nm。但Sn在高溫下非常易於氧化,而且氧化速度隨溫度的升高而加快,如200℃的氧化速度比100℃加快2倍。由於Pb的活性遠遠低於Sn的活性,因此Sn-Pb合金主要的氧化物是SnO2和SnO,也有少量的PbO。

(1)鬆香去除氧化膜
鬆香酸在活化溫度範圍下能夠與母材及焊料合金表麵的氧化膜起還原反應,生成鬆香酸銅(殘留物),鬆香酸銅是一種綠色半透明的類似鬆香狀的物質,它容易和未參加反應的鬆香混留下裸露的金屬銅表麵以便釺料潤濕。鬆香酸銅隻與氧化銅發生反應,不與鈍銅發生反應,因而沒有腐蝕問題。鬆香酸銅可溶於許多溶劑,但不溶於水,這就是需要使用溶劑、半水溶劑或皂化水來**的原因。

1.鬆香去氧化物的通用式為:
   鬆香酸在活化溫度範圍下能夠與母材及焊料合金表麵的氧化膜起還原反應,生成鬆香酸銅(殘留物),鬆香酸銅是一種綠色半透明的類似鬆香狀的物質,它容易和未參加反應的鬆香混合,留下裸露的金屬銅表麵以便釺料潤濕。鬆香酸銅隻與氧化銅發生反應,不與鈍銅發生反應,因而沒有腐蝕問題。鬆香酸銅可溶於許多溶劑,但不溶於水,這就是需要使用溶劑、半水溶劑或皂化水來**的原因。

(1)活性劑去除氧化膜
有機構研究了硬脂酸與氧化銅的反應,認為其去除氧化膜的過程是按如下方式進行的，其反應產物是硬脂酸銅,為綠色晶體,熔點200℃。之後,硬脂酸銅在釺焊溫度下會發生熱分解,吸收氫氣,生成硬脂酸和銅,其反應式如下:

(3)助焊劑中的金屬鹽與母材進行置換反應
(4)有機鹵化物去氧化膜作用。

有機鹵化物在加熱過程中發生分解,通常使用的活性劑是有機版的鹽酸鹽,這些活性劑在加能釋放出HC1並與Cu2O起還原反應,使氧化膜生成氯化物(殘留物)。氯化物能溶於水和溶劑,因此可以清洗掉。在有機醇混合載體中加入較多的有機鹵化物,可以得到很高的活性,但腐蝕傾向也加劇。因此,一般在電子工業中對其添加量作了嚴格的限製。

1.  防止焊接時金屬表麵的再氧化
焊接時助焊劑塗覆在金屬表麵,使金屬表麵與空氣隔離,能夠有效防止焊接時金屬表麵在高溫下再次被氧化。
3.降低焊料的表麵張力、增強潤濕性、提高可焊性。

助焊劑中的鬆香酸和活性劑的活化反應就是分解、還原和置換反應。在化學反應時會發出熱量和激活能,有助於降低熔融焊料的表麵張力和黏度,同時使金屬表麵獲得激活能,可以促進液態焊料在被焊接金屬表麵漫流,增加表麵活性,從而提高液態焊料的浸潤性。未滴加助焊劑焊接時,由於液態焊料表麵張力大、潤濕性差,呈半熔狀態；是滴加助焊劑後的現象,由於助焊劑降低了表麵張力,迅速去除了金屬表麵的氧化層,出現了潤濕現象,有利於擴散、溶解、冶金結合,提高了可焊性。焊料由於助焊劑降低了熔融焊料的表麵張力和黏度,這樣就增加了液態焊料的流動性,因此有利熱量迅速、有效地傳遞到焊接區,加速擴散速度。