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助焊剂成份

助焊剂的成份

    助焊剂通常是以松香或非松香型合成树脂为主要成分的混合物,主要由松香(或非松香型合成树脂)、活性剂、成膜剂、添加剂和溶剂等组成。用于电子焊接的助焊剂通常采用有机助焊剂,有机助焊剂种类繁多,但一般分为松香型和非松香型,目前应用*多的是松香型助焊剂。
(1)松香(或非松香型合成树脂)
松香或非松香型合成树脂是助焊剂的主要成分。松香是将松树分泌出来的黏稠液体加以蒸馏而得到的一种天然树脂,是透明、脆性的固体物质,颜色由微黄至浅棕色,表面稍有光泽,带松脂香气味,溶于酒精、丙酮、甘油、苯等有机溶剂,不溶于水。松香是几种化合物的混合物,成分随原料的来源而发生变化, 
    松香的软化点(环球法)为70~74℃左右,熔点为170~175℃,沸点300℃(65Pa),闪点216℃,燃点480~500℃,挥发物3%~5%。由于松香含有几个百分比的不皂化碳水化合物,因此为了**松香助焊剂,必须加入皂化剂.
    松香酸是不饱和酸,含有共扼双键,是一种杂环的二烯烃,其熔点为174℃,在300℃下会发生分子重排,形成新松香酸。新松香酸熔点为169℃,进一步加热到230-250℃会发生岐化作用,成为焦性松香酸.
    通过以上分析可以看出:松香酸74℃开始软化并开始呈现活性,170-175℃左右活化反应剧烈,活化反应时呈酸性,此温度恰好在传统Sn-Pb共晶焊锡熔点183℃下方,这就能够在焊料合金熔化之前对焊件表面起到去除氧化层的作用。松香酸在230~250℃转化为不活泼的焦松香酸300℃以上碳化并完全丧失活性。因此松香酸在常温及300℃以上是无活性的。高纯度松香可以通过加热使松香蒸发,然后冷凝松香蒸气而获得。这种高纯度松香一般称之为水白松香。松香酸是一种弱酸,为了改善其活性(助焊性能),可向松香中加入活化剂(卤化催化剂),这样就构成活化松香助焊剂。

合成树脂的熔点(分解)温度较高一些,因此合成树脂助焊剂可以用于比松香助焊剂更高的温度。

(2)活性化剂

    活性化剂也称活化剂,是一种强还原剂,活性化剂的主要作用是净化焊料和被焊件表面。在焊剂中活性剂的添加量为1%~5%。通常使用有机胺和氨类化合物(如乙胺盐酸盐、三乙醇胺盐酸盐)、有机酸及盐(如苯二酸)、有机卤化物(如盐酸谷氨酸)无机酸(如磷酸)。

①有机胺和氨类化合物。由于这类物质不含卤素,因而成为许多砖利助焊剂中的添加剂。这类物质也具有一点腐蚀性,并且对温度敏感。常用的有乙二胺、二乙胺、单乙醇胺、三乙醇胺及胺和氨的各种衍生物,如磷酸苯胺等。
    乙二胺和三乙醇胺等物质是重要的金属离子螯合剂,在钎焊过程中,这类物质可以和Cu2+形成胺铜配位化合物,从而达到去氧化膜的目的。但单纯的胺类物质的活性较弱,难以满足实际焊的要求,因此经常与有机酸联合使用。这样不但可以提高助焊剂的活性,而且可以调节pH值,使之接近于中性,也有利于降低腐蚀。

②有机酸。用做活性化剂的有机酸主要有乳酸、油酸、硬脂酸、苯二酸、柠檬酸、苹果酸等,也有用谷氨酸的。有机酸去除氧化膜主要是通过酸与金属氧化物之间的化学反应来完成的有机酸一般具有中等程度的去氧化膜能力,其作用相对缓慢,且对温度敏感。有机酸焊后残留物仍具有一定的腐蚀性,某些情况下需要焊后清洗。

③有机卤化物。有机卤化物主要有盐酸苯胺、盐酸羟胺、盐酸谷氨酸和软脂酸溴化物等。这类物质的活性很强,类似于无机酸类物质,其所含的有机能团决定了对温度的敏感性。这类物质更具有腐蚀性,因而焊后需要清洗。

④无机酸活性剂助焊性能好,但作用时间长,腐蚀性大,不宜在SMT中使用。
(3)成膜剂
成膜剂能在焊接后形成一层紧密的有机膜,保护焊点和基板,使其具有防腐蚀性和优良的电绝缘性。常用的成膜剂有天然树脂、合成树脂及部分有机化合物,如松香及改性松香、酚醛树脂和硬脂酸脂类等。一般成膜剂加入量为10%~20%,有时高达40%,加入量过大会影响扩展率,使助焊作用下降,并在PCB上留下过多的残留物。

(4)添加剂
添加剂主要有缓蚀剂、表面活性剂、触变剂、消光剂等,其主要作用是使助焊剂获得一些特殊的物理、化学性能,以适应不同产品、不同工艺场合的需求。添加剂主要有缓蚀剂、表面活性剂、触变剂、消光剂等,其主要作用是使助焊剂获得一些特殊的物理、化学性能,以适应不同产品、不同工艺场合的需求。pH调节剂可降低焊剂的酸性。
1.润湿剂的作用是加大焊料和被焊件之间的润湿性,增强可焊性。
2.为了使焊点光亮,可添加少量光亮剂。光亮剂的添加不宣太多,一般控制在2%以下。
3.在焊剂中加入消光剂,使焊点消光,这对自动光学检测(AO1),以及克服高密度产品检验时的眼睛疲劳尤为重要。消光剂的量应控制在5%以下。
4.缓蚀剂能保护PCB和元器件引线,使之具有防潮、防盐雾、防腐蚀性能,又能保持良好的可焊性。缓蚀剂的添加量一般在1%以下.
5.在采用发泡涂布时,需加入发泡剂。
6.添加阻燃剂是为了保证焊剂存放及使用的安全。

(5)溶剂
溶剂主要有乙醇、异丙醇、乙二醇、丙二醇、丙三醇等,均属于有机醇类溶剂。无水乙醇的密度为0.78gcm3,沸点为78℃,异丙醇的沸点为82.4℃。溶剂的作用是使固体或液体成分溶解在溶剂里,使之成为均相溶液,主要起溶解、稀释和调节比重、黏度、流动性、热稳定性及保护作用等。就热稳定性和保护作用来说,高沸点的醇优于低沸点的醇,多元醇优于一元醇。但高沸点的醇黏度大,使用不方便。另外,有些醇也具有一定的去除氧化膜的能力,如丙三醇可以促进锡铅焊料在铜板上的润湿和铺展,其原因是丙三醇在钎焊温度下氧化生成甘油酸
对溶剂的要求有

1.对焊剂中的固体或液体成分均具有良好的溶解性.
2.常温下挥发性适中,在焊接温度下迅速挥发.
3.气味小,毒性小。

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