助焊劑成份

助焊劑的成份

助焊劑通常是以松香或非松香型合成樹脂為主要成分的混合物,主要由松香(或非松香型合成樹脂)、活性劑、成膜劑、添加劑和溶劑等組成。用于電子焊接的助焊劑通常采用有機(jī)助焊劑,有機(jī)助焊劑種類繁多,但一般分為松香型和非松香型,目前應(yīng)用*多的是松香型助焊劑。
(1)松香(或非松香型合成樹脂)
松香或非松香型合成樹脂是助焊劑的主要成分。松香是將松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(zhì),顏色由微黃至淺棕色,表面稍有光澤,帶松脂香氣味,溶于酒精、丙酮、甘油、苯等有機(jī)溶劑,不溶于水。松香是幾種化合物的混合物,成分隨原料的來源而發(fā)生變化,
松香的軟化點(diǎn)(環(huán)球法)為70~74℃左右,熔點(diǎn)為170~175℃,沸點(diǎn)300℃(65Pa),閃點(diǎn)216℃,燃點(diǎn)480~500℃,揮發(fā)物3%~5%。由于松香含有幾個(gè)百分比的不皂化碳水化合物,因此為了**松香助焊劑,必須加入皂化劑.
松香酸是不飽和酸,含有共扼雙鍵,是一種雜環(huán)的二烯烴,其熔點(diǎn)為174℃,在300℃下會(huì)發(fā)生分子重排,形成新松香酸。新松香酸熔點(diǎn)為169℃,進(jìn)一步加熱到230-250℃會(huì)發(fā)生岐化作用,成為焦性松香酸.
通過以上分析可以看出:松香酸74℃開始軟化并開始呈現(xiàn)活性,170-175℃左右活化反應(yīng)劇烈,活化反應(yīng)時(shí)呈酸性,此溫度恰好在傳統(tǒng)Sn-Pb共晶焊錫熔點(diǎn)183℃下方,這就能夠在焊料合金熔化之前對焊件表面起到去除氧化層的作用。松香酸在230~250℃轉(zhuǎn)化為不活潑的焦松香酸300℃以上碳化并完全喪失活性。因此松香酸在常溫及300℃以上是無活性的。高純度松香可以通過加熱使松香蒸發(fā),然后冷凝松香蒸氣而獲得。這種高純度松香一般稱之為水白松香。松香酸是一種弱酸,為了改善其活性(助焊性能),可向松香中加入活化劑(鹵化催化劑),這樣就構(gòu)成活化松香助焊劑。

合成樹脂的熔點(diǎn)(分解)溫度較高一些,因此合成樹脂助焊劑可以用于比松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(qiáng)還原劑,活性化劑的主要作用是凈化焊料和被焊件表面。在焊劑中活性劑的添加量為1%~5%。通常使用有機(jī)胺和氨類化合物(如乙胺鹽酸鹽、三乙醇胺鹽酸鹽)、有機(jī)酸及鹽(如苯二酸)、有機(jī)鹵化物(如鹽酸谷氨酸)無機(jī)酸(如磷酸)。

①有機(jī)胺和氨類化合物。由于這類物質(zhì)不含鹵素,因而成為許多磚利助焊劑中的添加劑。這類物質(zhì)也具有一點(diǎn)腐蝕性,并且對溫度敏感。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(zhì)是重要的金屬離子螯合劑,在釬焊過程中,這類物質(zhì)可以和Cu2+形成胺銅配位化合物,從而達(dá)到去氧化膜的目的。但單純的胺類物質(zhì)的活性較弱,難以滿足實(shí)際焊的要求,因此經(jīng)常與有機(jī)酸聯(lián)合使用。這樣不但可以提高助焊劑的活性,而且可以調(diào)節(jié)pH值,使之接近于中性,也有利于降低腐蝕。

②有機(jī)酸。用做活性化劑的有機(jī)酸主要有乳酸、油酸、硬脂酸、苯二酸、檸檬酸、蘋果酸等,也有用谷氨酸的。有機(jī)酸去除氧化膜主要是通過酸與金屬氧化物之間的化學(xué)反應(yīng)來完成的有機(jī)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(jī)酸焊后殘留物仍具有一定的腐蝕性,某些情況下需要焊后清洗。

③有機(jī)鹵化物。有機(jī)鹵化物主要有鹽酸苯胺、鹽酸羥胺、鹽酸谷氨酸和軟脂酸溴化物等。這類物質(zhì)的活性很強(qiáng),類似于無機(jī)酸類物質(zhì),其所含的有機(jī)能團(tuán)決定了對溫度的敏感性。這類物質(zhì)更具有腐蝕性,因而焊后需要清洗。

④無機(jī)酸活性劑助焊性能好,但作用時(shí)間長,腐蝕性大,不宜在SMT中使用。
(3)成膜劑
成膜劑能在焊接后形成一層緊密的有機(jī)膜,保護(hù)焊點(diǎn)和基板,使其具有防腐蝕性和優(yōu)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(jī)化合物,如松香及改性松香、酚醛樹脂和硬脂酸脂類等。一般成膜劑加入量為10%~20%,有時(shí)高達(dá)40%,加入量過大會(huì)影響擴(kuò)展率,使助焊作用下降,并在PCB上留下過多的殘留物。

(4)添加劑
添加劑主要有緩蝕劑、表面活性劑、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(xué)性能,以適應(yīng)不同產(chǎn)品、不同工藝場合的需求。添加劑主要有緩蝕劑、表面活性劑、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(xué)性能,以適應(yīng)不同產(chǎn)品、不同工藝場合的需求。pH調(diào)節(jié)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(qiáng)可焊性。
2.為了使焊點(diǎn)光亮,可添加少量光亮劑。光亮劑的添加不宣太多,一般控制在2%以下。
3.在焊劑中加入消光劑,使焊點(diǎn)消光,這對自動(dòng)光學(xué)檢測(AO1),以及克服高密度產(chǎn)品檢驗(yàn)時(shí)的眼睛疲勞尤為重要。消光劑的量應(yīng)控制在5%以下。
4.緩蝕劑能保護(hù)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(fā)泡涂布時(shí),需加入發(fā)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,均屬于有機(jī)醇類溶劑。無水乙醇的密度為0.78gcm3,沸點(diǎn)為78℃,異丙醇的沸點(diǎn)為82.4℃。溶劑的作用是使固體或液體成分溶解在溶劑里,使之成為均相溶液,主要起溶解、稀釋和調(diào)節(jié)比重、黏度、流動(dòng)性、熱穩(wěn)定性及保護(hù)作用等。就熱穩(wěn)定性和保護(hù)作用來說,高沸點(diǎn)的醇優(yōu)于低沸點(diǎn)的醇,多元醇優(yōu)于一元醇。但高沸點(diǎn)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(jìn)錫鉛焊料在銅板上的潤濕和鋪展,其原因是丙三醇在釬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?lián)]發(fā)性適中,在焊接溫度下迅速揮發(fā).
3.氣味小,毒性小。

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