助焊剂的性能及前景展望可行性研究报告
第一节 助焊剂的概念
助焊剂在焊接工艺中能帮助和促进焊接过程,同时具有保护作用、阻止氧化反应的化学物质。助焊剂可分为固体、液体和气体。主要有“辅助热传导”、“去除氧化物”、“降低被焊接材质表面张力”、“去除被焊接材质表面油污、增大焊接面积”、“防止再氧化”等几个方面,在这几个方面中比较关键的作用有两个就是:“去除氧化物”与“降低被焊接材质表面张力”。(可行性
研究报告)
第二节 助焊剂的作用
助焊剂中的主要起作用成分是松香,松香在260摄氏度左右会被锡分解,因此锡槽温度不要太高.
助焊剂是一种促进焊接的化学物质。在焊锡中,它是一种不可缺少的辅助材料,其作用极为重要。
溶解焊母氧化膜
在大气中,被焊母材表面总是被氧化膜覆盖着,其厚度大约为2×10-9~2×10-8m。在焊接时,氧化膜必然会阻止焊料对母材的润湿,焊接就不能正常进行,因此必须在母材表面涂敷助焊剂,使母材表面的氧化物还原,从而达到消除氧化膜的目的。
被焊母材再氧化
母材在焊接过程中需要加热,高温时金属表面会加速氧化,因此液态助焊剂覆盖在母材和焊料的表面可防止它们氧化。
熔融焊料张力
熔融焊料表面具有一定的张力,就像雨水落在荷叶上,由于液体的表面张力会立即聚结成圆珠状的水滴。熔融焊料的表面张力会阻止其向母材表面漫流,影响润湿的正常进行。当助焊剂覆盖在熔融焊料的表面时,可降低液态焊料的表面张力,使润湿性能明显得到提高。
保护焊接母材
被焊材料在焊接过程中已破坏了原本的表面保护层。好的助焊剂在焊完之后,并迅速恢复到保护焊材的作用。能加快热量从烙铁头向焊料和被焊物表面传递;合适的助焊剂还能使焊点美观
第三节 助焊剂的性能
⑴助焊剂应有适当的活性温度范围。在焊料熔化前开始起作用,在施焊过程中较好地发挥清除氧化膜、降低液态焊料表面张力的作用。焊剂的熔点应低于焊料的熔点,但不易相差过大。
⑵助焊剂应有良好的热稳定性,一般热稳定温度不小于100℃。
⑶助焊剂的密度应小于液态焊料的密度,这样助焊剂才能均匀地在被焊金属表面铺展,呈薄膜状覆盖在焊料和被焊金属表面,有效地隔绝空气,促进焊料对母材的润湿。
⑷助焊剂的残留物不应有腐蚀性且容易清洗;不应析出有毒、有害气体;要有符合电子工业规定的水溶性电阻和绝缘电阻;不吸潮,不产生霉菌;化学性能稳定,易于贮藏。
第四节 助焊剂前景展望
电子产品无铅化已是一种不可抗拒的必然趋势, 相对于传统的SnPb 钎料, 由于无铅合金的润湿性较差, 焊接温度较高, 要获得牢固可靠的焊接接头, 使用优良的助焊剂是至关重要的。这样就对助焊剂提出了更高的要求, 需要助焊剂具有更高活性的同时, 还要不含VOC 等有害物质, 符合更高标准的环保要求。因此,一般建议使用无挥发性有机化合物的免清洗助焊剂和水溶性助焊剂。
免清洗助焊剂能够满足一般消费类电子产品的需要。免清洗助焊剂的最大特点和优势在于省去了清洗工序, 减少了清洗设备、材料、能源和废物处理等方面的费用, 但需要考虑它与现行波峰焊接工艺之间相容性方面的问题。焊后残留物少, 腐蚀性小, 但是可能导致促进无铅钎料润湿能力的降低。其次, 免清洗助焊剂的固体含量低, 难以发泡, 在涂敷工艺上只能用于喷雾涂敷. 最后是预热工艺要严格控制, 使助焊剂能够较好地发挥活性作用, 提高无铅钎料的润湿能力。基于以上三点, 无铅钎料用免清洗助焊剂也必须重新研制, 需要适当提高免清洗助焊剂的活性和活化温度, 以适应无铅钎料合金润湿性差、焊接温度高的特性; 并且要求焊后残留物少、腐蚀性小, 以保证产品的可靠性. 另外, 现有的波峰焊机需要用新的助焊剂喷雾装置进行升级, 以适用于无VOC 环保免清洗助焊剂的加工处理. 使用超声或者喷嘴类型的助焊剂喷雾设备效果最好, 因为焊剂的液滴尺寸可以控制, 而且在整個PCB 板上可以均匀涂布。采用氮气保护的, 免清洗助焊剂的性能将更为优越地体现出来. 氮气环境中焊接可以显著降低无铅钎料的润湿角, 提高钎料的润湿能力, 增加可焊性。同时, 可以大大降低高温下无铅钎料的氧化,保证焊接过程的稳定性。
对于可靠性要求较高的一些高端电子产品, 如舰艇、军用飞机等军用电子产品, 可以采用水溶性助焊剂焊接。但同时需配备清洗后的废水处理系统, 注意环境保护问题。该类助焊剂成分中含有水或者焊后残余物可溶于水, 因此, 焊后可以用水洗净焊剂残留物, 能够保证电子产品的高可靠性。从环保要求和无铅钎料相对较低的润湿性两个方面考虑, 无铅波峰焊可以采用无VOC 免清洗助焊剂和水溶性助焊剂。同无铅钎料一样, 无VOC 免清洗助焊剂和水溶性助焊剂的使用也将成为一种趋势。
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