助焊剂在化学上是如何起作用的,产品是什么?

电器工程 焊接 通量
2022-01-30 18:54:02

通常,电子焊料带有内置的助焊剂芯。在我放置的焊料中,我有一个带有“F-SW-21”助焊剂芯(ISO 9454-1:3.1.1,这是氯化锌和/或氯化铵)的银/锡焊料和铅/带有松香助焊剂芯的锡焊料。

据我所知,这些助焊剂用于“分解”金属表面的氧化层。但这在化学上是如何工作的?这个反应的产物是什么,它们去哪儿了?我特别想知道焊料内部可能形成的空隙:这些主要是由于高温而简单地沸腾的气态焊剂,还是这些化学反应的气态产物?

3个回答

通量由四个主要部分组成。

  1. 活化剂- 溶解金属氧化物的化学品。
  2. 车辆- 具有合适熔点的液体或固体形式的耐高温化学品。它们充当氧气屏障以保护热金属表面免受氧化,溶解活化剂和氧化物的反应产物并将它们从金属表面带走,并有助于热传递。电子焊接中常见的“载体”是松香。
  3. 溶剂- 添加以帮助焊点的加工和沉积。溶剂去除不完全会导致焊料颗粒或熔融焊料沸腾和飞溅。
  4. 添加剂——添加剂可以是缓蚀剂、稳定剂、抗氧化剂、增稠剂和染料。

简短的回答:助焊剂去除氧化,帮助传热,清洁和准备接点接受焊料,并促进均匀的焊料流动。

http://en.wikipedia.org/wiki/Flux_(冶金)

许多不同的助焊剂都含有金属卤化物它们是与卤素结合的金属。卤素是元素周期表中的一组,由五种化学相关元素组成:氟 (F)、氯 (Cl)、溴 (Br)、碘 (I) 和砹 (At)。这些卤化物是活化剂。因为助焊剂的熔点很低,它会在焊料凝固之前液化。金属卤化物通常会促进腐蚀,这将有助于氧化物的溶解,从而使污染物从接头处流走。然后焊料将流入接头,形成牢固的结合,实际上与所涉及的金属熔合。这就是为什么像铅和锡这样的金属被用来焊接像铜这样的金属,因为它们与金属形成结合,形成一层薄薄的合金金属。我不相信这种反应有任何“产品”。我曾经学过的化学中有一句话“

我无法研究焊料中的“空隙”。根据我的经验,这是由于焊接温度极高。铅的熔点约为 621 华氏度。如果你的熨斗太热,它会使引线过热并导致它“爆炸”或从接头处弹出。也许这是造成空缺的原因。此外,如果被焊接的材料非常脏,它可能会导致污染物被困在焊料下,而助焊剂中的溶剂无法将其清除。如上所述,这会导致焊料颗粒飞溅和沸腾,从而导致“空隙”。

“通量”是一个非常广泛的术语。在焊接过程中,助焊剂以两种方式起作用:

  1. 清洁:通过一些化学反应,它们从金属表面去除氧化物,这样可以提高熔化焊料对金属的润湿性。通常,一些酸用于清洁氧化。在松香的情况下,这些是高分子树脂酸,只有在液体形式和高温下才会变得活跃。

  2. 保护:液体助焊剂保护表面在焊接过程中不会与氧气发生反应。请注意,液态焊料会沉入助焊剂中并在不与空气接触的情况下润湿表面。

注 1:问题中提到的氯化锌和/或氯化铵助焊剂活性太高,无法用于焊接电子设备。

这个问题问得好!整个焊接、钎焊、锡焊甚至金属生产过程中的所有助焊剂,在其给定过程的不同阶段都发挥着各种神奇的作用。

  1. 氧化物会阻碍您想要加入的金属。助焊剂穿过(清洁)这一层。如果金属是共晶的:您可以将它们结合 - 但不能结合或通过它们的氧化物!助焊剂是一种溶剂。活化(苛性碱/亚烷基/酸性) - 或不活化。

  2. 两种金属交换电子并形成键需要催化剂。在温度下 - 通量提供了这一点。

  3. 当处于熔融/粘合温度和状态时,需要一个保护套来防止空气/氧气进入金属。助焊剂就像工艺的屏障——在金属熔化时空气和金属之间的一层——处于最脆弱的状态。

  4. 助焊剂也像肥皂水。一种表面活性剂。提起并浮出任何杂质。没有助焊剂 - 杂质没有理由或方式离开工作区域。

欣赏助焊剂的作用;我自己做的。我喜欢修改自己的公式以满足不同的需求。这是我最新的一批:

  • 松香(它是树液,经过蒸馏,从中除去松节油。)
  • 99% 异丙醇 - 将松香制成液体。
  • 草酸 - 白色粉末状 - 与松香等份。木工用它漂白木材。它是含二氧化碳的甲酸。蚁酸是蚂蚁留下气味痕迹和咬人的东西。它存在于大黄叶中。它是最简单的羧酸——休斯飞机公司共同研究并发现它是最佳的。如果我用它来清洁和镀锡 iPhone 或 MacBook 电路板上严重腐蚀的焊盘/迹线 - 我必须非常快地将其清理干净!它吃掉了第一次使用的垫子,因为我让它静置了 20 秒。有用!我需要少加。
  • 甘油——我在 Walgreens 买的。AfriKare 是名牌。它是 100% 纯的。简单的东西。它有助于松香在高温下变黑和焦油/树脂之前持续更长时间。它还有助于成分保持在溶液中。