第5章 钎剂及其它辅助材料
各种材料的钎焊
各种材料的钎焊 Last revised by LE LE in 2021中国焊接服务平台:中国焊接服务平台博客:各种材料的钎焊一、碳钢和低合金钢的钎焊 1、钎焊材料(1)钎料碳钢和低合金钢的钎焊包括软钎焊和硬钎焊。
软钎焊中应用量广的钎料是锡铅儿料,这种钎料对钢的润湿性随含锡量的增加而提高,因而对密封接头宜采用含锡量高的钎料。
锡铅钎料中的锡与钢在界面上可能形成FeSn2金属间化合物层,为避免该层化合物的形成,应适当控制钎焊温度和保温时间。
几种典型的锡铅钎料钎焊的碳钢接头的抗剪强度如表1所示,其中以w(Sn)为50%的钎料钎焊的接头强度最高,不含锑的钎料所焊的接头强度比含锑的高。
表1 锡铅钎料钎焊的碳钢接头的抗剪强度碳钢和低合金钢硬钎焊时,主要采用纯铜、铜锌和银铜锌钎料。
纯铜熔点高,钎焊时易使母材氧化,主要用于气体保护钎焊和真空钎焊。
但应注意的是钎焊接头间隙宜小于0.05mm,以免产生因铜的流动性好而使接头间隙不能填潢的问题。
用纯铜钎焊的碳钢和低合金钢接头具有较高的强度,一般抗剪强度在150~215MPa,而抗拉强度分布在170~340MPa之间。
与纯铜相比,铜锌钎料因Zn的加入而使钎料熔点降低。
为防止钎焊时Zn的蒸发,一方面可在铜锌钎料中加入少量的Si;另一方面必须采用快速加热的方法,如火焰钎焊、感应钎焊和浸沾钎焊等。
采用铜锌钎料钎焊的碳钢和低合金钢接头都具有较好的强度和塑性。
例如用B-Cu62Zn钎料钎焊的碳钢接头抗拉强度达420MPa,抗剪强度达290MPa,银铜站钎料的熔点比铜锌钎料的熔点还低,便于针焊的操作。
这种钎料适用于碳钢和低合金钢的火焰钎焊、感应钎焊和炉中钎焊,但在炉中钎焊时应尽量降低Zn的含量,同时应提高加热速度。
采用银铜锌钎料钎焊碳钢和低合金钢,可获得强度和塑性均较好的接头,具体数据列于表2中。
表2 银铜锌钎料钎焊的低碳钢接头的强度(2)钎剂钎焊碳钢和低合金钢时均需使用钎剂或保护气体。
钎剂ppt课件
(2)去膜剂:溶解钎焊金属和钎料的表面氧化膜,常 用碱金属和碱性金属的氟化物。 (3)活性剂:活化钎剂,以加速氧化物的溶解和改善 钎料在钎焊金属上的润湿,常用氯化锌、硼酐等。
软钎剂
无机软钎剂
无机软钎剂
无机软钎剂
无机软钎剂
常用无机软钎剂
有机软钎剂
有机软钎剂
有机软钎剂
有机软钎剂
• 松香一般以粉末或以酒精、松节油溶液的形式使用。 • 松香钎剂只能在300℃以下使用,超过此温度时将碳化而 失效。
硬钎剂
硬钎剂
硬钎剂
硼砂和硼酸作钎剂存在下列缺点
• 活性温度高,均在800℃以上,只能配合铜基钎 料使用 • 去氧化物的能力不强,不能去除铬、硅、铝、钛 等的氧化物。因此不能用来钎焊含这些元素多的 合金钢、不锈钢和高温合金。 • 残渣对金属的腐蚀作用虽然不大,但在接头表面 形成玻璃状硬壳,他它不溶于水,也难用机械方 法清楚干净。
钎剂
什么是钎剂?
钎剂是钎焊过程中用的
熔剂 对于大多数钎焊方法来说 : 钎剂是不可缺少的
去膜的必要性
钎剂
• 其目的是通过防止母材和钎料氧化,配合钎料促 进钎焊接头的形成。 • 通过清除工件表面氧化物,钎剂还起到减少表面 张力和促进钎料流动性的作用。 • 钎焊保护气体或真空条件也可视作一种特殊的钎 剂,保护气体或真空在工件周围提供了一个活性 或惰性的保护气氛,起到的也是钎剂作用。
可加水调制成膏,或加灼热的钎料插入粉状 钎剂中,或直接撒于接头处. 最长用的形式,直接刷涂在接头或钎料上
可将母材浸入悬浮液当中施加钎剂
钎剂清理
• 由有机酸及盐组成的钎剂,一般都溶于水,可采用热水洗 涤。由无机酸组成的软钎剂溶于水,因此可用热水洗涤。 含碱金属及碱土金属氯化物的钎剂(例如氯化锌),可用 2%盐酸溶液洗涤 • 硬钎焊用的硼砂和硼酸钎剂残渣基本上不溶于水,很难去 除,一般用喷砂去除。比较好的方法是将已钎焊的工件在 热态下放入水中,使钎剂残渣开裂而易于去除 .
钎剂及其选用方法
钎剂及其选用方法钎剂是钎焊时使用的熔剂,它的作用是清除钎料和母材表面的氧化物,并保护焊件和液态钎料在钎焊过程中免于氧化,改善液态钎料对焊件的润湿性。
对于大多数钎焊方法,钎剂是不可缺少的。
一、对钎剂的基本要求(1)钎剂应具有足够的去除母材及钎料表面氧化物的能力。
(2)钎剂的熔点及最低活性温度应低于钎料的熔点。
(3)钎剂在钎焊温度下具有足够的润湿性。
(4)钎剂中各组分的气化(蒸发)温度应比钎焊温度高,以避免钎剂挥发而丧失作用。
(5)钎剂以及清除氧化物后的生成物,其密度均应尽量小,以利于浮在表面,不在钎缝中形成夹渣。
(6)钎剂及其残渣对钎料及母材的腐蚀性要小。
(7)钎剂的挥发物应当无毒性。
(8)钎焊后,残留钎剂及钎焊残渣应当容易清除。
二、软钎剂软钎剂是在450℃以下进行钎焊用的钎剂,分为以下两大类:(一)非腐蚀性软钎剂这种钎剂化学活性比较弱,对母材几乎无腐蚀作用。
松香、胺、有机卤化物等都属于非腐蚀性软钎剂。
松香是最常用的钎剂,一般以粉末或以酒精、松节油溶液的形式使用。
松香钎剂只能在300℃以下使用,超过此温度时将碳化而失效。
通常加入活性物质配成活性松香钎剂,以提高其去除氧化物的能力。
(二)腐蚀性软钎剂这种钎剂化学活性强,热稳定性好,可用于黑色金属及有色金属的钎焊,但是钎焊后的残留物必须彻底洗净。
常用的腐蚀性软钎剂见表7—13。
表7—13 常用的腐蚀性软钎剂牌号组分(质量分数)(%) 应用范围RJ 1 氯化锌40,水60钢、铜、黄铜和青铜RJ 3 氯化锌40,氯化铵5,水55钢、铜、黄铜和青铜RJ 5 氯化锌25,盐酸(密度1.198/cm3)25,水50不锈钢、碳素钢、铜合金RJ 8 氯化锌65,氯化钾14,氯化钠11,氯化铵10铜及铜合金三、硬钎剂硬钎剂是在450℃以上进行钎焊用的钎剂,常用的硬钎剂组分及用途见表7—14。
表7—14 常用的硬钎剂组分及用途牌号组分(质量分数)(%)钎焊温度(℃)用途YJ1 硼砂100 800~1150 用铜基钎料钎焊碳素钢、铜、铸铁、硬质合金等YJ2 硼砂25,硼酸75 850~1150YJ7 硼砂50,硼酸35,氟化钾15 650~850用银基钎料钎焊钢、铜合金、不锈钢和高温合金YJ8 硼砂50,硼酸10,氟化钾40 >800 用铜基钎料钎焊硬质合金QJ -101 QJ -10 2 硼酐30,氟硼酸钾70氟化钾42,硼酐35,氟硼酸钾23550~850650~850用银基钎料钎焊铜及铜合金、钢,不锈钢和高温合金201 硼酐77±1,脱水硼砂12±1,氟化钙10±0.5 850~1150用铜基钎料或镍基钎料钎焊不锈钢和高温合金QJ 105 氟化镉29~31,氯化锂24~26,氯化钾24~26,氯化锌13~16,氯化铵4.5~5.5450~600钎焊铜及铜合金黑色金属常用的硬钎剂是硼砂、硼酸及其混合物。
电工材料 第6章—其它电工材料
➢ 常用的清洗剂有无水酒精、汽油和三氟三氯乙烷等。 1、无水酒精 ➢ 指乙醇含量在99.5%以上的酒精,主要用于焊后清洗。 2、汽油 ➢ 用于焊前清洗油污,常用的型号为60号或70号汽油。 3、三氟三氯乙烷 ➢ 是一种高档清洗剂,不燃不爆、无腐蚀、绝缘好、去油能
6.3 常用胶黏剂
二、常用胶黏剂
2、502胶
➢ 502胶不含溶剂,无须调配,使用方便,固化迅速,在黏接后数 秒至几分钟内即可产生强度,2h后可以进行加工。
➢ 可黏合金属、塑料(氟塑料、聚烯烃等除外)、橡胶、木材、玻璃、 陶瓷等。
➢ 工作温度-50~70℃,接头对有机溶剂有一定的抵抗性,但不耐水、 酸、碱,脆性大,不耐冲击和振动。
➢ 具有很强的黏接能力,良好的耐化学药品性和电绝缘性,且收缩 率较小;
➢ 除可用于金属与金属、金属与非金属、木材、玻璃和陶瓷等各种 材料的黏接以外,还可根据使用要求适当改变配方用在电子元件 等的封端、灌注、浸渍等方面;因此,人们称它为“万能胶”。
➢ 环氧树脂胶黏剂的种类较多,常用的主要有: ① 914室温快速硬化环氧胶黏剂 ② 环氧导磁胶 ③ JW-1环氧修补胶 ④ 橡胶一树脂类胶黏剂XY401(也称88号胶)
6.2 钎料、助钎剂及清洗剂
二、钎剂
➢ 钎剂是钎焊时使用的熔剂,其主要作用是清除钎料和母材 表面的氧化物,并保护焊件和液态钎料在钎焊过程中免于 氧化,改善液态钎料对焊件的润湿性。对于大多数钎焊方 法,钎剂是不可缺少的。
➢ 钎剂的分类与钎料的分类相适应,通常分为软钎剂、硬钎 剂、铝用钎剂等,分别适用于不同的场合。
一、钎料
2、常用钎料
1)锡基钎料
第5章 常用钎焊方法
4—热电偶 5—变压器
5.浸渍钎焊 (液体介质中钎焊)
(2)熔化钎料中浸渍钎焊(金属浴钎焊) 这种钎焊方法的过程是将经 过表面清理并装配好的焊件进行钎剂处理,然后浸入熔化的钎料中。
图13-7 熔化钎料中浸渍钎焊 1—熔化的钎料 2—焊件
6.炉中钎焊
2.红外线钎焊
图13-13 光束钎焊原理图 1—反射器 2—氙弧灯 3—逆向反射器 4—焊件
3.光束钎焊
光束钎焊是利用氙弧灯的光辐射能进行钎焊加热 的方法。其加热原理如图13-13所示。在椭圆反 射器的第一焦点位置上放置氙弧灯作光源,它发 出的强热光线经椭圆反射镜聚光,在其第二焦点 处形成高能量密度的光束。将待焊件放置在第二 焦处,照射到焊件表面的光辐射能转变为热,将 焊件加热,即可进行钎焊。光束的强度与照射时 间的乘积就是供给焊件的能量,调节此能量即可 控制加热温度。另外,调整焊件与第二焦点的相 对位置,可以改变焊件表面的加热斑点面积和光 束能量密度,以适应不同的钎焊需要。这种钎焊 方法,既可用于低温钎焊,也可用于高温钎焊。
(1)空气炉中钎焊 空气炉中钎焊就是把装配好的加有钎料和钎剂的 焊件放入普通的工业电炉中加热至钎焊温度,依靠钎剂去除钎焊表 面的氧化膜,钎料熔化后流入钎缝间隙,凝固后形成接头。 (2)保护气氛炉中钎焊 保护气氛炉中钎焊亦称控制气氛炉中钎焊。
图13-8 保护气氛钎焊炉原理图 1—入口炉门 2—预热室 3—钎焊室 4—冷却室 5—出口炉门 6—气体入口 7—热电偶
用烙铁进行钎焊时,钎料常以丝材或棒材形式手工进给到接头上, 直至钎料完全填满间隙,并沿钎缝另一边形成圆滑的钎角为止。 烙铁钎焊时,一般采用钎剂去膜。钎剂可以单独施用,但在电子 工业中多以松香芯钎料丝的形式使用。
§5-2钎料、助钎剂、清洗剂解析
1、锡钎焊助钎剂
• 锡钎焊助钎剂主要是指用锡铅钎料焊接铜、 铜合金、钢、镀锌铁皮等材料时所用的助 钎剂。 这类助钎剂一般多采用氯化锌,也可以加 入氯化铵以增加它的活性。钎焊不锈钢时 应在氯化锌中加一些盐酸,以增加去膜作 用。氯化锌对铜有较强的腐蚀作用,所以 铜件钎焊时,不宜用作助钎剂。
•
• ①松香没有腐蚀性,用于锡焊铜金属效果很好, 它不但可增加焊锡的流动性,使焊点光滑均匀, 而且对铜导线和绝缘物质都无腐蚀作用,可有效 有保证焊接质量。所以在电机绕组以及仪器、仪 表中都用松香助焊。市场上销售的焊丝条在制造 时其芯部充有松香,所以使用时不必再用助钎剂。 • ②焊锡膏是用锡焊铜或铁金属的良好助钎剂,但 油膏中含有较强的酸性物质,焊好的焊点及周围 因油膏残留物会很快氧化生锈,对导线和绝缘体 都有腐蚀作用,所以电机绕组焊接时要慎用,焊 接完毕必须清除油膏残余物,并用汽油清洗。 • 常用锡钎焊助焊剂的成分及用途见附表5-13。
• 用作形成钎缝的填充金属称为钎料。不 同材料的焊件,所需的钎料也不同,电 气工程中常用的钎料有锡铅钎料、铜基 钎料和银基钎料等。
1、锡铅钎料:
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•
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• •
常用的锡铅钎料是锡铅合金焊条,俗称焊锡。它是以锡、 铅金属为主要原料,再加入微量的锑、铋金属制成。 锡铅钎料具有熔点低(185~256℃)及流动性、浸润性 好等特点,并且具有良好的抗氧化性能和一定的耐酸碱 腐蚀性,焊点光滑并有良好的导电性、导热性以及足够 的机械强度。 锡铅钎料可用于钎焊铜、铜合金、钢铁、锌及镀锌铁皮 等材料。 锡铅钎料的主要产品形式有:无助钎剂芯的丝材、棒材、 扁带和三角条,有松香助钎剂的焊管(俗称松香焊锡丝) 和活性焊锡丝(松香芯中加入活性剂)。 常用锡铅钎料的牌号、性能及用途见附表5-9。
102焊剂成分
102焊剂成分简介焊剂是在焊接过程中使用的一种辅助材料,用于清洁、保护和改善焊接接头的性能。
焊剂的成分对焊接质量和效果起着重要的影响。
本文将介绍102焊剂的成分,包括主要成分和辅助成分,并解释它们在焊接过程中的作用。
102焊剂的主要成分102焊剂的主要成分包括:1.钎剂:钎剂是焊剂的主要成分之一,它是一种含有金属粉末的粘性物质。
钎剂的成分通常包括银、铜、锌等金属粉末,这些金属粉末可以提供焊接接头所需的强度和导电性。
2.活性剂:活性剂是焊剂中的另一重要成分,它可以提高焊剂的润湿性和可焊性。
常见的活性剂成分包括氯化亚锡、氯化铵等。
活性剂能够降低金属表面的表面张力,使得焊剂更容易润湿焊接材料,从而提高焊接质量和强度。
3.助焊剂:助焊剂是一种辅助成分,用于改善焊接过程中的热传导性能和润湿性。
助焊剂通常由树脂、酒精、酯类等成分组成。
助焊剂可以提高焊接接头的热传导性能,使得焊接过程更加稳定和均匀。
102焊剂的辅助成分除了主要成分外,102焊剂还包含一些辅助成分,用于改善焊接过程中的性能和效果。
这些辅助成分包括:1.清洁剂:清洁剂是一种用于清洁焊接接头和焊接材料表面的成分。
它可以去除焊接过程中产生的氧化物、污垢和杂质,从而提高焊接接头的质量和可靠性。
2.稳定剂:稳定剂是一种用于提高焊剂稳定性的成分。
它可以防止焊剂在长期储存或使用过程中发生分解或变质,从而确保焊剂的性能和效果。
3.抗氧化剂:抗氧化剂是一种用于防止焊剂在高温下氧化的成分。
它可以延长焊剂的使用寿命,提高焊接接头的质量和可靠性。
102焊剂成分的作用102焊剂的成分在焊接过程中起着重要的作用,包括:1.提供强度和导电性:钎剂中的金属粉末可以提供焊接接头所需的强度和导电性,确保焊接接头的连接牢固和电流传导良好。
2.提高润湿性和可焊性:活性剂可以降低焊接材料表面的表面张力,使得焊剂更容易润湿焊接材料,从而提高焊接质量和强度。
3.改善热传导性能:助焊剂可以提高焊接接头的热传导性能,使得焊接过程更加稳定和均匀,减少焊接缺陷的产生。
助焊剂分类及应用
助焊剂分类及应用助焊剂是电子制造过程中常用的一种辅助材料,用于提高焊接质量和效率。
根据其成分和用途的不同,助焊剂可以分为多种类型。
下面将介绍几种常见的助焊剂及其应用。
1. 钎剂:钎剂是一种常用的助焊剂,主要用于钎焊工艺。
钎剂通常由活性剂、流动剂和助剂组成。
活性剂可以清除氧化物,增强钎焊液的渗透性;流动剂可以提高熔点和密度,促进液体的流动;助剂则可以调整钎焊液的性质,提高钎焊接头的强度和可靠性。
钎剂广泛应用于电子、航空航天、冶金等领域的钎焊工艺中。
2. 焊剂:焊剂是一种常见的助焊剂,主要用于焊接工艺。
焊剂通常由活性剂、助剂和流动剂组成。
活性剂可以清除焊接表面的氧化物和杂质,提高焊缝的质量;助剂可以增加焊接材料的流动性,促进焊接过程的进行;流动剂则可以控制焊接温度和速度,保证焊接的可靠性和稳定性。
焊剂广泛应用于电子、汽车、建筑等领域的焊接工艺中。
3. 流动剂:流动剂是一种特殊类型的助焊剂,主要用于提高焊接液体的流动性。
流动剂通常由表面活性剂、增塑剂和稠化剂组成。
表面活性剂可以降低焊接材料的表面张力,提高液体的流动性;增塑剂可以改善焊接材料的柔韧性,增加其适应性;稠化剂则可以增加焊接材料的粘度,防止液体的流失和泄漏。
流动剂广泛应用于电子组装、印刷电路板制造等领域的焊接工艺中。
4. 清洗剂:清洗剂是一种常用的助焊剂,主要用于清洗焊接表面的氧化物和杂质。
清洗剂通常由溶剂、表面活性剂和乳化剂组成。
溶剂可以溶解焊接表面的污垢和残留物;表面活性剂可以降低焊接表面的表面张力,提高清洗效果;乳化剂则可以使溶剂和水相互混合,提高清洗剂的稳定性和持久性。
清洗剂广泛应用于电子、光学、精密仪器等领域的清洗工艺中。
助焊剂是电子制造过程中不可或缺的辅助材料。
钎剂、焊剂、流动剂和清洗剂是常见的助焊剂类型,它们在钎焊、焊接、流动和清洗等工艺中发挥重要作用。
通过使用适当的助焊剂,可以提高焊接质量和效率,保证产品的可靠性和稳定性。
在电子制造领域,助焊剂的应用将继续发展,以满足不断变化的需求。
钎焊课本完整版
绪言钎焊是现代焊接技术的三大主要组成部分之一。
钎焊与其它二类焊接技术(熔焊和压焊)之间,虽有共同之处,但却存在本质的差别。
材料钎焊连接时,一般是以搭接形式装配,彼此间保持很小的间隙,采用熔点比母材熔点低的填充材料(钎料),在低于母材熔点、高于钎料熔点的温度下,借钎料熔化填满母材间的间隙,然后冷凝形成牢固的接头。
因此,钎焊与熔焊或压焊相比,主要有下列不同之处:钎焊时只有钎料熔化而母材保持固态;钎料的熔点低于母材的熔点,因而其成分也与母材有很大差别;熔化的钎料依靠润湿和毛细作用吸入并保持在母材间隙内;依靠液态钎料与固态母材间的相互扩散形成冶金结合。
由此可以了解,钎悍乃是借助于液态钎料填满固态母材之间的间隙并相互扩散形成结合的一类连接材料的方法。
在连接材料的方法中,钎只是人类最早使用的方法之一。
在人类历史上,当人类尚未开始使用铁器时,就已经发明用钎焊来连接金属。
在埃及出土的古文物中,就有用银钢钎料钎焊的管子,用金钎料连接的护符盒,据考证分别是5000年和近4000年前的物品。
公元79年被火山爆发埋没的庞贝城的废墟中,残存着由钎焊连接的家用铅制水管的遗迹,使用的钎料具有Sn:Pb=1:2的成分比,类似现代使用的钎料成分。
我国在公元前5世纪的战国初期也已经使用锡铅合金作钎料。
1637年出版的明代科技巨著《天工开物》中已有“中华小焊用白铜末”的记载,说明当时已掌握用铜合金作钎料来钎焊金属的技术。
但是,在很长的历史时期中,钎焊技术没有得到大的发展。
进入20世纪后,它的发展也远远落后于熔焊技术。
30年代以来在冶金和化工技术发展的基础上,钎焊技术才有了较快的发展,从作坊匠人的技艺成长为工业生产技术。
尤其是二次世界大战后,由于航空、航天、核能、电子等新技术的飞速发展,新材料、新结构形式的采用,对连接技术提出了更高的要求,钎焊技术因此受到更大的重视,开始以前所未有的速度发展起来,出现了许多新的钎好方法,钎料品种日益增多,因此,钎焊的应用范围日益扩大。
钎焊第五讲 钎剂
3.钎剂的配方
覆盖剂:LiCl-NaCl-KCl, CaCl2-NaCl-KCl和SrCl2-LiCl 去膜剂:LiF
界面活性剂:Al和LF21(Al-Mn1.6)-ZnCl2和CdCl2 含Mg的铝合金-TlCl或兼有ZnCl2和CdCl2
表5.6 推荐钎剂的组成及使用材料和方法
覆盖剂 去膜剂 界面活性剂
LiCl+NaCl+KCl+3.8% (5.2%) (9.8%) CdCl2 熔点:570oC, 540oC, 520oC
图5.8 3.8%CdCl2钎剂在铝箔和轧制铝片上析出的Cd 图5.9 Al与表面上的Cd无相互作用
图5.10 600oC时在Al表面上析出的Zn渗入晶界并形成固溶体
铝用钎剂又可以根据钎焊温度分为铝用硬钎剂和铝用软钎剂
•钎剂的组成: 主体组分; 活性组分; 添加剂组分。
•钎剂的选用原则: 基体材料:首先要考虑与被焊基体材料的匹配; 钎料:钎剂的选择还要考虑与已经选用的钎料的匹配; 钎焊方法:根据采用的钎焊方法选择合适的钎剂,同时还要 考虑钎剂的使用形式; 钎焊工艺:钎焊工艺决定于钎料,需选用合理的钎剂,即钎 剂的熔化温度、活性温度、理化性能要在该钎焊工艺条件下 达到最理想的状态。
图5.2 不同覆盖剂的钎剂对流布面积的影响
界面活性剂作用:降低界面张力使钎料易于润湿母材。
3MCln+nAl→M↓+nAlCl3
活性金属析出速度: 1.浓度 2.温度 3.析出金属熔盐的电位序
LF2(Al-Mg2.8) LY12(Al-Cu4.9-Mg1.8)
TlCl最佳
图5.3 不同活性剂与流布面积
表5.5 常规气体钎剂的种类、组分、钎焊工艺及用途
钎料增强材料加工工艺流程
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在进行钎料增强材料加工之前,需要进行一系列准备工作。
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在钎焊过程中,任何有机酸与金属氧化物反应均生成 上页 有机盐和水,反应的通式为:
下页
退出
2RCOOH + MeO → (RCOO)2Me + H2O↑
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对于含有机胺的氢卤酸盐的松香型钎剂,在钎焊温度下, 有机胺的氢卤酸盐分解成胺和相应的卤化氢,卤化氢有较
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强的去氧化物的能力,其反应为:
上页
MeO + 2HCl →MeCl2 + H2O↑
一般是液体,可溶解于水,通常采用有机酸和有机胺作活化剂,
水溶性型 在焊后可采用水来清洗
免清洗型
由活化剂和溶剂组成的,加入的其它助剂有缓蚀剂、消光剂 和发泡剂等。特点是固体含量低、离子残渣少、不含卤素、绝缘 电阻高,因此焊后不需清洗
无挥发型
不用松香而使用少量有机物,不用有机溶剂而采用水作溶剂,
(无VOC) 相对来说,它是一种环保性能较好的钎剂
有机活性剂(如有机酸及有机卤化物等)性能柔和、作用时 间短、腐蚀性小、电气绝缘性好,适宜在电子装联中使用。
(3)成膜物质——能在钎焊表面形成一层致密的有机膜,对 焊点和基板起保护作用,具有防腐蚀性和优良的电气绝缘性。常 用的有松香、酚醛树脂、丙烯酸树脂、氯乙烯树脂、聚氨酯等。
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上页 下页 退出
(1)松香——具有弱酸性和热熔流动性, 良好的绝缘性、耐湿 性、无腐蚀性、无毒性和长期稳定性, 是不可多得的钎剂材料。
(2)活性剂——为了提高助焊能力而加入的化学活性物质。活 性是指清洁金属表面和促进润湿的能力。
无机活性剂(如氯化锌、氯化铵等)助焊性能好,但作用时 间长、腐蚀性大,不宜在电子装联中使用;
下页
退出
含有机胺的氢卤酸盐的松香型钎剂去除金属氧化膜的
能力随活化剂含量的增加而增强。
有机胺的氢卤酸盐与有机酸相比,具有加入量小、活
化能力强、作用速度快等特点。
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上页 下页 退出
5.2 钎剂的组成、分类和选用 5.2.1 钎剂的化学组成
松香
活性剂
钎
剂
成膜物质
添加剂
溶剂等
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上页 下页 退出
如密度过低,会使钎剂的清洁作用下降,也会导致钎焊
不良。所以,液体钎剂的密度应经常进行监测。
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( 2)在使用过程中要防止混入水分 对于液体钎剂,其密度试验是在无水分混入的情况下进行
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的,如有水分混入时,会产生密度测试误差,同时会使钎剂 的作用能力降低,易产生钎焊不良等缺陷。另外,还会使钎
上页
下页 剂中溶剂的沸点上升,在预热时,溶剂不能充分挥发,不仅 退出 会降低去除金属表面氧化物及其它污染物的能力,产生钎焊
当温度过高时,钎剂可能降低或失去活性,如松香钎剂在超 过315℃时几乎无任何反应。
(4)具有低的表面张力和流动性 通常要求钎剂的润湿扩展速度比熔化的钎料快,才能达到预 先净化表面的目的。
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(5)具有很好的润湿能力和助扩散能力
为了清除金属表面的氧化层,钎剂对母材金属和钎料应
目录
有很好的润湿能力,以增强钎料的扩散性。
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(6) 钎剂在高温下的环保性
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钎剂在高温下产生的烟雾小,不产生有毒气体和强烈的
退出 刺激气味,有利于环境保护和生产人员的身心健康。同时
,焊后残留物少,易去除,腐蚀性小,不吸湿,不导电,
不沾手。
(7)钎剂在常温下长期贮存不变质
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5.1.2 钎剂的作用机理
(a)没有使用钎剂时, 由于在母材和钎料液体表 面均包裹着一层氧化膜, 阻碍了固-液界面原子间 的相互接近,使液态钎料 与母材不润湿。
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(3)具有在不同温度下的适应性 通常,钎剂在某一温度范围与金属氧化物的反应速度最快。
如RA型钎剂,只有当温度达到某一程度时卤素离子才会大量分 解出来清理氧化物,而此温度必须在钎焊作业的温度范围之内。 如使用氢气作钎剂,当反应时间一定时,需要调节温度以满足 清洁母材表面的需要。
固含量(%) <2~3 5~l0 >15
用途 免清洗电子产品的钎焊 通用电子产品的钎焊 民用电子产品的钎焊
注:固含量是指固体占钎剂总质量的百分数。
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目录
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按化学成分分类
类型
组成及特点
松香型
以松香为基,加入适当活化剂及其他添加剂而成。固体钎剂 主要用于灌注钎料丝及用于人工补焊;固体钎剂用溶剂溶解后即 为液体钎剂,主要用于浸焊、波峰焊、拖焊、搪锡、热风整平等 操作使用。焊后可用溶剂法、半水法、皂化法清洗
除松香型钎剂以外,还有水溶性钎剂、免清洗钎剂等,它们 的化学组成在此不一一列举。
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5.2.2 钎剂的分类
按钎剂状态分类
类型 干式钎剂 液态钎剂
用途
1.用作钎料丝内芯,起助焊作用 2.涂刷在印制板上,固化后可防止PCB氧化, 并有助焊作用
1.浸焊时涂敷用钎剂 2.搪锡时涂敷用钎剂 3.波峰焊时涂敷用钎剂
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5.3 钎剂的性能评价
5.3.1 钎剂的工艺性能
外观 均匀透明,无沉淀、异物、浑浊及分层现象
液
体
发泡 松香型钎剂固体含量>6%时具有良好的发泡能力。
钎 剂
能力
对低固体含量免清洗钎剂应试验合格后,才能用发泡 方法涂敷
的
主
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(5)溶剂 ——大多采用异丙醇和乙醇作为溶剂。 工业钎剂大多是液态的,为此必须将钎剂的固体成分溶解在
一定的溶剂里,使之成为均相溶液。 用作钎剂的溶剂应具备以下条件: ① 对钎剂中各种固体成分均具有良好的溶解性; ② 常温下挥发程度适中,在钎焊温度下迅速挥发; ③ 气味小,毒性低。
上页 学活性越强,去除金属表面氧化膜的能力就越强。
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(2)具有较低的熔点和一定的热稳定性
退出
钎剂的熔点必须低于钎料的熔点。
钎剂必须能承受高温,在钎焊操作温度下具有一定的热
稳定性。因为钎剂要在一定温度下才能去除金属的氧化膜,
在反应的同时,还必须形成保护膜,以防止被焊区表面的再
度氧化,直到液态钎料取代钎剂为止。
(7)经济性。
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2、钎剂使用的注意事项
钎剂的使用,尤其是自动化生产线上钎剂的使用,应注
目录 意以下几个方面:
(1)通常液体钎剂在使用过程中应控制密度为0.83~
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0.86
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如密度过高,则钎剂中固体含量升高,粘度增大,流动
退出
性变差,会影响涂敷的均匀性,并妨碍液态钎料同金属表
面的接触与润湿,易引起钎料收缩和搭接等现象;
2C19H29COOH+CuO → (C19H29COO)2Cu+H2O↑
松香酸 ↓
弱有机酸(酸值:165 mgKOH/g左右) 清除表面氧化物的能力有限
↓
175℃左右开始显示活性
↓
300℃左右活性消失
↓
更高温度下发生碳化
纯松香 的应用 范围受 到限制
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为了提高钎剂清除氧化物的能力,需要在松香树脂中 目录 加入有机酸或有机胺的氢卤酸盐作为活化剂。
目录
在被焊金属表面上涂敷化学试剂,来有效地除去母材表面
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的氧化物,例如人们早期使用的ZnCl2水溶液。涂敷化学
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试剂主要起帮助钎焊的作用。
退出
钎剂——能净化被焊金属和钎料表面以帮助钎焊的化
学物质。
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对钎剂的特性要求如下:
目录
(1)具有较好的化学活性
钎剂的化学活性是指它净化金属表面的能力。钎剂的化
(4)添加剂—— 添加剂是为适应工艺和环境而加入的具有特殊 物理和化学性能的物质。常用的添加剂包括:
调节剂:为调节钎剂的酸性而加入的成分,如三乙醇胺。 消光剂:能使焊点消光,在操作和检验时克服眼睛疲劳和视力 衰退。一般加入无机卤化物、无机盐、有机酸及其金属盐类,如 氯化锌、氯化锡、滑石、硬脂酸铜、钙等。 缓蚀剂:加入缓蚀剂能保护印制板和元器件引线,具有防潮、 防霉、防腐蚀性能,又保持了优良的可焊性。缓蚀剂大多是含氮 化物为主体的有机物。 光亮剂:能使焊点发光,可加入甘油、三乙醇胺等,加入量约 为1%左右。 阻燃剂:为保证使用安全,提高抗燃性而加入的成分。
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目录
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按活性剂特性分类
类型 标示
用途
低活性
R 用于绝缘要求较高的电子产品,可免清洗
中等活性 RMA 广泛用于民用电子产品的钎焊
活性
RA 用于可焊性差的元器件的钎焊
高活性 RSA 用于元器件可焊性差或镍铁合金的钎焊
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目录
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按固体含量分类
类型 低固含量 中固含量 高固含量
化学制品。本章主要介绍钎剂及其它化学辅助材料。
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下页 5.1 钎剂的作用机理 退出 5.1.1 钎剂应具备的特性
在电子产品中,所涉及的需要连接的母材,包括印刷 电路板上的线路、焊盘,元器件的内引线材料,引线框架 材料,元器件的引出端等均会发生表面氧化而妨碍钎焊连 接。
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因此,一般需要在钎焊连接之前或者在钎焊连接期间
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5.2.3 钎剂的选择和使用
1、选择钎剂主要考虑的因素
目录
(1)国家标准或行业技术标准规定的技术指标;
(2)母材表面的清洁度和可焊性;
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(3)所用钎料的工艺性能及与钎剂的匹配性;
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(4)钎剂的化学活性和热稳定性;
(5)焊后的清洁要求和钎剂的腐蚀性、绝缘性;
(6)对环境和人体健康的影响;
(4)钎剂的耐热性不能低于160℃。在较高的预热温度下,如 钎剂产生粘附现象,钎焊时会失去流动性,从而影响钎焊质最, 以致出现漏焊、搭焊现象。