摘要：樹脂芯助焊劑性能對焊接質量有重要影響，為了解影響其性能的因素，研究了溶劑、活化劑及表面活性劑等的種類和配比對助焊劑性能的影響。結果表明，使用復合溶劑，按w(胺鹽)為16.1%，w(有機酸)為2.0%，w(表面活性劑)為0.5%可配制成綜合性能優良的助焊劑，其擴展率為80%，w(鹵素)為0.07。
關鍵詞：電子技術;焊錫絲;樹脂芯助焊劑
中圖分類號：TN604 文獻標識碼：A 文章編號：1001.2028(2008)04.0045.03
Research on performance of resin.core flux
QIN Jun?hu，LIU Bao?quan，LU Jin-mei，CHEN Xi
(Yunnan Tin Co ，Ltd，Kunming 650217，China)
Abstract：Tin wire’S welding quality is not only depends on the alloy material of tin wire，but also the performance of
resin?core flux.The factors afecting on its perform ance were analyzed，such as diferent solvents、activators and surfactants.
The result shows that expansion rate of flux is 80% and mass fraction of halogen is 0.07.the resin—core flux possesses excellent
comprehensive performance using，w(amine salt)=16.1%，w(organic acid)=2%，and w(surfactant)=0 5% as mixed solvents.
Key words：electron technology;soldering tin wire;resin—core flux
隨著無鉛化電子工業的發展，適用于手工焊接工藝的無鉛焊錫絲的用量也相應增加。然而無鉛錫絲相對于有鉛錫絲，其焊接溫度升高，可焊性降低。為適應無鉛工藝，提高焊接性能，有必要研制高活性、低腐蝕和低鹵素含量的樹脂芯助焊劑。
1 實驗
1.1 材料
焊接材料：銅板(牌號為T2，純度99%以上)、Sn0.7Cu焊料。
助焊劑原料：氫化松香、乙醇、異丙醇、丙三醇、丁二酸、戊二酸、己二酸、癸二酸、檸檬酸、蘋果酸、二甲胺鹽酸鹽、二乙胺鹽酸鹽和環己胺鹽酸鹽等。
1。2 儀器
電動攪拌機、電子天平和Multicore Must SystemII可焊性測試儀。
1.3 實驗步驟
1.3.1 活化液制備
設定一定溫度，準確量取各種溶劑置于燒杯中并攪拌一定時間使其混合均勻，然后依次加入有機酸類活化劑，每種活化劑的攪拌時間為10 min，同時記錄溫度變化、活化液顏色及狀態變化。
1.3.2 焊芯制備
把一定量的松香置于不銹鋼容器中，緩慢加熱到120℃，慢慢加入一定量的活化劑并使其溫度保持在120℃左右，攪拌20 min，將其倒入不銹鋼盤子里，冷卻待用。
1.3-3 擴展率測定
設定可焊性測試儀溫度250℃，準確稱量焊芯焊劑0.008 g，線徑 =1.5 mm，質量為0.4 g的焊絲S—Sn—Cu作為焊料(S代表軟釬料)，將其套在 =3 mm的相同類型的絲上繞成圓圈，然后把焊劑放在已處理好的紫銅片上并處在焊料的中間進行擴展率測試，其焊接時間為6～8 S，待焊料擴展完全后取下銅片，即完成了擴展率的測試。在擴展率的計算中，將測試前的焊料看成球狀，計算出小球的等效體積，然后再計算小球的標稱直徑D，測出銅片上的焊點高度h，根據以下公式即可求出擴展率E。
按照上面的測試方法對同一助焊劑進行五次測試，分別計算出擴展率，然后取平均值，即可得出該種焊劑的擴展率。
2 結果與討論
2.1 溶劑種類的影響
溶劑對助焊劑活性的影響主要通過其極性、揮發性和對活化劑溶解性等途徑起作用，因此單一溶劑不能滿足要求¨，所以在實驗過程中固定活化劑和其它輔助固態物質用量，選擇單獨使用溶劑1或溶劑1，2混合使用，考察其對焊劑擴展率的影響。其中溶劑1為普通低沸點醇溶劑，溶劑2為高沸點多元醇。從表1可以看出：不同的溶劑體系對助焊劑活性有一定的影響，主要原因是溶劑不僅起溶解活化劑的作用，它還通過極性減少焊料的表面張力以促進潤濕，故擴展率有所增加。
2.2 溶劑比例的影響
由表1可知：使用復合溶劑有助于活性劑的發揮，故本實驗也同樣固定活化劑和其它輔助固態物質用量，通過改變助焊劑中溶劑的比例使其達到優化的配比，由表2 可知：適當增加助焊劑中溶劑2的比例，可以提高助焊劑的活性，但增加幅度并不明顯。主要原因是在一定的活化液體系中，如果溶劑的比例變化幅度不大時，溶劑的溶解、極性等性質也沒有更大的變化，所以助焊劑活性也相應地沒有更大提高。
2.3 活化劑種類的影響
在焊接溫度下，活化劑的活性主要表現在對氧化膜腐蝕作用的大小，在一般情況下活性越大，腐蝕性越大，其擴展率也越大。另外活化劑具有一定的活化溫度，在活化溫度以下，助焊劑呈惰性，在活化溫度以上，助焊劑中活性劑的活性被激活，H 被大量迅速釋放，在很短時間里迅速去除焊料和母材表面的氧化膜，為后期焊料熔化擴展和潤濕母材打下良好基礎。
實驗比較了幾種二元有機酸及鹽酸胺鹽對擴展率的影響。由圖1可得：有機二元酸與鹽酸胺鹽比較，其活性相對不足，主要原因是胺鹽在釬焊加熱過程中分解為堿性和酸性兩部分，析出的酸為鹽酸，此酸為強酸，可以很快去除氧化層。而有機酸一般為弱酸，故其活性相對較弱，表現為其擴展率也相對較小。
2.4活性劑復合使用的影響
胺鹽和二元有機酸的復合使用效果如圖3所示：在胺鹽和其它試劑不變的情況下，有機酸的含量增加，其擴展率先增加后減少。出現此種現象的原因是：復合使用可以使助焊劑具有不同的活化溫度梯度，低溫活化劑在焊接溫度較低時具有活性，而且它還可以誘導、激發高溫活化劑，可以使活化劑在焊接的整個溫度范圍內都具有活性，從而提高助焊劑的助焊效果，但當機酸含量超過一定量時，其活化劑中胺鹽的相對比例減少，故其擴展率相應減少。
2.5 表面活性劑的影響
實驗采用溴代烯醇作為表面活性劑，由圖4可得：隨著w(表面活性劑)的增加，擴展率先增加后減少。
其原因主要是有機表面活性劑可以改善焊劑的流動性和潤濕性、降低焊劑的表面張力并在很寬的溫度范圍內包圍金屬表面，促進、引導焊料向四周擴展。從而形成光滑飽滿的焊點。但當表面活性劑過量時，表面活性劑可能對助焊劑中活性物質的發揮起抑制作用，從而使其擴展率下降。
3 助焊劑綜合性能評價
考慮到助焊劑的綜合使用性能及鹵素含量等方面的因素，本研究最終確定以下配方：W(溶劑)59.95%、w(溶劑2)21.45%、w(胺鹽)16.10%、w(有機酸)2.00%、w(表面活 I~J)o.50%，并對此配方進行了性能測試結果表明：自制脂芯助焊劑具有鹵素含量低，擴散性好、熔化速度快、飛散少和氣味小等性能。本實驗助焊劑還通過中國賽寶實驗室(信息產業部電子第五研究所)測試，其結果如表3。
4 結論
(1)樹脂芯助焊劑中溶劑不僅起溶解活性劑等固體物質的作用，而且可以起到輔助活性劑發揮的作用，故使用復配助焊劑溶劑為好。
(2)樹脂芯助焊劑中活化劑的復配可以使活化劑在焊接的整個溫度范圍內都具有活性，從而提高助焊劑的助焊效果。
(3)適當加入表面活性劑可以提高助焊劑的助焊性能。
(4)通過實驗制備出了綜合性能優良的樹脂用助焊劑新品種。