助焊劑的作用以及助焊劑的選擇

（一）助焊劑的作用

下面以母材為Cu、焊料為 Sn-Pb共晶合金為例，分析松香型助焊劑的作用。

1.去除被焊金屬表面的氧化物

   母材 Cu暴露在空氣中，低溫時生成Cu?O，高溫時生成CuO； Sn-Pb焊料在熔融狀態主要生成SnO、 SnO?及少量的 PbO。

   焊接過程中的首要任務是清除氧化層。

 (1)松香去除氧化膜

     松香的主要成分是松香酸，松香酸在活化溫度范圍下能夠與母材及焊料合金表面的氧化腺起還原反應，生成松香酸銅(殘留物)。

     松香酸銅只與氧化銅發生反應，不與鈍銅發生反應，因而沒有腐蝕問題。

   松香酸銅可溶于許多溶劑，但不溶于水，需要使用溶劑、半水溶劑或皂化水來清洗。

   松香去氧化物的通用式為：RCO?H + MX = RCO?M+ HX                         

   式中，RCO?H為助焊劑中的松香酸( M為錫(Sn)、鉛(Pb)或銅(Cu) ;X為氧化物(Oxide)、氫氧化物(Hydroxide)或碳酸鹽(Carbonate)）。

(2)活性劑去除氧化膜

 硬脂酸銅在釬焊溫度下會發生熱分解，吸收氫氣，生成硬脂酸和銅。

(3)助焊劑中的金屬鹽與母材進行置換反應

(4)有機鹵化物去氧化膜作用

    有機鹵化物在加熱過程中發生分解，通常使用的活性劑是有機胺的鹽酸鹽。

    這些活性劑在加熱時能釋放出 HCl并與Cu?O、SnO、PbO起還原反應，使氧化膜生成氯化物(殘留物)。氯化物能溶于水和溶劑， 因此可以清洗掉。其反應式如下：

 Cu?O +2HCl→CuCl?+ Cu + H?O↑                         

SnO + HCl——→SnCl?+ Sn+ H?O↑                     

PbO + HCl→PbCl?+ Sn + H?O↑                          

2. 防止焊接時金屬表面的高溫再氧化

  焊接時助焊劑涂覆在金屬表面，使其與空氣隔離，有效防止金屬表面高溫下再氧化。

3. 降低焊料的表面張力、增強潤濕性、提高可焊性

    助焊劑中的松香酸和活性劑的活化反應就是分解、還原和置換反應。在化學反應時會發出熱量和激活能，促進液態焊料在金屬表面漫流，增加表面活性，

    從而提高液態焊料的浸潤性。從圖3-11(a)可以看出，未滴加助焊劑焊接時， 由于液態焊料表面張力大、潤濕性差，呈半熔狀態；

    由于助焊劑降低了表面張力，迅速去除了金屬表面的氧化層， 出現了潤濕現象，有利于擴散、溶解、冶金結合，提高了可焊性。

  4.促使熱量傳遞到焊接區

   由于助焊劑降低了熔融焊料的表面張力和黏度，這樣就增加了液態焊料的流動性，因此有利于將熱量迅速、有效地傳遞到焊接區，加速擴散速度。

（二）助焊劑的選擇

常用的助焊劑有松香型助焊劑；水溶性助焊劑；免清洗助焊劑。