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锡焊(钎焊)机理

发布时间:2014/5/22 21:42:18 访问次数:1978

   焊接过程是焊接金属表面、熔融焊料、焊剂和空气等之间相互作用的复杂过程。

   钎焊过程中助焊剂与金属表面(母材)、熔融焊料之间的相互作用

   Cu暴露在空气中很容易氧化,LM4040B30IDCKR生成表面氧化膜,低温时生成暗红色的氧化亚铜Cu20,高温时生成黑色的氧化铜Cu0。Sn-Pb合金在固态时不易氧化,但在熔融状态下极易氧化,主要生成黑色的Sn0,在助焊剂作用下还会生成白色的Sr102及少量的Pb0。金属表面所有的氧化物都会妨碍焊接的发生。因此焊接过程需要加助焊剂去除氧化物。

   助焊剂中的主要成分是松香、活性剂、添加剂、溶剂等。

   下面以采用母材Cu与Sn基焊料用松香脂助焊剂焊接为例,分析它们之间的相互作用。

   1.助焊剂与母材之间的反应

   ①松香去除氧化膜。松香的主要成分是松香酸C19H29COOH,软化点为74℃。170~175℃呈活性反应,随着温度升高松香酸的活性逐渐增大,升到230~250℃转化为不活泼的焦松香酸,300℃以上无活性。松香酸和Cu20、Cu0反应生成松香酸铜。松香酸铜(残留物)能溶于有机溶剂,町以清洗掉。松香酸在常温下和300℃以上不能和Cu20、Cu0起反应。

   4C19H29COOH+ Cu20——专2Cu(OCOC19H29)2+H20 f    (18-1)

   2C19H29COOH+Cu0——专Cu(OCOC19H29)2+H20 f    (18-2)

   ②活性剂去除氧化膜。活性剂是一种强还原剂,通常使用的活性剂是有机胺的盐酸盐。这些活性剂在加热时能释放出HC1并与Cu20起还原反应,生成氯化物(残留物)。氯化物能溶于水和溶剂,可以清洗掉。

   ③有机卤化物去氧化膜。

   ④助焊剂中的金属盐与母材进行置换反应。

   2.肋焊剂与焊料之间的反应

   ①松香酸和Sn0、Pb0反应生成松香酸锡和松香酸铅。

   2C19H29COOH+ Sn0——专Sn(OCOC19H29)2+ H20 f

   2C19H29COOH+Pb0 -*Pb(OCOC19H29)2+H20 f    (18-5)

   ②助焊剂中的活化剂在加热时能释放出HCI,与Sn0和Pb0起还原反应,使焊料表面的氧化膜生成SnCI2和PbCl2(残留物)。SnCI2和PbCI2能溶于水和溶剂,可以清洗掉。

   ③活化剂的活化反应产生激活能,减小界面张力,提高浸润性。

   ④焊料氧化,产生锡渣。


   焊接过程是焊接金属表面、熔融焊料、焊剂和空气等之间相互作用的复杂过程。

   钎焊过程中助焊剂与金属表面(母材)、熔融焊料之间的相互作用

   Cu暴露在空气中很容易氧化,LM4040B30IDCKR生成表面氧化膜,低温时生成暗红色的氧化亚铜Cu20,高温时生成黑色的氧化铜Cu0。Sn-Pb合金在固态时不易氧化,但在熔融状态下极易氧化,主要生成黑色的Sn0,在助焊剂作用下还会生成白色的Sr102及少量的Pb0。金属表面所有的氧化物都会妨碍焊接的发生。因此焊接过程需要加助焊剂去除氧化物。

   助焊剂中的主要成分是松香、活性剂、添加剂、溶剂等。

   下面以采用母材Cu与Sn基焊料用松香脂助焊剂焊接为例,分析它们之间的相互作用。

   1.助焊剂与母材之间的反应

   ①松香去除氧化膜。松香的主要成分是松香酸C19H29COOH,软化点为74℃。170~175℃呈活性反应,随着温度升高松香酸的活性逐渐增大,升到230~250℃转化为不活泼的焦松香酸,300℃以上无活性。松香酸和Cu20、Cu0反应生成松香酸铜。松香酸铜(残留物)能溶于有机溶剂,町以清洗掉。松香酸在常温下和300℃以上不能和Cu20、Cu0起反应。

   4C19H29COOH+ Cu20——专2Cu(OCOC19H29)2+H20 f    (18-1)

   2C19H29COOH+Cu0——专Cu(OCOC19H29)2+H20 f    (18-2)

   ②活性剂去除氧化膜。活性剂是一种强还原剂,通常使用的活性剂是有机胺的盐酸盐。这些活性剂在加热时能释放出HC1并与Cu20起还原反应,生成氯化物(残留物)。氯化物能溶于水和溶剂,可以清洗掉。

   ③有机卤化物去氧化膜。

   ④助焊剂中的金属盐与母材进行置换反应。

   2.肋焊剂与焊料之间的反应

   ①松香酸和Sn0、Pb0反应生成松香酸锡和松香酸铅。

   2C19H29COOH+ Sn0——专Sn(OCOC19H29)2+ H20 f

   2C19H29COOH+Pb0 -*Pb(OCOC19H29)2+H20 f    (18-5)

   ②助焊剂中的活化剂在加热时能释放出HCI,与Sn0和Pb0起还原反应,使焊料表面的氧化膜生成SnCI2和PbCl2(残留物)。SnCI2和PbCI2能溶于水和溶剂,可以清洗掉。

   ③活化剂的活化反应产生激活能,减小界面张力,提高浸润性。

   ④焊料氧化,产生锡渣。


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5-22锡焊(钎焊)机理

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