表面活性剂在助焊剂（包括焊锡膏助焊剂）中的应用

     在软锡焊的整个过程中，助焊剂通过自身活化物质作用，去除焊接材质表面的氧化层，同时使锡液与被焊材质之间的表面张力减小，增强锡液流动及浸润性能，完全填塞焊缝并形成焊点。这是助焊剂在焊接过程中的作用，也是助焊剂的工作原理。我们将助焊剂的主要组份分成溶剂、活化剂、表面活性剂、载体及其他添加剂这样五大类，其中比较重要的两个部分是活化剂和表面活性剂，这可以通过助焊剂的工作原理看出来。
    目前常用的高效氟碳类表面活性剂，因为成本较高以及多呈胶固态的状况，一般在使用时需稀释后添加，稀释后的表面活性剂很容易进入到整个体系，并且迅速溶解并能完全均匀分布。按照供应商提供的使用建议，一般用异丙醇先将此类表面活性剂稀释为10%左右溶液，然后按照供应商的建议或者根据产品实际需要的添加量进行添加，在整个配比的过程中，表面活性剂一般是最后加入到整个配方体系，且一般不与活化剂或其他物质同时添加，以液体助焊剂为例，常见的添加顺序为：“溶剂——松香（树脂）——活化剂——其他添加剂等——表面活性剂”。
    通过对表面活性剂的作用及其工作原理分析，在实际的使用过程中，助焊剂（包括焊锡膏助焊剂）对表面活性剂的要求有以下几点：
    1、具有较强的表面活性效果，能够在极小的添加量时，表现出较高的浸润效果。
    2、焊后无残留，或残留物不能分解成导电离子状态。这一点是比较重要的，一般表面活性剂（或胺卤素类产品）比较容易分解成导电离子，并在板面形成离子状残留，既有可能造成后续腐蚀也可能会影响产品的电气性能。ST高效表面活性剂，为氟碳聚合产品，因为添加量极小，且在焊后迅速分解以挥发或升华等方式流走，并不能在板面形成不可靠的残留物。
    3、具有较好的热稳定性。这是因为助焊剂开始对焊料起浸润作用，一般从焊料熔融时开始，而焊料熔融必须达到焊料的固相线以上温度，锡铅焊料在183℃左右，而无铅焊料更是达到212℃左右。这就对表面活性剂的耐热性能要求比较高，一般表面活性剂在200℃时就会分解，而ST系列表面活性剂在正常的焊接温度下(大于260℃)，依然能稳定存在（参照表一）。

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表一，ST表面活性剂热稳定性试样数据

 

（注：10毫克样品在空气中以5℃/Min的升温速率加热）

    4、具有较好的化学稳定性。较好的化学稳定性，决定了表面活性剂在整个配方体系中的稳定性，以及与其他物质（如活化剂、添加剂等）的配伍性；通过实验证明，氟碳类表面活性剂与助焊剂常用的有机活化剂或其他添加剂都能够很好地配伍，不会破坏整个配方体系的稳定性与可靠性。
    5、表面活性剂不能或只能具有较弱的活化性能。表面活性剂的重要作用是对熔融态焊料起到浸润作用，而不是去除被焊基材表面的氧化层，所以表面活性可以不具备较强的活化性能。较强的活性在焊接过程中，会与焊料起反应，特别是在焊锡膏助焊剂中使用时，较强的活化物质会与锡粉表层发生反应，从而影响焊接质量。（虽然这一点有些活化剂的影响更大，但表面活性剂不需要具备活化性能也是很重要的。）
    6、具有较合理的使用成本。目前，高效氟碳表面活性剂的价格较高，平均价位在600元左右/磅；以液体助焊剂为例，依照供应商提供的添加方法，平均添加量控制在0.5-1.5 ‰之间，添加成本约在0.7-2.0元/公斤助焊剂，这样的成本在中高档助焊剂中是可以接受的。如果价位更高的表面活性剂或者添加量更大的使用方法，会造成助焊剂成本的增加。