表面活性剂在助焊剂中应用及展望.docVIP

表面活性剂在助焊剂中的应用及展望 郑家春，， 摘要:表面活性剂作为助焊剂的主要成分之一，对提降低助焊剂的表面张力，增加助焊剂对钎料料和母材的亲润性具有重要作用，在提高无铅钎料焊接互连可靠性方面的作用更为突出，以非离子型表面活性剂为主。主要从表面活性剂的作用、助焊剂对表面活性剂的要求、常用表面活性剂三方面祥述了表面活性剂在助焊剂中的应用情况及其发展趋势。 关键词: 表面活性剂；助焊剂；选择；作用；分类 中图分类号: TM 文献标识码:A 文章编号: The application and prospect of surfactant in soldering flux ZHENG Jiachun, YANG Xiaojun，LEI Yongping (Laboratory of Advanced Electronic Joining Materials, Beijing University of Technology, Beijing 100124, China) Abstract: Surfactant is important product in industry of fine chemicals, which can be ranked as industrial monosodium glutamate. It plays a significant part in improving production processes, raising the quality of products, saving energy, cutting down the cost of production，boosting productivity and energy conservation. Recently, it is also used widely in the electronics field. This article mainly describes the selection, effect, categorization and prospect of the surfactant in soldering flux. Key words: surfactant; flux ; effect ; selection；categorization 电子工业用SnPb焊料已有50多年的使用历史，且已经形成了非常成熟的焊接工艺。它的熔点在183℃左右,具有良好的电导率、优良的可焊性和力学性能、成本低等优点。然而，人类社会在对铅的长期使用中发现，铅会对人类的健康造成严重的威胁。铅对人体的危害主要是金属铅收酸性物质的影响转化成离子铅，并渗入到地下水，进入人体后逐渐沉积到骨骼和内脏所致。即使是在排泄之后，仍会在骨骼中残留3~5年[1]。进入20世纪后期，随着人类环保意识的不断提高、SnPn合金带来的负面影响日渐突出，全国电子工业掀起了研究和开发新型无铅钎料、无铅钎料用助焊剂的热潮[2]。 进年来，材料工作者为了寻找可以代替锡铅钎料的无铅钎料进行了深入广泛的研究，采用的方法都是用另一种组元取代SnPn共晶合金中的Pb，大量的研究表明，共晶SnAg、SnCu、SnAgCu焊料等对电子工业有很大吸引力，其中SnAgCu钎料具有相当好的物理和机械性能,可焊性也较好,被公认为是最有可能替代SnPb合金的无铅钎料[3]，但与传统的SnPb钎料相比,SnAgCu系无铅钎料具有润湿性差,易氧化，熔点高等缺点。于是针对有铅钎料而研制的助焊剂已经无法满足无铅钎料钎焊的要求,主要问题在于:一是这些助焊剂对无铅钎料的润湿能力不够,二是不适合无铅钎料的较高的焊接温度,再者有些含铅钎料的助焊剂对无铅钎料有腐蚀作用。另外有些助焊剂溶剂中含有大量挥发性有机物VOC ,是环保要求所禁用的[4-6]。传统的助焊剂用于无铅钎料的焊接时,耐高温性能较差,很多助焊剂在经过较高的预热温度及较高的炉温时会失去部分活性,而产生上锡不好的状况;另外,传统的助焊剂在无铅焊接中润湿性能也不够,易造成焊接不良等缺陷。这将带来焊后板面残留物增加、腐蚀严重、可靠性降低等诸多问题[7],于是无铅钎料用助焊剂的研究也是无铅化热点之一。助焊剂是指在焊接工艺中能帮助和促进焊接过程，同时具有保护作用、阻止氧化反应的化学物质。它具有去除母材和液态钎料表面上的氧化物，保护母材和钎料在钎焊过程中不致进一步氧化以及改善钎料对母材表面的润湿能力，其主要由活化剂、表面活性剂、成膜剂、添加剂（稳定剂、缓蚀剂、阻燃剂、消光剂等）、溶剂等组成。 目前人们对助焊剂中活化成分在钎焊过程中的作用及工作原理已经进行了大量的研究并已经相当成熟，然而关于助焊剂中表面活性剂应用和作用原理的研究还甚少，作为