锡膏助焊剂活性物质去除氧化膜的作用机理
焊接前,由于空气的氧化作用,锡膏中的合金粉末表面以及被焊金属焊盘表面往往存在着一层氧化膜,焊接前必须充分除这些氧化膜以使焊接得以顺利进行,这主要由锡膏助焊剂中的活性物质完成。那么锡膏助焊剂中活性物质去除氧化膜的机理是怎样的呢?
早期对锡膏助焊剂的去氧化膜能力,多用松香等化学溶解去膜机理或电化学原理来解释。后来人们根据锡膏助焊剂所采用的原材料的特点,更多地采用络合化学和高分子化学原理,来对锡膏助焊剂的作用机理进行探讨,说明了锡膏助焊剂中活性物质的化学活性主要表现在其亲氧性方面。也就是说在达到焊接温度前应充分地将锡膏熔融焊料与基体金属表面上的氧化物还原或置换,形成新的金属盐类化合物或金属离子的配位化合物,如CuCI2、松香酸铜、硬脂酸铜、溴化水杨酸铜等。上述一些化合物或配位化合物,有的能够溶解在松香中形成助焊剂的残留,有的其本身就具有良好的助焊性能,即在焊接温度时能够增强锡膏助焊剂的润湿能力。例如,硬脂酸铜比硬脂酸具有更好的助焊作用,可以为Cu表面的焊料增加漫流面积。
硬脂酸铜呈浅绿色,230℃时热分解,在分解过程中从聚合物系统中取得羟基集团中的[H]+,重新聚合成硬脂酸,析出活性铜。新生成的硬脂酸可以再与Cu的氧化物作用,周而复始。其反应方程如下:
上述反应是周而复始不断进行的,参加反应的硬脂酸铜的数量不变,反应过程是放热反应。因此,这一过种实质上是一种催化反应。又因为这个反应是在锡膏熔融焊料、锡膏助焊剂和基体金属接触表面上进行的,所以又是一种多相络合催化反应。正因为此反应过程的存在,使得焊料的去膜过程得以全面进行。
图1. 助焊剂作用过程
活性物质发生清净反应的温度叫活化温度,由于该温度和活性物质的分解温度非常接近,因此它清净金属表面后便分解蒸发了。而松香树脂、环氧树脂等可以覆盖在已洁净了的金属表明,防止金属表面的在氧化。
以二乙胺盐酸盐为例,其洁净过程的化学反应如下:
二乙胺盐酸盐分解生成HCl,生产的HCl来清洁基体金属表面。
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