无卤助焊剂活性纯化以防止腐蚀现象,但在应用上要特别注意受热时间与温度,以确保活性纯化。为了能清理材表面的氧化层,无卤助焊剂要能对基层金属有很好的润湿能力,同时亦应对焊锡有很好的润湿能力以取代空气,降低焊锡表面张力,增加其扩散性。无卤助焊剂在焊接过程中有帮助焊锡扩散的能力,扩散与润湿都是帮助焊点的角度改变,通常“扩散率”可用来作无卤助焊剂强弱的指标。
助焊剂的作用有:“辅助热传导”、“去除氧化物”、“降低被焊接材质表面张力”、“去除被焊接材质表面油污、增大焊接面积”、“防止再氧化”。“去除被焊接材质表面油污、增大焊接面积”是比较容易被人们接受的。
通常情况下,我们用肉眼观察到的焊盘或其他焊接材质的表面都是光洁或平整的,其实用高倍放大镜观察时,我们可以发现,其实这些材质表面并不光洁也不平整,而是有很多的凸凹,而在这些凸凹点中会有油污或其他灰尘分布,助焊剂中的有机溶剂及表面活 性剂能够很容易地去除这些油污或污垢,使被焊接物表面仍表现出凸凹不平的状况,这样在焊接时,焊接面将增大,焊接强度也会增强。
关于“防止再氧 化”这个作用,在早期的松香型焊剂时表现的尤其明显,当前免清洗助焊剂已被广大使用者接受,免清洗助焊剂固含量及树脂含量的降低,在这个方面的作用已大不 如前,但是,仍有部分焊剂中添加少量高效成膜物质,这种物质能够代替早期松香或树脂的保护作用,使焊后新焊点合金受氧化的程度降低、机率减小。
在无卤助焊剂焊接过程中,焊料基本处于液体状态,而元件管脚或焊盘则为固体状态,当两种物质接触时,因液态物质表面张力的作用,无卤助焊剂会增强两种物质接触界面。
因此,焊接需要的是无卤助焊剂中“表面活性剂”的作用,“表面活性剂”通常指在极低的浓度下,就能够显著降低其他物质表面张力的一种物质,它的分子两端有两个集团结构,一端亲水憎油另一端亲油憎水,通过其外部表现可以看到,无卤助焊剂由溶剂可溶性和溶剂不溶性两部分组成,这两个部分正处于分子的两端,形成一种并不对称的结构,它只所以能够显著降低表面张力的作用正是由这种特殊结构所决定的。
无卤助焊剂中表面活性剂的添加量很小,但作用却很关键,降低“被焊接材质表面张力”,所表现出来的就是一种强效的润湿作用,它能够确保锡液在被焊接物表面顺利扩展、流动、浸润等。通常焊点成球、假焊、拉尖等类似不良状况均与表面活性不够有一定关系,而这种原因不一定是无卤助焊剂“表面活性剂”添加量太少,也有可能是在生产工艺过程中造成了其成分解、失效等,从而大大减弱表面活性作用。