1.4 钎剂

钎剂又称作焊接熔剂或熔剂，在很多书上又写作焊剂。

焊接过程中熔化的钎料要在母材表面充分润湿和扩散，才能达到良好的焊接效果，但是润湿和扩散必须是在金属原子距离达到相互作用的原子间距时才会发生，通常使用的接线端子或导线以及元器件的引线等都是金属制品，它们都保存在空气中，很多元器件引线都存在着不同程度的氧化，而且还有可能附带污染，这样就严重影响了焊接效果，为了在焊接之前将这些氧化物和污物杂质清除干净，达到良好的焊接效果，我们必须采取一些方法来去除这些氧化物和污物，通常有机械方法和化学方法，机械方法是用锉刀或者是砂纸去除，化学方法是采用钎剂来清洗去除。

1.4.1 钎剂的功能

1.去除母材和钎料表面的氧化膜

焊接过程中要得到一个好的焊点，被焊物必须要有一个完全无氧化层的表面，只有去除氧化膜，才能使得母材和钎料的原子达到相互作用的距离，使得母材和钎料充分润湿。但金属一旦暴露于空气中就会生成氧化层，这种氧化层无法用传统溶剂清洗，此时必须依赖钎剂。因为在焊接过程中，随着焊接温度的升高，金属表面的氧化速度会加快，所以钎剂在去除氧化物的同时，必须在焊锡及金属表面上形成一层薄的保护膜，包裹住金属，使其与空气隔绝，避免在加热过程中金属与空气接触被氧化，因此钎剂还必须能承受高温。氧化膜隔壁阻焊作用示意图如图1-12所示，钎剂助焊作用示意图如图1-13所示，钎剂防氧化功能示意图如图1-14所示。

2.降低钎料表面张力

改善钎料的润湿性。如果表面张力很大，钎料在母材表面就不能很好地润湿，钎剂的加入可以去除钎料表面的氧化物，减小表面张力，有助于润湿，使钎料流通顺畅。

3.使焊点美观

钎剂的使用可以控制钎料的用量，整形焊点形状，使得焊锡表面保持有色彩和光泽。

1.4.2 钎剂的要求

了解了钎剂的主要功能，那么什么样的钎剂才能达到上述要求呢？钎剂应该有什么要求呢？下面我们列举出钎剂需要满足的要求。

（1）钎剂的熔点要低于钎料。

（2）钎剂表面张力、黏度、密度要小于钎料。

（3）钎剂残渣要容易清除。

（4）钎剂在作用的过程中不能腐蚀母材。

（5）钎剂应是无毒的。

只有满足这些要求才能是合格的钎剂。

1.4.3 钎剂的分类

钎剂按照焊接时的温度可以分为软钎剂和硬钎剂；按化学组成来分可以分为有机类、无机类和树脂类钎剂。

1.无机类钎剂

该类钎剂分为酸和盐两大类，它具有较强的腐蚀性，助焊性能好。但是钎剂残渣清除困难，而且强腐蚀性也影响到焊接安全，所以在焊接中几乎不被使用，而只用在可清洗的金属制品焊接上，作为溶剂使用。

2.有机类钎剂

有机类钎剂主要有有机酸、有机卤素等，它的特点是化学作用缓和、助焊性能较好，可焊性高，但是有机类钎剂热稳定性差，存在一定的腐蚀性，而且会污染空气，在焊接之后可能会留下无活性的残留物，但是该残渣相比无机钎剂而言要容易清除得多。对热稳定性要求高的地方不适于用有机类钎剂，它一般作为活化剂与松香一起使用。

3.树脂类钎剂

在电子仪器、通信设备等焊接中对钎剂的要求除了上述几点之外还应该具有无腐蚀性、高绝缘性、长期稳定性、耐湿性和无毒性这些特点。日常使用的树脂类钎剂具备这些优良特性，使得其适用于电子设备的锡焊接中。

松香是将松树和杉树等针叶树的树脂进行水蒸气蒸馏，去掉松节油后剩下的不挥发固态物质，它是天然产物，无污染，而且松香在加热恢复到常温后又能凝固成固体，可以重复使用，由于其自身的特点使其能满足电子产品焊接中的非腐蚀性、高绝缘性、长期稳定性、耐蚀性及无毒性。

松香去除氧化物的过程：钎剂加热后与氧化铜反应，形成绿色透明状铜松香（Copper abiet），其溶入未反应的松香内与松香一起被清除，即使有残留也不会腐蚀金属表面。氧化物暴露在氢气中的反应，在高温下氢与氧发生反应生成水，减少氧化物，这种方式常用在半导体零件的焊接上。

将无水乙醇溶解纯松香配置成20%~30%的乙醇溶液就是松香酒精钎剂，这种钎剂的优点是没有腐蚀性，具有高绝缘性能和长期的稳定性及耐蚀性，焊接后容易清洗，并且形成的薄膜覆盖焊点，使焊点不被氧化腐蚀，在电路的焊接过程中常采用松香、松香酒精钎剂。

松香本身的清洗能力不强，因此要在松香中通过化学方法加入活化剂，制成活性钎剂。在焊接过程中活性钎剂能去除金属氧化物及氢氧化物，使得焊接时润湿效果增强。但是活性钎剂的特性是由活性剂的种类和添加量决定的，所以有很大的差异，因此在实际应用中我们要慎重选择，避免引起事故。

常用树脂芯钎剂类型见表1-4。几种国产钎剂配方、性能及应用见表1-5。

4.免清洗钎剂

传统钎剂焊接后会在印制电路板上留下残留物，残留物不仅会影响到电路的性能，它的清洗还会造成环境污染，因此印制电路板对电气性能要求较高的时候就不能用传统的钎剂，这就产生了免清洗钎剂，免清洗钎剂焊接后避免了传统的钎剂残留物清洗污染环境的问题，它对电路性能也不会造成影响。

免清洗钎剂的特点是在制造工艺中不需要清洗从而达到保证电路电气性能的要求。目前已经有多种免清洗钎剂面世，一般免清洗钎剂固体含量低，助焊性能和电气性能好，焊接作业后残留量极少，而且无腐蚀性。几种免清洗钎剂性能见表1-6。

焊接过程中使用多少钎剂适合很难掌握，为了提高工作效率，松香芯焊锡就被广泛使用了，松香芯焊锡一般有一芯和多芯之分，如图1-15所示。

但是使用松香芯钎剂时，在焊接过程中会引起焊锡飞溅，飞溅是由于在焊接过程中，温度急剧升高，松香的出口被焊锡堵住，这时在焊锡熔化的瞬间，松香就会飞溅。因此在焊接时，切忌不要把焊锡直接放在烙铁头上。

1.4.4 钎剂的选用

选择钎剂的时候首先考虑被焊金属材料的焊接性能及氧化、污染等，其次要考虑元器件引线所镀的不同金属的不同焊接性能，还要考虑焊接的方式和钎剂的具体用途。

对于焊接性能较强的铂、金、铜、银、锡等金属，为了减少钎剂对金属的腐蚀，选用松香芯钎剂。尤其是手工焊接时，用得比较多的是松香芯焊锡丝；对于焊接性能稍差的铅、黄铜、青铜等金属不能选用松香钎剂，可选用有机钎剂中的中性钎剂；对于焊接比较困难的锌、铁、锡、镍合金等可选用酸性钎剂，但是酸性钎剂有腐蚀作用，所以焊接完毕后，必须对残留的钎剂进行清洗。

对于手工焊接可使用活性焊锡丝、固体钎剂、糊状钎剂和液体钎剂。但是印制电路板的自动焊接中的浸焊、波峰焊就一定要用液体钎剂。