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錫的軟軒劑 Fluxes for Aluminum Soldering
1.無機反應型鋁軟釬劑
- 這種類型的釬劑早在丨924年即見有專利及文獻報道直到現代仍有應用。主要是皮用 ZnCl2、SnClj. NH4Cl等幾種鹽組成的混鹽。由于 它們的熔化溫度很低（170 -200^)處于軟釬焊 的溫度范圍。在其中常加人一些觝化物作為破膜劑 而成為軟釬劑。無機反應型鋁軟針劑常用的熔鹽體 系如圖2-18所示m】。這種釬劑由于基質用的就是 重金屬鹽，含里很高，釬焊時它會與鋁及面反應析 出金屬而'加強了活性，但與此同時還析出多黽的副 產物A1F3，混合/黏度較卨的釬劑而呈泡沫狀， 將焊點周圍弄得很臟，釬焊過程不很順利。此外還 有淸洗不凈容易引起腐蝕的問題。及2-9列出了一 些反應型鋁軟釬劑的實配方。
表2-9 —些反應型鋁軟釬劑的實際配方 Table 2-9 Some reactive fluxes for aluminum soldering
序號 | 代號 | 成分(質1：分數,％) | 熔化 溫度/t | 特殊應用 | 文獻 |
1 | ZiiCl2 ( 55 )，SnCl2 (28 ) , NH4 Br( 15 )，NaF( 2) | — | — | L20] | |
2 | QJ203 | SnCl2(88),NH4a(10),NaF(2) | — | — | [20] |
3 | ZnCl2(88),NH4CI( 10)，NaF(2) | 一 | — | [20] | |
4 | — | ZnBr2 (50-30)，KBr( 50-70 ) | 215 | 釬鋁無煙 | [21]111 |
5 | — | PbCl2(95-97) ,KC1( 1.5-2.5)，CoCl2(1.5-2.5) | — | 鋁面涂Pb | [21]111 |
6 | 0)134 | KC1(35),UC1(30) ,ZnF2(10) .CdCI2(15) ,ZnCl2(10) | 390 | — | [211111 |
7 | ZnCl2(48.6),SnCl2(32.4),Ka(15.0).KF(2.0)tAgCl(2.0) | — | KSn-Pb(85) 釬料，高耐蝕 | [74] |
2.有機型鋁軟釬劑
20世紀40年代開始出現有機物配制的釬 劑[75)，20世紀50年代末開始出現氟硼酸鹽溶在三 乙醇胺中制成的低溫鋁釬劑[7*]，隨后由于其比較 優越的性能，學者蜂擁而至進行研究17740]。這類 軒劑的典型成分是將一些氟硼酸鹽，如Zn(BF4>2、 Cd(BF4)2, Sn(BF4)2、NH4BF4 中的 1 個或2-3 個 溶解在有機羥胺中制成溶液。可用的有機羥胺有： 乙酵胺、二乙醉胺、三乙醇肢、二乙烯三胺（dieth- ylenetriamine)、N-( 2-胺乙基）乙醇胺[N-( 2-amino ethyl)ethanolamine]等，也有用 10% ~ 25% (質量 分數）的乙醇胺和三乙醇胺的混合物作溶劑的， 據說可以獲得固體組元溶解度大而沸點合適的溶 劑[78]。這樣的釬劑開始實用于釬焊白熾燈的鋁燈 座上[811，此后這類釬劑逐漸形成商品，如英國 Multicore 的 Alu-Sol、美國 J, W. Harris Co 的 Stay- dean、瑞士 Caatolin的AluTin51、日本招株式會社 的W-FX;還有一些小公司，如美國的Kapp，Alloy mulWirc的“Golden Flux”以及我國上海斯米克的 QJ-204釬劑也都屬于這一類型。表2-10列出了一 些已在應用的有機軟釬劑配方。
鋁和其他金屬釬焊不同，釬劑中的重金屬離子 被鋁還原，在鋁面上析出金屬，但它必須在釬焊溫 度下呈液態才具有最大的活性。在Q〗204的配方 中，Zn2+和Cd2+離f作共晶析出時，釬焊溫度需 要卨過2661 (Zn-Cd金屬二元系的共晶溫度）才 可能出現液相，因此只有超過此溫度以上才可能出 現最大的活性。而在266弋時，乙醇胺已經開始 焦化，何況其中的Cd還有毒，故此配方不是很理想的。使用這種釬劑釬焊時，最好先將母材加熱至 270 - 300T；,在最短的時間內完成釬焊才可得到較 好的結果。至于表2-10中序號為2和3的4>61 A和 4>54A則更不合理，因為這兩種配方各只用了一種 界面活性劑。序號2針劑析出的Zn在4201才能 熔化，即使和A1形成共晶也得3811時才能熔化。 序號3釬劑只析出一種Cd,它的熔點為321弋，和 A1不互溶，潤濕性不好。因此這兩個配方在三乙 醇按焦化以前不大會出現最大活性。以上所述指最 大的活性，并非沒有活性，事實K,上述配方仍然 能夠獲得一般性的應用。序號為4的1070X釬劑則 較合理，釬劑析出液態Sn-Zn共晶的溫度為198T， 如果在250 ~27(TC溫度下實施釬焊，配用Sn-Zn或 Sn-Pb釬料則發揮釬劑的最大活性時，軒料已處于 熔化狀態。目前使用Zn2?和Sn2'離子作復合的界 面活性劑，實際上已為國內外一些商品鋁軟釬劑所 普遍使用。
配制釬劑的原料Zn(BF4)2、Cd(BF4)2、 Sn(BF,)2等商品不易購得，特別是Sn(BF4)2商品 只能得到它的溶液。事實上，氟硼酸鹽并非構成釬 劑的必須，直接使用氟化物就能得到良好的效果。 表2-10中的序號4就列出了一個使用有效的配方， 原料中只有5#2有時不易購得，可以由SnO與HF 反應來制備。
表2-10中序號5的1040W是一熔點約為501： 的固體全氟鋁軟釬劑，是編者開發已付諸實用的一 種奸劑，活性很高，適合灌注Sn-Zn共晶釬料來制 造鋁的軟釬焊絲。此軒劑無法用試劑直接配制，需 要用化學方法合成。流程并+復雜，也適合批量生產。可以先后將ZnO和SnO在聚內烯類容器中， 溶于過量但定量的氫氣酸中，然后用二乙醇胺中和 至pH =7得黏桐狀混濁液，在不銹鋼的鍋中蒸發 至l80t脫水，得到透明的膠狀液。冷卻至70 ~ 80?C時分裝到適當的容器中并密封保存，繼續冷至室溫而凝固成蠟狀固體。1040W實際是ZnF2和 SnF2溶解在（CH2CH20n)2NH ? HF中的一種蠟狀 結晶，熔化溫度為501。在潮濕空氣中1040W易 吸水，吸水后熔化溫度會隨之降低。
表2-1U —些鋁的有機軟奸劑配方 Table 2-10 Some organic fluxes for aluminum soldering
序號 | 代號 | 成分（質最分數，《?> | 形態 | 熔化溫度/弋 |
1 | QJ204(<I>59A) | 三乙醉胺（82. 5) ,Cd(BF4)2(10.0).Zn(BF4)2(2.5),NH4BF4(5.0) | 宰溫為溶液 | 一 |
2 | 4>61A | 三乙醇胺（82) ,Zn(BF4)2(10) ,NH4BF4(8) | 室溫為溶液 | — |
3 | 054A | 三乙醇胺（82) ,Cd(BF4)2(10) .NH4BF4(8) | 室溫為溶液 | — |
4 | 1070X | 二乙醉胺（82.0) ,ZnF2(1.0) ,SnF2(9.0) ,NK,HF2(8.0) | 室溫混濁液 | — |
5 | 1040W | ZnF2(3.5),SnF2(6.3)，二乙醇胺的氫氰黢 tt(90. 2> | 蠟狀固體 | -50 |
6 | 1080W | ZnF2(2.5)，SnF2(26.3) , 二乙醉胺的氪氟酸盆（71.2〉 | 蠟狀罔體 | —45 |
7 | 1140W | ZnF2(1.7),SnF2(6.3)，緩血酸銨的氫氟酸92.0) | 塊狀固體 | 175 |
8 | 1090X | 二乙酵胺（82.0) ,ZnCl2 (1.1) .Sna2 ( 8. 9 ) .NH4HF2 (8. 0) | 裔狀體 | — |
表2-10中序號為7的1140W是用緩血酸銨 (化學名：三羥甲基氨基甲烷）取代二乙醇胺合成 的一款釬劑，合成途徑與1040W完全相同。 1140W具有較卨的熔化溫度（175^0)，外形是類 似松香的塊狀體，完全不吸濕，但在水中是可溶 的。用1140W和1040W按不同比例復配，可以得 到不同熔化溫度的一系列釬劑。
增大上述釬劑中ZnF2和SnF2的含量，制成表 2-10中序號為6的1080W釬劑。此一釬劑可以用 于自釬，也可用于釬涂，釬焊時不需另加釬料，有 很好的效果。實際的例子可見本章的圖2—38 ??圖2- 40。
用乙二酵或一縮二乙二醉將1040W進行適當 稀釋可以得到高質量、室溫液態、不含水的鋁軒劑。
最后，去中的序號8列出了一個最簡易、最方 便的配方，但它卻有足夠的釬焊活性。它采用非常 通用而易購的ZnCl2和SnCl2為主耍原料，去膜劑 NH4HF2 (氟氫酸銨）也是易購的普通試劑。通常所 購的SnCl2為二水化合物SnCl2 ? 2H20,它在 37. 熔化在自身的結晶水中，成為黃色的溶液， 加熱到IOOT；時開始脫水，最后形成黃色的無水 SnCl2 (熔點2461)硬塊。脫水過程應在瓷蒸發 皿中進行，應先加些NH4C1共熱，可防止脫水時 SnCl2水解。配制釬劑時，可將表2-10中序號8的
四種組分稱準后，放在研缽中研成稀糊后即可付渚 使用=由于這一釬劑含有大螢的Cl_，幾個組分包 括二乙醇胺（或三乙醇胺）都嚴重吸水，因此焊 后的殘渣必須仔細淸洗干凈，以免鋁母材受腐蝕。
