引　言

铝及铝合金具有很好的导电导热特性，且比重小、延展性好、抗腐蚀性强，在散热器、冷却器等制造方面具有广泛的应用[1-2]。同时，由于铝在价格和资源上比铜有很大优势，所以近年来在日益小型化、轻量化和高性能化的电子制造行业中铝代铜的趋势日益明显[3]。钎焊特别低温软钎焊(钎焊温度低于350 ℃)是一种热影响小、精度高、成本低的焊接技术。由于铝化学活性强、表面氧化膜熔点高且稳定性大，所以采用合适的钎剂去除表面氧化膜是铝软钎焊技术中的关键[4]。因此，铝用低温钎剂的研究成为近年来铝焊接领域的热点之一。

近几年的研究表明，铝用低温软钎剂可分为无机反应软钎剂和有机软钎剂两种。无机反应软钎剂主要成分为重金属氟化物及氯化物。其反应活性高，去膜能力好，但反应过程中有大量腐蚀性烟雾，反应后残留多且腐蚀性强，需彻底洗净，不仅影响焊件质量，同时增加了工序的复杂性[5]。因此发展腐蚀性弱，残留少且易水洗的有机软钎剂在电子行业中逐渐成为趋势。有机软钎剂主要为溶剂-活性剂体系，溶剂主要包括二乙醇胺、三乙醇胺等，活性剂一般为氟硼酸铵和重金属氟硼酸盐。文献[6]在传统三乙醇胺-氟硼酸盐有机软钎剂中加入辛酸亚锡，代替氟硼酸锌作为活性组分，得到一种新型有机软钎剂。其中辛酸亚锡中的Sn2+与Al基板发生置换反应，镀覆在Al板表面且能够渗入达一定深度。这就使钎料与Al板的亲和性显著增强，在提高润湿铺展性的同时也增强了钎焊接头的强度。因此，该钎剂体系具有很大的发展潜力。但有机钎剂在钎焊过程中反应剧烈，不利于高质量焊点的形成，为同时提高钎剂的活性及稳定性，本文将选取辛酸亚锡、氟硼酸锌作为活性剂，进一步研究两种活性剂对钎焊性能的影响。本文选用与Al合金结合较好的Sn-Zn合金为钎料，三乙醇胺-二乙醇胺复配为钎剂溶剂，对比不同活性剂重量百分比对钎料铺展性能和孔隙率的影响，得到优化的活性剂配比。

1　活性剂对铺展率及孔隙率的影响

1.1　辛酸亚锡重量百分比对铺展性能及孔隙率的影响

为研究辛酸亚锡重量百分比对钎剂性能的影响，溶剂三乙醇胺及二乙醇胺的重量百分比不变，活性剂重量百分比控制在40%，对比观察辛酸亚锡重量百分比降低对铺展性能及孔隙率的影响。铺展实验是在基底材料上放置好钎料及钎剂，加热一定时间使其熔化，测量得到钎料的铺展面积和铺展率，以此评价钎料的润湿性。日本行业标准JIS-Z 3198-3是根据钎料铺展且凝固后形成的焊点形状，通过计算铺展系数来衡量钎料的润湿性能[7]。本文中，取质量为(0.3±0.005)g的Sn9Zn钎料小球覆盖0.05 ml钎剂，在0.5 mm×40 mm×40 mm的1系铝板上进行铺展实验。铺展温度为250 ℃，保温时间为1 min。每种配方的钎剂均做3次铺展实验，以得到的3次铺展率的平均值来表征该钎剂的铺展率。对不同成分的钎剂进行铺展实验，选取典型的样品，在日联光电AX8200型号X射线探测仪上对不同焊点进行孔隙率测量。

铺展实验形貌如图1所示，结果表明当辛酸亚锡重量百分比不低于8%时，铺展面积和铺展率都较为理想，焊点基本呈圆形，由于反应时产生的气泡推动钎料不均匀流动，导致焊点某些部位不平滑；当辛酸亚锡重量百分比为8%时，焊点最光滑，受到气泡影响最小；当辛酸亚锡重量百分比小于8%时，润湿效果不佳，钎料只熔化未铺开。铺展率的测量结果见表1，辛酸亚锡重量百分比小于8%时(6%和5%)润湿效果较差(铺展率<75%)；当辛酸亚锡重量百分比升到8%时润湿效果显著提高并趋于稳定，基本不随其重量百分比变化而变化。当固定二乙醇胺和三乙醇胺复配比例，在活性剂中辛酸亚锡重量百分比达到8%后继续增加其重量百分比，铺展率均基本趋于稳定，润湿效果良好。

图1　不同辛酸亚锡重量百分比下的焊点形貌

图2是不同辛酸亚锡重量百分比下各焊点的X射线照片，检测实验结果表明，活性剂总量不变的条件下，随着活性剂中辛酸亚锡重量百分比的减小，焊点的孔隙率逐渐增大。当辛酸亚锡重量百分比减小到8%时，焊点的孔隙率大于1%。

实验中辛酸亚锡的重量百分比在8%时，钎料的铺展率已达到较高水平且焊点圆润平滑，继续增大其重量百分比，钎料铺展率提高的效果有限，因此活性剂中辛酸亚锡的重量百分比应控制在8%左右；在氟硼酸锌的重量百分比为24%时钎料的铺展率最高，继续增大其重量百分比铺展效果变差，因此活性剂中氟硼酸锌的重量百分比应控制在24%左右。

图2　辛酸亚锡重量百分比对孔隙率的影响(X射线照片)

表1　辛酸亚锡重量百分比对铺展面积和铺展率的影响

编号二乙醇胺/%三乙醇胺/%辛酸亚锡/%氟硼酸锌/%铺展率P/%孔隙率/%#12535202087.20.62#22535152585.60.67#32535103087.60.85#4253583292.21.06#5253563460.51.32#6253553561.21.72

1.2　氟硼酸锌重量百分比对铺展性能及孔隙率的影响

2)固定活性剂成分比例，且辛酸亚锡重量百分比定为8%，当氟硼酸锌重量百分比减小时，焊点孔隙率降低。钎剂中氟硼酸锌的重量百分比应控制在16%～24%。

图3　不同氟硼酸锌重量百分比下的焊点形貌

图4为不同氟硼酸锌重量百分比下各焊点的X射线照片，在固定溶剂中二乙醇胺和三乙醇胺比例(5:7)和辛酸亚锡重量百分比(8%)时，随着活性剂中氟硼酸锌重量百分比的减小，孔隙率逐渐减小，可见氟硼酸锌是导致孔隙率增大的原因之一。当活性剂氟硼酸锌的重量百分比为40%时，焊点孔隙率仅为0.10%，原因是氟硼酸锌重量百分比过大导致钎料熔化但并未铺展。

图4　氟硼酸锌重量百分比对孔隙率的影响(X射线照片)

公务员改革的方向是要实现从计划经济模式向市场经济模式转变，让市场在资源配置中发挥决定性作用，我们可以看到这四次工资改革，主要解决的是公务员内部公平问题，但对于公务员的薪酬如何与市场接轨，也就是市场化具体操作等问题，却鲜有涉及，当然现实中，由于薪酬概念的模糊、薪酬数据的不完善、政府职能部门的责权划分、执法部门执法不严等问题的存在，中国公务员薪酬的市场化改革任重而道远。

表2　氟硼酸锌重量百分比对铺展面积和铺展率的影响

编号二乙醇胺+三乙醇胺(5∶7)辛酸亚锡/%氟硼酸锌/%铺展率P/%孔隙率/%#75284069.60.10#85683690.11.19#96083292.21.06#106482891.70.92#116882493.10.84#127282092.00.83#137681692.20.75#148081279.20.24#15848875.20.10

2　活性剂机理分析

2.1　去膜机理

图5为辛酸亚锡和氟硼酸锌的热重分析曲线，黑色线代表辛酸亚锡，红色线代表氟硼酸锌。氟硼酸锌在升温过程中发生如下反应：

140℃Zn(BF4)2·6H2O→Zn(BF4)2·4H2O+2H2O

160℃Zn(BF4)2·4H2O (s)→Zn(BF4)2·4H2O (l)

220℃Zn(BF4)2·4H2O (l)→ZnF2+2BF3+4H2O

1)当辛酸亚锡重量百分比小于8%时，润湿效果不佳；当辛酸亚锡重量百分比升到8%时，润湿效果显著提高并趋于稳定。

Al2O3 + 2BF3→2AlF3 +B2O3

MVC的主要思想体现在，前端View使用Vue的axios发送异步请求传递到Controller，Controller去Model中读取或者写入数据，Model通过EF操作数据库，Controller将逻辑处理后的结果以JSON的格式传输给前端。经过该一系列操作后还能得知系统的前后端数据是如何进行传输的。

图5　辛酸亚锡和氟硼酸锌的TGA曲线

2.2　置换反应

为探究钎剂对Al板的作用机理，利用扫描电子显微镜(SEM)观察与11#钎剂作用后的Al板表面，作用温度为250 ℃，作用时间为30 s。扫描图片如图6所示。并用能谱(EDS)对Al板表面各相进行成分分析，结果在表3中列出。从实验结果可以看出，活性剂中的锡离子与锌离子均与Al发生置换反应，被置换出的Sn、Zn沉积在Al表面形成镀层。镀层由Sn相与针状Zn相组成，整体成分接近Sn16Zn。由Sn-Zn二元相图可以查出，Sn16Zn的液相线接近250 ℃，即本实验的钎焊温度。因此，相对于活性剂中只含有锡离子或锌离子的钎剂来说，两种离子都存在时，置换出的SnZn镀层熔点更低，在钎焊过程中流动性强，更有助于钎料的铺展。

图6　与钎剂反应后的铝板表面

表3　与钎剂反应后的铝板表面成分分析

部位重量百分比/%AlSnZn12.5689.917.5323.421.7394.85整体4.6479.1116.25

3　结束语

本文的主要研究对象为铝用低温有机软钎剂中辛酸亚锡及氟硼酸锌两种活性剂。在确定溶剂的成分和重量百分比的基础上，对比两种活性剂的重量百分比对钎料铺展性能和孔隙率的影响。并且探讨了两种活性剂的作用机理，得到了以下结论：

3)钎剂中的氟硼酸锌在钎焊过程中分解生成氟离子是去除铝表面氧化膜的关键，但产生的三氟化硼气体是焊点产生孔隙率的主要原因。

以上所列反应温度均为峰值温度，而Zn(BF4)2·4H2O的分解反应发生在170 ℃～260 ℃的温度范围，即在170 ℃左右开始分解。实验中铺展温度在250 ℃，所以焊接过程中钎剂中的氟硼酸锌会发生分解，生成氟化锌和三氟化硼，其中氟离子会起到去膜作用，三氟化硼也能够与氧化铝膜发生如下反应[5]：

在固定辛酸亚锡重量百分比为8%的基础上，进一步减少活性剂氟硼酸锌的加入量，固定二乙醇胺和三乙醇胺的复配比例为5∶7。在图3所示的焊点中，当氟硼酸锌重量百分比为16%、20%和24%时，焊点平滑圆润，润湿效果良好；当氟硼酸锌重量百分比小于16%时，钎料基本未铺展开，润湿效果不明显；当氟硼酸锌重量百分比在28%～36%时，虽然钎料铺展面积很大，但是由于受气孔的影响，焊点形状较不规则；当氟硼酸锌重量百分比为40%时，由于氟硼酸锌重量百分比过高导致活性剂较难溶解于溶剂中，钎料润湿效果较差。铺展率的测量计算结果如表2所示，结果表明氟硼酸锌重量百分比为40%、12%和8%时，铺展效果不佳，铺展率小于80%；氟硼酸锌重量百分比为16%～36%时，铺展面积明显增加，铺展率均达90%以上，润湿效果较好。当氟硼酸锌重量百分比为24%时铺展效果最佳。

区域阻滞麻醉/镇痛可能通过减少阿片类药物的使用而改善肿瘤患者预后。一项针对1 111例前列腺癌根治手术患者的回顾性分析发现，应用舒芬太尼伴随术后复发风险增加，而硬膜外阻滞和其他镇痛药物(酮咯酸、可乐定、氯胺酮)无类似作用[19]。在一项针对593例T4期前列腺癌患者的回顾性研究中，阿片类药物用量大的患者肿瘤复发早、生存时间缩短[20]。但这方面也缺乏前瞻性研究结果。

因此，氟硼酸锌的分解反应是去除铝表面氧化膜的关键。同时由于三氟化硼沸点较低，在实验温度下为气态，气体的挥发过程会有利于钎料的流动铺展。但是，当分解气体过多时，残留在焊点中的气体也会随之增多。这就解释了氟硼酸锌增多时，孔隙率升高的原因。因此，钎剂中的氟硼酸锌重量百分比需控制在一定范围内。

4)去除氧化膜后，钎剂中的锡离子与锌离子均与铝发生置换反应，在铝表面形成锡-锌金属膜，有利于钎料的铺展。

阁、杭、蜀及诸本“中居”之下皆有此四字，方从石本删去。今按文势及当时事实，皆当有此句。若其无之，则下文所谓“恃以无恐”者为谁恃之邪？大凡为人作文，而身或在远，无由亲视摹刻，既有脱误，又以毁之重劳，遂不能改。若此者，盖亲见之，亦非独古为然也。方氏最信阁、杭、蜀本，虽有谬误，往往曲从。今此三本幸皆不误，而反为石本脱句所夺，甚可笑也。

综合以上研究，通过优化钎剂中活性剂的成分及其比例，可以有效提高铺展率，降低焊点孔隙率，大幅提高铝合金软钎焊的焊接质量和效率。

参 考 文 献

[1]　唐一峰, 唐金沙, 刘吉普. 铜铝复合式CPU风冷散热器的实验研究[J]. 湖南环境生物职业技术学院学报, 2009, 15(2): 35-37.

[2]　杨亚婷, 周少丽, 张知侠, 等. 铝软钎焊剂的研究与制备[J]. 应用化工, 2010, 39(6): 941-942.

[3]　吴伟明, 高岩. 铜与铝软钎焊技术的研究现状[J]. 电子工艺技术, 2008, 29(2): 105-108.

[4]　金霞, 杨倡进, 刘保祥. 铝及铝合金用钎剂的发展现状和趋势[J]. 电子工艺技术, 2008, 29(2): 112-115.

[5]　郭丹, 黄艳, 卢志云, 等. 有机金属型铝用无铅低温软钎剂的试验[J]. 焊接技术, 2009, 38(8): 53-56.