一种无铅无卤焊锡膏及其制备工艺制造技术

本发明专利技术公开了一种无铅无卤焊锡膏及其制备工艺，所述无铅无卤焊锡膏包括82

【技术实现步骤摘要】
一种无铅无卤焊锡膏及其制备工艺


[0001]本专利技术涉及焊锡膏及其生产
，尤其涉及一种无铅无卤焊锡膏及其制备工艺。

技术介绍

[0002]焊锡膏，是由焊锡粉、助焊剂以及其它的表面活性剂、触变剂等加以混合形成的膏状混合物，主要用于SMT行业PCB表面电阻、电容、IC等电子元器件的焊接，广泛应用于表面贴装焊接工艺中，作为主焊料，焊锡膏的性能优劣决定了焊接可靠性的高低。
[0003]焊锡膏的无铅化和无卤化已成为主流趋势，无卤化是指将无卤活化剂引入到助焊剂，无铅化是指采用其他合金金属(如银、铜、铋、铟等)替代焊锡粉中的铅金属。
[0004]但其他合金金属在焊锡粉占比仍然较少(一般不超过1.5wt％)，原因在于其他合金金属熔融时没有较好的铺展性和粘结性，根本原因也是因为焊锡膏制备伊始其他合金金属与锡混合效果较差，同时纳米级别的其他合金金属活泼性较高，即使采用增粘剂(一般为树脂)在焊锡粉表面包裹，或在其他合金金属表层进行镀层(镀锡)，仍难以遏制其过早氧化，从而导致回流锡焊后焊接处体电阻率偏高。因此现有焊锡膏需要低温保存，且搅拌取出后需立即焊接使用，对操作要求较高。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，基于提高其他合金金属与锡混合效果和降低焊锡粉表面活性(抗氧化)，从而避免过早氧化而导致成型焊条(或焊线)电阻率偏低的问题，进而提出的一种无铅无卤焊锡膏及其制备工艺。
[0006]为了实现上述目的，本专利技术采用了如下技术方案：
[0007]一种无铅无卤焊锡膏，包括以下重量百分比的组分：
[0008]82
‑
87％的焊锡粉，焊锡粉为锡、铜、银及第四金属元素形成合金颗粒，第四金属元素为铋、铟或镓中任一种，用于增加各金属的相容性，焊锡粉中锡、铜、银及第四金属元素的重量比为100：2
‑
2.5：2
‑
2.5：0
‑
1；
[0009]1‑
2％的包裹剂，包括乙二醇单丁醚、丙烯酸酐、Gemini季铵盐和成膜剂，包裹剂中乙二醇单丁醚、丙烯酸酐、Gemini季铵盐和成膜剂的重量比为1：0.1
‑
0.15：0.4
‑
0.5：0.3
‑
0.4；
[0010]11
‑
17％的助焊剂，助焊剂包括活化剂、氢化松香、复合溶剂、表面活性剂、消泡剂、触变剂和缓蚀剂，助焊剂中活化剂、氢化松香、复合溶剂、表面活性剂、消泡剂、触变剂和缓蚀剂的重量比为1：1.2
‑
1.5：2.1
‑
2.5：0.4
‑
0.5：0.02
‑
0.03：0.7
‑
0.8：0.4
‑
0.6。
[0011]优选地，Gemini季铵盐是由氯基Gemini季铵盐粘液加入等摩尔量的丙烯酸，置换挥发除去HCl所得的无卤Gemini季铵盐，避免卤素的腐蚀隐患，作为一种缓蚀保护剂，可充分保护其他组分与金属反应；乙二醇单丁醚为溶剂，丙烯酸酐作为除水剂，包裹剂中的成膜剂为分子量3000
‑
5000的聚脲，具体是由壬二胺和尿素经过控制反应条件制得的低分子聚
亚壬基脲，与粘稠的Gemini季铵盐液体混合可形成致密薄膜，干燥后可充分防止金属氧化，使金属得到第一重保护。
[0012]优选地，助焊剂中的活化剂为丁二酸铵和椰油脂肪酸二乙酰胺按质量比为1：0.2
‑
0.3混合而成；
[0013]优选地，氢化松香作为润湿剂，促进杂质聚集并吸附杂质，金属焊接逐渐脱杂质，杂质浮在松香表面，后期通过清洗剂清洗可除去杂质；
[0014]优选地，助焊剂中的复合溶剂为四氢糠醇、乙二醇二甲醚和丙二醇单苯醚按体积比1：1：0.5混合而成。
[0015]优选地，助焊剂中的表面活性剂为蓖麻油酰二乙醇胺和聚乙二醇200按重量比为1：0.5
‑
0.6混合而成。
[0016]优选地，助焊剂中的消泡剂为聚氧丙烯甘油醚(分子量小于2000)。
[0017]优选地，助焊剂中的触变剂为分子量3000
‑
5000的聚脲，具体是由壬二胺和尿素经过控制反应条件制得的低分子聚亚壬基脲，在回流焊过程聚脲可分解，因此不会造成有机成分残留。
[0018]优选地，助焊剂中的缓蚀剂为咪唑啉类缓蚀剂，如咪唑啉季铵盐MZJ
‑
1，其本身有较大粘稠度，兼具增粘效果，另外其与包裹剂中季铵盐有较好亲和性，利于在金属表面形成一层保护膜，使金属得到第二重保护。
[0019]本专利技术还提出适用于前述一种无铅无卤焊锡膏的制备工艺，包括以下步骤：
[0020]S100、焊锡粉的制备：
[0021]通过气雾法，将氢气、铜粉末、银粉末混合制得还原性的粉尘气，高压冲击带有第四金属元素的锡熔液，形成液滴气雾后，快速通入25℃的冷氢气，得到微米颗粒，经球磨过筛，即得所需的焊锡粉，该焊锡粉表层含有氢气及活泼的金属
‑
H键，再遇到氧化剂时，金属
‑
H键优先与之反应，从而形成抗氧化保护层；
[0022]S200、包裹剂的制备：
[0023]120℃下将成膜剂投入到乙二醇单丁醚，充分溶胀溶解后，降温至30℃以下，依次投入Gemini季铵盐(粘稠液)和丙烯酸酐(分子筛干燥剂除水后的液体)，超声震荡摇匀后形成澄清粘液状的包裹剂；
[0024]S300、助焊剂的制备：
[0025]120℃下，将触变剂和缓蚀剂投入到复合溶剂中，充分溶胀溶解后，加入活化剂和表面活性剂，1500
‑
2000r/min剧烈搅拌并伴随产生气泡，再投入消泡剂搅拌后静置，待气泡消除后再投入氢化松香，50r/min以下低速搅拌，真空脱泡后即得助焊剂；
[0026]S400、焊锡粉的包裹处理：
[0027]将焊锡粉投入到包裹剂中，50r/min以下搅拌混匀，过筛除去表层多余包裹剂，即得呈厚泥状且表面带有包裹剂的焊锡粉，还可经过烘干除去乙二醇单丁醚，得到干燥大颗粒状的表面带有光滑有机膜的焊锡粉颗粒，该干燥大颗粒可长期保存，使用时经过乙二醇单丁醚充分溶胀搅拌后，可返回为淤泥状的表面带有包裹剂的焊锡粉产品；
[0028]S500、无铅无卤焊锡膏的制备：
[0029]将厚泥状且表面带有包裹剂的焊锡粉投入到120℃的助焊剂中，保持真空，200
‑
300r/min搅拌10
‑
20min，后改为50r/min搅拌5min，即得无铅无卤焊锡膏成品。
[0030]优选地，S100具体包括以下过程：
[0031]S101、还原气氛(纯度超过99％的高纯氢气)中，熔化室中将锡和第四金属元素在250℃
‑
310℃(当第四金属元素为铋或铟则取250℃，第四金属元素为镓则取310℃)下制得锡熔本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种无铅无卤焊锡膏，其特征在于，包括以下重量百分比的组分：82
‑
87％的焊锡粉，所述焊锡粉为锡、铜、银及第四金属元素形成合金颗粒，所述第四金属元素为铋、铟或镓中任一种，所述焊锡粉中锡、铜、银及第四金属元素的重量比为100：2
‑
2.5：2
‑
2.5：0
‑
1；1
‑
2％的包裹剂，包括乙二醇单丁醚、丙烯酸酐、Gemini季铵盐和成膜剂，所述包裹剂中乙二醇单丁醚、丙烯酸酐、Gemini季铵盐和成膜剂的重量比为1：0.1
‑
0.15：0.4
‑
0.5：0.3
‑
0.4；11
‑
17％的助焊剂，所述助焊剂包括活化剂、氢化松香、复合溶剂、表面活性剂、消泡剂、触变剂和缓蚀剂，所述助焊剂中活化剂、氢化松香、复合溶剂、表面活性剂、消泡剂、触变剂和缓蚀剂的重量比为1：1.2
‑
1.5：2.1
‑
2.5：0.4
‑
0.5：0.02
‑
0.03：0.7
‑
0.8：0.4
‑
0.6。2.根据权利要求1所述的一种无铅无卤焊锡膏，其特征在于，所述Gemini季铵盐是由氯基Gemini季铵盐粘液加入等摩尔量的丙烯酸，置换挥发除去HCl所得的无卤Gemini季铵盐，所述包裹剂中的成膜剂为分子量3000
‑
5000的聚脲，具体是由壬二胺和尿素经过控制反应条件制得的低分子聚亚壬基脲。3.根据权利要求1所述的一种无铅无卤焊锡膏，其特征在于，所述助焊剂中的活化剂为丁二酸铵和椰油脂肪酸二乙酰胺按质量比为1：0.2
‑
0.3混合而成。4.根据权利要求1所述的一种无铅无卤焊锡膏，其特征在于，所述助焊剂中的复合溶剂为四氢糠醇、乙二醇二甲醚和丙二醇单苯醚按体积比1：1：0.5混合而成。5.根据权利要求1所述的一种无铅无卤焊锡膏，其特征在于，所述助焊剂中的表面活性剂为蓖麻油酰二乙醇胺和聚乙二醇200按重量比为1：0.5
‑
0.6混合而成。6.根据权利要求1所述的一种无铅无卤焊锡膏，其特征在于，所述助焊剂中的消泡剂为聚氧丙烯甘油醚。7.根据权利要求1所述的一种无铅无卤焊锡膏，其特征在于，所述助焊剂中的触变剂为分子量3000
‑
5000的聚脲，具体是由壬二胺和尿素经过控...

【专利技术属性】
技术研发人员：林晓明，
申请(专利权)人：深圳市可为锡业有限公司，
类型：发明
国别省市：