一种铝钎焊焊锡丝芯用助焊剂及其制备方法技术

一种铝钎焊焊锡丝芯用助焊剂，其特征在于：以重量百分比计，其配方组成为：　（１）改性松香　１４～２８％　（２）氟硼酸铵　１２～２４％　（３）有机胺　３８～５６％　（４）锌源　４～１０％　（５）亚锡盐　０ ．５～８％　（６）氟表面活性剂　０．１～２％　所述的锌源为锌盐、锌粉或活性氧化锌；　所述的有机胺为二胺和多元胺中的一种；或者是所述的有机胺为一元胺、二胺和多元胺中的多种，其中多种中至少含有一种二胺或多元胺；所述一元胺为乙 醇胺、二乙醇胺或三乙醇胺；所述二胺或多元胺为ＮＮ－二甲基十二胺、β－羟乙基乙二胺、二乙基胺、二乙烯二胺、二乙烯三胺、三乙烯四胺、三正辛胺、四甲基乙二胺或二亚乙基三胺；　所述的亚锡盐为无机亚锡盐或有机酸亚锡；　所述的氟表面活性剂为 ＦＣ４４３０、ＦＣ４４３２、Ｆ５０１０、ＦＳＮ－１００、Ｆ５０１、Ｆ５０２和ＦＳ－３００中的１～２种。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及 一种铝及铝合金软钎焊助焊剂及其制备方法。该助焊剂用于铝及铝合金软 钎焊的焊锡丝内芯，所属的
为电子电气产品的钎焊。本专利技术铝钎焊焊锡丝芯用助 焊剂同时也适用于对镍基合金及不锈钢材料的软钎焊。
技术介绍
铝及铝合金的导热及导电性能与铜相近，但其生产成本和价格较铜低。长期以来，在 电子工业领域一直希望能采用铝来替代铜的使用。然而铝及其合金的钎焊可焊性较其它金 属(合金)要难很多，其主要原因为铝及其合金表面有一层极为致密的氧化薄膜(A1203)。 这一层氧化膜性质非常稳定， 一般钎焊时难以去除；并且该氧化膜在钎焊时被破坏后，基 体很快会产生新的氧化膜。如何有效地去除铝及其合金表面上的氧化膜是铝及铝合金钎焊 的关键。铝软钎焊助焊剂是指钎焊温度低于450'C所用的助焊剂。按常温下物理状态分可分为 液态焊铝助焊剂和固态焊铝助焊剂。液态焊铝助焊剂主要用于波峰焊；如日本公开特许 JP586591979中描述的一种焊铝助焊剂ZnCl2 (48.6%,重量百分比，下同)、SnCl2 (32.4 %)、 KC1 (15.0%)、 KF (2.0%)及AgCl (2.0%)。这种助焊剂的特点是由几种盐(如 ZnCl2、 SnCl2、 KC1等)组成的混合盐，同时常加入一些氟化物作为破膜剂，属反应型软 焊剂。这类助焊剂活性较强；但钎焊后焊点脏且不易清洗，同时助焊剂残留物对焊点腐蚀 非常严重。张启运和庄鸿寿主编的《钎焊手册》(机械工业出版社，1998年11月版)一 书中报道的两种液态焊铝助焊剂组成如下(1)三乙醇胺(62%,重量百分比，下同)、 乙醇胺(20%)、 Zn(BF4)2 (8%)、 Sn(BF4)2 (5%)及NH4BF4(5%); (2)三乙醇胺(37 %)、乙醇胺(30%)、 Zn(BF4)2 (10%)、 Sn(BF4)2 (8%)及NH4BF4(15%)。这种助焊剂 特点是将一些氟硼酸盐，如Zn(BF4)2和Sn(BF4)2等，溶解到有机胺(如乙醇胺、二乙醇 胺等)制成的溶液，属于有机软焊剂。有机软焊剂腐蚀性较低且焊点光亮洁净，是目前研 究的热点之一。固态焊铝助焊剂主要用于制造焊锡丝，作为焊锡丝的内芯。目前，对于用 于焊锡丝芯的固态焊铝助焊剂研究报道较少，主要原因是铝钎焯时对助焊剂活性要求高， 而加入一些起固化作用的载体(如普通松香等)会严重影响助焊剂的助焊效果及焊锡丝的 工艺性能。因此，找到一种合适的载体是研发固态焊铝助焊剂的关键和难点。日本公开特 许JP 61232092中描述的一种铝镁合金助焊剂主要组成如下氟化锶(24%，摩尔百分比， 下同)、氟化钾(48%)及氟化铝(28%)。该助焊剂属于反应型助焊剂，腐蚀性较强。同时，该助焊剂必须在450'C以上的温度才能发挥效用，且130'C温度下该助焊剂无法成为 均匀的流体，因而不适合用于焊锡丝内芯。福建师范大学申请的"铝及铝合金软钎焊钎剂 及其用途"(专利号88100868)中描述的钎剂成分(重量百分比)为含氨基有机物氟硼 酸盐1 50%、重金属氟硼酸盐0.5 50%及氨基醇10 98%;该钎剂焊接温度(300°C) 较高且常温下助焊剂呈粘稠液态，难以用于含助焊剂芯焊锡丝的生产。中国专利号 01128512.5报道的"焊铝锡丝"中所用到的焊铝助焊剂由氟硅酸重金属盐(5 20%)、氟 硼酸重金属盐(5 20%)、多乙烯多胺(60 80%)及凡士林(5 10%)组成；该助焊剂 以凡士林为载体，助焊剂常温下呈粘稠液态同样不利于焊锡丝的生产，而且助焊剂活性有 限。
技术实现思路
本专利技术在于克服现有技术的缺点，提供一种铝钎焊焊锡丝芯用助焊剂，常温下呈固态 且具有一定挺度，并具有高活性、高可靠性、高绝缘性以及显著改善焊料的可焊性和焊点 洁净等特点。本专利技术的目的通过如下技术方案实现；一种铝钎焊焊锡丝芯用助焊剂，以重量百分比计，其配方组成为(1) 改性松香 14 28%(2) 氟硼酸铵 12 24%(3) 有机胺 38 56%(4) 锌源 4 10%(5) 亚锡盐 0.5 8%(6) 氟表面活性剂 0.1 2% 所述的锌源为锌盐、锌粉或活性氧化锌；所述的有机胺为二胺和多元胺中的一种；或者是所述的有机胺为一元胺、二胺和多元 胺中的多种，其中多种中至少含有一种二胺或多元胺；所述一元胺为乙醇胺、二乙醇胺或 三乙醇胺；所述二胺或多元胺为NN-二甲基十二胺、e-羟乙基乙二胺、二乙基胺、二乙 烯二胺、二乙烯三胺、三乙烯四胺、三正辛胺、四甲基乙二胺或二亚乙基三胺；所述的亚锡盐为无机亚锡盐或有机酸亚锡；所述的氟表面活性剂为FC4430、 FC4432、 F5010、 FSN-IOO、 F501、 F502和FS-300 中的1 2种。为进一步实现本专利技术的目的，所述的改性松香优选为Foral AXE全氢化松香、KE-604 松香、KE-100松香、二聚松香145、 KR-610松香、B140聚合松香、B115聚合松香、B90 聚合松香、Polypale聚合松香、冰白松香、水白松香和歧化松香中的1~2种。所述的锌盐为无机锌盐或有机酸锌盐；所述无机锌盐优选为ZnCl2、 ZnBr2、 ZnF2、 ZnBr2或Zn(BF4)2;所述有机酸锌盐优选为硬酯酸锌。所述的无机亚锡盐优选为SnC2、 SnF2、 SnBi"2或Sn(BF4)2。所述的有机酸亚锡盐优选为辛酸亚锡。上述所述的铝钎焊焊锡丝芯用助焊剂的制备方法:在反应器内按铝钎焊焊锡丝芯用助 焊剂所述配方比重加入氟硼酸胺、锌源、亚锡盐、氟表面活性剂及有机胺；在80 10(TC 温度下连续搅拌30 45min使原料充分溶解混合；然后加入改性松香同时将温度升到 120 140'C并不断搅拌10 25min，得到黄色透明液体；将该液体冷却至室温即得到固态 的铝钎焊焊锡丝芯用助焊剂。本专利技术利用的原理如下-(1) 改性松香作为助焊剂固化载体。(2) 氟硼酸铵为去膜剂，能够在钎焊时迅速去除铝表面的氧化膜。铝与氧化铝的热 膨胀系数相差很大，钎焊时铝材表面氧化膜处容易产生龟裂。氟硼酸铵受热分解产生的 NH3、 HF及BF3气体能迅速渗入龟裂处剥落氧化膜，同时HF及BF3气体与氧化铝可反 应去膜；反应式如下A1203+6HF—2A1+3H20 (1)A1203+2BF3—2A1F3+B203 (2)(3) 锌源及亚锡盐为覆盖剂，能够在钎焊时沉积在铝的表面形成活性金属层。锌粉 易于氧化，所以实际上锌粉表面被氧化锌氧化物覆盖。氧化锌为两性氧化物，溶于呈碱性 的胺中而以离子态存在。当铝的表面氧化膜被去除后，由于铝的活性比锌强，铝将锌离子 及亚锡离子置换出来覆盖在铝的表面上形成活性金属层，利于钎料的铺展。该过程的反应 式如下2A1+3M2+—2A13++3M (3) 式(3)中M2+代表Zn2+、 Sn2+等。(4) 有机胺及氟表面活性剂为助焊剂的界面活性剂，能够在钎焊时减少熔融钎料本 身的表面张力以及熔融钎料与铝材间的界面张力，促进钎料在铝材上的润湿。研究发现， 有机胺的助焊效果非常明显，尤其是二元胺及多元胺。本专利技术焊铝助焊剂要求至少加入一 种二元胺或多元胺(如NN-二甲基十二胺、e-羟乙基乙二胺、二乙烯三胺等)，以保证 助焊剂具有更高的活性。氟本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种铝钎焊焊锡丝芯用助焊剂，其特征在于：以重量百分比计，其配方组成为：　（１）改性松香　１４～２８％　（２）氟硼酸铵　１２～２４％　（３）有机胺　３８～５６％　（４）锌源　４～１０％　（５）亚锡盐　０．５～８％　（６）氟表面活性剂　０．１～２％　所述的锌源为锌盐、锌粉或活性氧化锌；　所述的有机胺为二胺和多元胺中的一种；或者是所述的有机胺为一元胺、二胺和多元胺中的多种，其中多种中至少含有一种二胺或多元胺；所述一元胺为乙醇胺、二乙醇胺或三乙醇胺；所述二胺或多元胺为ＮＮ－二甲基十二胺、β－羟乙基乙二胺、二乙基胺、二乙烯二胺、二乙烯三胺、三乙烯四胺、三正辛胺、四甲基乙二胺或二亚乙基三胺；　所述的亚锡盐为无机亚锡盐或有机酸亚锡；　所述的氟表面活性剂为ＦＣ４４３０、ＦＣ４４３２、Ｆ５０１０、ＦＳＮ－１００、Ｆ５０１、Ｆ５０２和ＦＳ－３００中的１～２种。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张新平，刘亮岐，尹立孟，
申请(专利权)人：华南理工大学，
类型：发明
国别省市：81