CN101224525A

CN101224525A - 一种无铅膏体焊接材料及其制备方法

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Publication number: CN101224525A
Application number: CNA2008100259294A
Authority: CN
Inventors: 曾宪逸; 陆雁
Original assignee: GUANGZHOU TIAN SHUO ELECTRONIC TECHNOLOGY Co Ltd
Current assignee: GUANGZHOU TIAN SHUO ELECTRONIC TECHNOLOGY Co Ltd
Priority date: 2008-01-21
Filing date: 2008-01-21
Publication date: 2008-07-23

Abstract

本发明公开了一种无铅膏体焊接材料，由Sn－Cu－Ti焊料粉与焊膏助焊剂按10∶0.8～1.5的重量比例混合制成，其中Sn－Cu－Ti焊料粉的组成成分为：Sn95～99wt％，Cu 0.5～2wt％，Ti余量；焊膏助焊剂的组成成分为：粘结成膜剂45～65％，活化及表面活性剂0.2～15％，触变防沉增滑剂1～10％，配合添加剂0.5～10％，溶剂余量。本发明还公开了该无铅膏体焊接材料的制备方法。本发明无铅膏体焊接材料，经检测和实际应用具如下优点：膏体细腻，不含卤素，无异味，印刷性优良，焊点成型性好，不粘板，不搭桥，不拔尖，有持久的慢干性。经回流后焊点光亮、饱满，焊面平整，无残渣，免清洗。本发明无铅膏体焊接材料适用在熔点227℃的温度范围内实现焊接的领域，尤其适用于贴装焊接或需要用膏体材料焊接的其他领域。

Description

一种无铅膏体焊接材料及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种电子产品使用的无铅膏体焊接材料，同时本发明还涉及一种无铅膏体焊接材料的制备方法。

背景技术

本申请人发明的一种新型无铅及无贵金属Ag的焊料Sn-Cu-Ti(中国专利ZL200410051200.6)，该材料已在波峰焊，PCB热风整平，引线浸锡，热镀锡领域被广泛应用，为推广到贴装及需要以膏体形式使用的领域，需要研制成膏体即成为焊膏，本发明旨在满足该要求。

发明内容

本发明的目的是提供一种电子产品使用的无铅膏体焊接材料，该无铅膏体焊接材料适用在熔点227℃的温度范围内实现焊接的领域，尤其适用于贴装焊接或需要用膏体材料焊接的其他领域。

本发明的另一目的是提供一种工艺简单的无铅膏体焊接材料的制备方法。

本发明提供的一种无铅膏体焊接材料，由Sn-Cu-Ti焊料粉与焊膏助焊剂按10∶0.8～1.5的重量比例混合制成，其中Sn-Cu-Ti焊料粉的组成成分为：Sn95～99wt％，Cu 0.5～2wt％，Ti余量；焊膏助焊剂的组成成分为：粘结成膜剂45～65％，活化及表面活性剂0.2～15％，触变防沉增滑剂1～10％，配合添加剂0.5～10％，溶剂余量。

所述的粘结成膜剂为氢化松香，聚合松香，水白松香，TSR-685树脂，TSR-610树脂，压克力120树脂，聚合α-苯乙烯树脂，甲基苯乙烯树脂，氢化松香甘油酯和FE-625树脂中的二种或二种以上的混合物。

所述的活化及表面活性剂为丁二酸，戊二酸，水杨酸，癸二酸，十八酸，二乙醇胺，三乙醇胺，环己胺，十六烷基三甲基溴化铵和FSN-100氟油中的二种或二种以上的混合物。

所述的触变防沉增滑剂为蓖麻油，氢化蓖麻油，聚酰胺蜡，聚乙烯蜡，脂肪酸酰胺，乙二撑双硬脂酸酰胺和亚甲基硬脂酸酰胺中的一种或几种的混合物。

所述的配合添加剂为甘油，苯并三氮唑，抗氧剂264和抗氧剂1010中的一种或几种的混合物。

所述的溶剂为二甘醇单丁醚，二甘醇单己醚，乙二醇醚，苯甲醇，二甘醇，二丙酮醇，聚乙二醇，N-甲基-2-吡咯烷酮，1，2-丙二醇和辛烷中的二种或二种以上的混合物。

本发明提供的无铅膏体焊接材料的制备方法，其特征在于包括以下步骤：

(1)制备Sn-Cu-Ti焊料粉：由电炉熔炼法将Sn-Cu-Ti焊料合金制成粒度组成为25～45um的球形焊料粉；

(2)制备焊料助焊剂：先按配料量的溶剂和粘结成膜剂置于带分散装置的容器中，加热并不断搅拌至物料完全溶解，然后一次性加入其余物料，继续加热搅拌至所有物料完全溶解成清亮稀粘稠液体即停止加热和搅拌，封好容器口，静置冷却至室温，得到焊料助焊剂；

(3)制备无铅膏体焊接材料：将Sn-Cu-Ti焊料粉与焊膏助焊剂按10∶0.8～1.5的重量比例，先将焊膏助焊剂置于合成器中，然后加入Sn-Cu-Ti焊料粉，将合成器密封，然后启动真空系统抽真空后充入N₂气至正压，随后启动搅拌系统搅拌，停止搅拌，出料，即得。

上述制备方法中，步骤(3)中启动真空系统抽真空至-0.1MPa的真空度，达到该真空度后再充入N₂气至正压；启动搅拌系统搅拌时，先用低转速搅拌10～15分钟，然后逐渐加速至60转/分，再继续搅拌10～15分钟后停止搅拌；无铅膏体焊接材料出料后装入带密封盖的定量专用罐中，并置于4-8℃冷库中保存。

本发明无铅膏体焊接材料，经检测和实际应用具如下优点：膏体细腻，不含卤素，无异味，印刷性优良，焊点成型性好，不粘板，不搭桥，不拔尖，有持久的慢干性。经回流后焊点光亮、饱满，焊面平整，无残渣，免清洗。焊接产品经标准检测和破坏性检测，证明可靠性优良。

本发明无铅膏体焊接材料适用在熔点227℃的温度范围内实现焊接的领域，尤其适用于贴装焊接或需要用膏体材料焊接的其他领域。

具体实施方式

以下列举具体实施例对本发明进行说明。需要指出的是，实施例只用于对本发明作进一步说明，不代表本发明的保护范围，其他人根据本发明的提示做出的非本质的修改和调整，仍属于本发明的保护范围。

实施例1

一种无铅膏体焊接材料，由Sn-Cu-Ti焊料粉与焊膏助焊剂按10∶0.9的重量比例混合制成，其中

Sn-Cu-Ti焊料粉的组成成分(wt％)为：Sn 96，Cu 0.5，Ti 3.5；

焊膏助焊剂的组成成分(wt％)为：氢化松香45，聚合α-苯乙烯树脂10，丁二酸6.8，乙二撑双硬脂酸酰胺6，苯并三氮唑1，十六烷基三甲基溴化铵0.2，二甘醇单丁醚16，苯甲醇10，二甘醇5。

上述无铅膏体焊接材料的制备方法是：

(1)制备Sn-Cu-Ti焊料粉：由电炉熔炼法将Sn-Cu-Ti焊料合金制成粒度组成为25um的球形焊料粉；

(3)制备无铅膏体焊接材料：将Sn-Cu-Ti焊料粉与焊膏助焊剂按10∶0.9的重量比例，先将焊膏助焊剂置于合成器中，然后加入Sn-Cu-Ti焊料粉，将合成器密封，然后启动真空系统抽真空后充入N₂气至正压，随后启动搅拌系统搅拌，先用低转速搅拌10分钟，然后逐渐加速至60转/分，再继续搅拌10分钟停止搅拌，出料，即得，出料后装入带密封盖的定量专用罐中，并置于4-8℃冷库中保存。

实施例2

一种无铅膏体焊接材料，由Sn-Cu-Ti焊料粉与焊膏助焊剂按10∶1.0的重量比例混合制成，其中

Sn-Cu-Ti焊料粉的组成成分(wt％)为：Sn 96，Cu 1，Ti 3；

焊膏助焊剂的组成成分(wt％)为：聚合松香30，压克力120树脂18，TSR-610树脂6，丁二酸5.9，亚甲基硬脂酸酰胺5，聚乙烯蜡4，苯并三氮唑1，十六烷基三甲基溴化铵0.1，二甘醇单丁醚20，苯甲醇10。

上述无铅膏体焊接材料的制备方法是：

(3)制备无铅膏体焊接材料：将Sn-Cu-Ti焊料粉与焊膏助焊剂按10∶1.0的重量比例，先将焊膏助焊剂置于合成器中，然后加入Sn-Cu-Ti焊料粉，将合成器密封，然后启动真空系统抽真空后充入N₂气至正压，随后启动搅拌系统搅拌，先用低转速搅拌10分钟，然后逐渐加速至60转/分，再继续搅拌10分钟停止搅拌，出料，即得，出料后装入带密封盖的定量专用罐中，并置于4-8℃冷库中保存。

实施例3

一种无铅膏体焊接材料，由Sn-Cu-Ti焊料粉与焊膏助焊剂按10∶1.3的重量比例混合制成，其中

Sn-Cu-Ti焊料粉的组成成分(wt％)为：Sn 98，Cu 1，Ti 1；

焊膏助焊剂的组成成分(wt％)为：聚合松香28，TSR-685树脂16，TSR-610树脂11，丁二酸6，水杨酸2.4，乙二撑双硬脂酸酰胺2.5，氢化蓖麻油2.5，蓖麻油3，苯并三氮唑1，十六烷基三甲基溴化铵0.1，二甘醇单丁醚16.5，N-甲基-2-吡咯烷酮8.5，二甘醇2.5。

上述无铅膏体焊接材料的制备方法是：

(1)制备Sn-Cu-Ti焊料粉：由电炉熔炼法将Sn-Cu-Ti焊料合金制成粒度组成为30um的球形焊料粉；

(3)制备无铅膏体焊接材料：将Sn-Cu-Ti焊料粉与焊膏助焊剂按10∶1.3的重量比例，先将焊膏助焊剂置于合成器中，然后加入Sn-Cu-Ti焊料粉，将合成器密封，然后启动真空系统抽真空至-0.1MPa的真空度，达到该真空度后再充入N₂气至正压，随后启动搅拌系统搅拌，先用低转速搅拌12分钟，然后逐渐加速至60转/分，再继续搅拌12分钟停止搅拌，出料，即得，出料后装入带密封盖的定量专用罐中，并置于4-8℃冷库中保存。

实施例4

一种无铅膏体焊接材料，由Sn-Cu-Ti焊料粉与焊膏助焊剂按10∶1.2的重量比例混合制成，其中

Sn-Cu-Ti焊料粉的组成成分(wt％)为：Sn 97，Cu 2，Ti 1；

焊膏助焊剂的组成成分(wt％)为：氢化松香30，聚合松香10，氢化松香甘油酯11，氢化蓖麻油5，亚甲基硬脂酸酰胺5，丁二酸1.8，十八酸1.5，苯并三氮唑1，FSN-100氟油0.2，二甘醇单丁醚28，三乙醇胺3.5，辛烷3。

上述无铅膏体焊接材料的制备方法是：

(1)制备Sn-Cu-Ti焊料粉：由电炉熔炼法将Sn-Cu-Ti焊料合金制成粒度组成为35um的球形焊料粉；

(3)制备无铅膏体焊接材料：将Sn-Cu-Ti焊料粉与焊膏助焊剂按10∶1.2的重量比例，先将焊膏助焊剂置于合成器中，然后加入Sn-Cu-Ti焊料粉，将合成器密封，然后启动真空系统抽真空至-0.1MPa的真空度，达到该真空度后再充入N₂气至正压，随后启动搅拌系统搅拌，先用低转速搅拌15分钟，然后逐渐加速至60转/分，再继续搅拌15分钟停止搅拌，出料，即得，出料后装入带密封盖的定量专用罐中，并置于4-8℃冷库中保存。

实施例5

一种无铅膏体焊接材料，由Sn-Cu-Ti焊料粉与焊膏助焊剂按10∶1.5的重量比例混合制成，其中

Sn-Cu-Ti焊料粉的组成成分(wt％)为：Sn 99，Cu 0.5，Ti 0.5；

焊膏助焊剂的组成成分(wt％)为：氢化松香25，聚合松香15，FE-625树脂10，TSR-685树脂10，氢化蓖麻油2，聚乙烯腊2，亚甲基硬脂酸酰胺5，水杨酸2，十八酸1.5，苯甲醇2，二甘醇单己醚20，辛烷3，FSN-100氟油0.5，苯并三氮唑1，抗氧剂2641。

上述无铅膏体焊接材料的制备方法是：

(3)制备无铅膏体焊接材料：将Sn-Cu-Ti焊料粉与焊膏助焊剂按10∶1.5的重量比例，先将焊膏助焊剂置于合成器中，然后加入Sn-Cu-Ti焊料粉，将合成器密封，然后启动真空系统抽真空至-0.1MPa的真空度，达到该真空度后再充入N₂气至正压，随后启动搅拌系统搅拌，先用低转速搅拌15分钟，然后逐渐加速至60转/分，再继续搅拌15分钟停止搅拌，出料，即得，出料后装入带密封盖的定量专用罐中，并置于4-8℃冷库中保存。

Claims

1.一种无铅膏体焊接材料，其特征在于：由Sn-Cu-Ti焊料粉与焊膏助焊剂按10∶0.8～1.5的重量比例混合制成，其中Sn-Cu-Ti焊料粉的组成成分为：Sn95～99wt％，Cu 0.5～2wt％，Ti余量；焊膏助焊剂的组成成分为：粘结成膜剂45～65％，活化及表面活性剂0.2～15％，触变防沉增滑剂1～10％，配合添加剂0.5～10％，溶剂余量。

2.根据权利要求1所述的无铅膏体焊接材料，其特征在于：所述的粘结成膜剂为氢化松香，聚合松香，水白松香，TSR-685树脂，TSR-610树脂，压克力120树脂，聚合α-苯乙烯树脂，甲基苯乙烯树脂，氢化松香甘油酯和FE-625树脂中的二种或二种以上的混合物。

3.根据权利要求1所述的无铅膏体焊接材料，其特征在于：所述的活化及表面活性剂为丁二酸，戊二酸，水杨酸，癸二酸，十八酸，二乙醇胺，三乙醇胺，环己胺，十六烷基三甲基溴化铵和FSN-100氟油中的二种或二种以上的混合物。

4.根据专利要求1所述的无铅膏体焊接材料，其特征在于：所述的触变防沉增滑剂为蓖麻油，氢化蓖麻油，聚酰胺蜡，聚乙烯蜡，脂肪酸酰胺，乙二撑双硬脂酸酰胺和亚甲基硬脂酸酰胺中的一种或几种的混合物。

5.根据专利要求1所述的无铅膏体焊接材料，其特征在于：所述的配合添加剂为甘油，苯并三氮唑，抗氧剂264和抗氧剂1010中的一种或几种的混合物。

6.根据专利要求1所述的无铅膏体焊接材料，其特征在于：所述的溶剂为二甘醇单丁醚，二甘醇单己醚，乙二醇醚，苯甲醇，二甘醇，二丙酮醇，聚乙二醇，N-甲基-2-吡咯烷酮，1，2-丙二醇和辛烷中的二种或二种以上的混合物。

7.权利要求1所述的无铅膏体焊接材料的制备方法，其特征在于包括以下步骤：

8.根据权利要求7所述的无铅膏体焊接材料的制备方法，其特征在于：步骤(3)中启动真空系统抽真空至-0.1MPa的真空度，达到该真空度后再充入N₂气至正压。

9.根据权利要求7所述的无铅膏体焊接材料的制备方法，其特征在于：步骤(3)中启动搅拌系统搅拌时，先用低转速搅拌10～15分钟，然后逐渐加速至60转/分，再继续搅拌10～15分钟后停止搅拌。

10.根据权利要求7所述的无铅膏体焊接材料的制备方法，其特征在于：步骤(3)中无铅膏体焊接材料出料后装入带密封盖的定量专用罐中，并置于4-8℃冷库中保存。