CN101244492B

CN101244492B - 一种含有助焊剂的无铅焊料焊锡丝及其助焊剂的制备方法

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Publication number: CN101244492B
Application number: CN2008100524868A
Authority: CN
Inventors: 周义平
Original assignee: TIANJIN SONGBEN ENVIRONMENTAL PROTECTION SCIENCE AND TECHNOLOGY Co Ltd
Current assignee: TIANJIN SONGBEN ENVIRONMENTAL PROTECTION SCIENCE AND TECHNOLOGY Co Ltd
Priority date: 2008-03-21
Filing date: 2008-03-21
Publication date: 2011-05-04
Anticipated expiration: 2028-03-21
Also published as: CN101244492A

Abstract

本发明涉及一种含有助焊剂的无铅焊料焊锡丝及其助焊剂的制备方法，无铅焊料焊锡丝由锡、铜、银等合金构成，助焊剂由水白松香、合成树脂、活化剂、表面活性剂等按一定配比组成，其制备工艺是将水白松香与合成树脂按比混合加热，使其混匀，在特定的温度范围下依次加入活化剂、表面活性剂，搅拌混匀，稍后加入到挤压机中和配合好的无铅合金锭一起拉制出无铅焊料焊锡丝。使用本发明的无铅焊料焊锡丝及其助焊剂，可以满足欧盟的ROHs要求，同时使印刷板绝缘电阻高，无腐蚀，焊接时活性好，焊后焊点色浅、清洁。

Description

一种含有助焊剂的无铅焊料焊锡丝及其助焊剂的制备方法

(一)技术领域：

本发明涉及一种焊材，特别是一种含有助焊剂的无铅焊料焊锡丝及其助焊剂的制备方法。

(二)背景技术：

过去，在电子产品的焊接中都采用松香型助焊剂或免清洗助焊剂。在焊锡丝内所用的也多为松香助焊剂或免清洗助焊剂。在焊接过程中依靠助焊剂内的卤素活性剂去除基板上的氧化膜，使锡铅合金焊接牢固可靠，由这种焊剂焊接后线路板残留物多，残留物有腐蚀性，对于要求高的电子产品，焊接后必须清洗。清洗所用的溶剂为氟里昂，氟里昂的大量排放会导致臭氧层的破坏，从而破坏了人类的生存环境。

(三)发明内容：

本发明的目的在于设计一种含有助焊剂的无铅焊料焊锡丝及其助焊剂的制备方法，它是一种免清洗、使用方便、环保性强且实用的新型焊材。

本发明的技术方案：一种含有助焊剂的无铅焊料焊锡丝，其特征在于：它是由无铅焊料和免清洗固体助焊剂所构成：

所说的无铅焊料包括锡、铜、银、镍主合金，并含有0.003-0.1％钛，主合金成分为：

锡银合金，锡：96.0-99.9％；银：0.1-4.0％

锡铜合金，锡：98.0-99.7％；铜：0.3-2.0％

锡银铜合金，锡：94.0-99.6％；银：0.1-4.0％；铜：0.3-2.0％

锡银铜镍合金，锡：93.9-99.5％；银：0.1-4.0％；铜：0.3-2.0％；镍0.01-0.1％；

所说的免清洗固体助焊剂其成分为：

水白松香 75-89％

合成树脂 5-10％

活化剂 5-10％

表面活性剂 1-5％

上述所说的一种含有助焊剂的无铅焊料焊锡丝中的助焊剂的制备方法，其特征在于包括以下步骤：

①按免清洗固体助焊剂的配方即水白松香、合成树脂、活化剂、表面活性剂及其配比投料：

②将水白松香和合成树脂按比例混合加热，使其混合均匀，控制加热强度不超过110℃；

③控制温度在100-110℃的温度下依次加入表面活性剂、活化剂，搅拌混匀；

④冷却；

⑤即得到无铅锡丝用免清洗固体焊剂。

上述步骤①中采用的合成树脂为特级氢化松香，改性松香，改性氢化松香酯或歧化松香中的一种或两种以上的组合。

上述步骤①所用活化剂主要为有机酸类活化剂，所说的有机酸可以是戊二酸、乙二酸、丙二酸、己二酸、癸二酸、苹果酸、硬脂酸、软脂酸、马来酸、水杨酸、月桂酸、酒石酸中的一种或两种以上的组合。

上述步骤①所用表面活性剂为甘油单油酸酯、甘油二油酸酯、甘油三油酸酯、聚山梨酸酯40、聚山梨酸酯80、松香酸聚氧乙烯醚、乳化剂OP-6、乳化剂OP-7、乳化剂S-20、乳化剂S-40中的一种或两种以上的组合。

本发明的优越性在于：

本发明中的免清洗固体助焊剂不含卤化物和松香，焊后残留少，不带腐蚀性，有很高的绝缘电阻，焊后不需清洗，同时配合无铅合金的高熔点增加耐高温的有机活性剂，使其具有良好的活性。

本发明的另一优点是表面活性剂采用多种复配，使焊剂的各种有效份能充分混合，扩展率高，能够改进无铅焊料使用温度高、流动性差的缺点，保证无铅焊料焊锡丝的使用范围和良好的流动性。

本发明的焊剂中不含卤素，而是使用两种以上的不同有机酸配合而成。这样可以保证活性剂有较大温度活性范围，不致于出现高温失活或炭化，从而保持焊接活性。

本发明所用合成树脂干燥度好，在焊接过程中可加快干燥时间，形成均匀的保护薄膜，提高绝缘电阻，而且可以保护焊点，免受外界侵蚀。

本发明所用活性剂主要为有机酸类活性剂，依靠有机酸除去焊盘上的氧化层，使焊点牢固可靠。这些有机酸配合使用有效的提高焊接活性，降低无铅焊料的表面张力，水萃取液电阻率好，同时适当的比例可以减少焊后残留物。

(四)具体实施方式：

实施例1：一种含有助焊剂的无铅焊料焊锡丝，其特征在于：它是由无铅焊料和免清洗固体助焊剂所构成；

所说的无铅焊料包括锡、铜、银、镍主合金，并含有0.1％钛，主合金成分为：

锡银铜镍合金，锡：93.9％；银：4.0％；铜：2.0％；镍0.1％；

所说的免清洗固体助焊剂其成分为：

水白松香301# 80％

特级氢化松香 5％

氢化松香甘油酯 3％

软脂酸 2％

苹果酸 1％

己二酸 2％

癸二酸 1％

甘油二油酸酯 3％

乳化剂OP-7 2％

聚山梨酸酯40 1％

其中所说特级氢化松香和氢化松香甘油酯为合成树脂，甘油二油酸酯、乳化剂OP-7、聚山梨酸酯40为表面活性剂，软脂酸、苹果酸、己二酸、癸二酸为有机酸类活性剂。

①将水白松香301#与特级氢化松香、特级氢化松香、氢化松香甘油酯按比例混合加热，搅拌均匀，控制加热温度不超过110℃；

②控制温度在100-110℃的温度下依次加入甘油二油酸酯、乳化剂OP-7、聚山梨酸酯40，搅拌混匀；

③加入软脂酸、苹果酸、己二酸、癸二酸；

④冷却；

⑤即得到无铅锡丝用免清洗固体焊剂。

实施例2：一种含有助焊剂的无铅焊料焊锡丝，其特征在于：它是由无铅焊料和免清洗固体助焊剂所构成；

锡铜合金，锡：99.3％；铜：0.7％

所说的免清洗固体助焊剂其成分为：

水白松香301# 78％

特级氢化松香 5％

歧化松香 2％

松香甘油酯 3％

硬脂酸 2％

苹果酸 2％

己二酸 2％

甘油单油酸酯 3％

乳化剂OP-6 2％

乳化剂S-20 1％

其中所说特级氢化松香、歧化松香、松香甘油酯为合成树脂，甘油单油酸酯、乳化剂OP-6、乳化剂S-20为表面活性剂，硬脂酸、苹果酸、己二酸为有机酸类活性剂。

①将水白松香301#与特级氢化松香、歧化松香、松香甘油酯按比例混合加热，搅拌均匀，控制加热温度不超过110℃；

②然后控制温度在100-110℃的温度下依次加入甘油单油酸酯、乳化剂OP-6、乳化剂S-20，搅拌混匀；

③加入硬脂酸、苹果酸、己二酸；

④冷却；

⑤即得到无铅锡丝用免清洗固体焊剂。

实施例3：一种含有助焊剂的无铅焊料焊锡丝，其特征在于：它是由无铅焊料和免清洗固体助焊剂所构成；

锡银合金，锡：96.0％；银：4.0％

所说的免清洗固体助焊剂其成分为：

水白松香301# 81％

特级氢化松香 5％

松香季戊四醇酯 4％

己二酸 4％

马来酸 1％

甘油三油酸酯 3％

松香酸聚氧乙烯醚 2％

其中所说特级氢化松香、松香季戊四醇酯为合成树脂，甘油三油酸酯、松香酸聚氧乙烯醚为表面活性剂，己二酸、马来酸为有机酸类活性剂。

①将水白松香301#与特级氢化松香、特级氢化松香、松香季戊四醇酯按比例混合加热，搅拌均匀，控制加热温度不超过110℃；

②控制温度在100-110℃的温度下依次加入甘油三油酸酯、松香酸聚氧乙烯醚，搅拌混匀；

③加入己二酸、马来酸、月桂酸；

④冷却；

⑤即得到无铅锡丝用免清洗固体焊剂。

根据GB/T 20422-2006《无铅钎料》国家标准测定各项性能为

参照例为市售同类产品检测数据。

Claims

1.一种含有助焊剂的无铅焊料焊锡丝，其特征在于：它是由无铅焊料和免清洗固体助焊剂所构成：

所说的无铅焊料由主合金和钛组成，所说的主合金为锡银合金、锡铜合金、锡银铜合金、锡银铜镍合金中的任意一种，所说的钛含量为0.003-0.1％；

主合金成分为：

锡银合金：锡96.0-99.9％、银0.1-4.0％；

锡铜合金：锡98.0-99.7％、铜0.3-2.0％；

锡银铜合金：锡94.0-99.6％、银0.1-4.0％、铜0.3-2.0％；

锡银铜镍合金：锡93.9-99.5％、银0.1-4.0％、铜0.3-2.0％、镍0.01-0.1％；

所说的免清洗固体助焊剂由水白松香、合成树脂、活化剂、表面活性剂组成，其成分为：

水白松香 75-89％，

合成树脂 5-10％，

活化剂 5-10％，

表面活性剂 1-5％。

2.根据权利要求1所说的一种含有助焊剂的无铅焊料焊锡丝，其特征在于：它是由无铅焊料和免清洗固体助焊剂所构成；

所说的无铅焊料包括主合金锡银铜镍合金，并含有0.1％钛，主合金锡银铜镍合金成分为：锡93.9％、银4.0％、铜2.0％、镍0.1％；

所说的免清洗固体助焊剂由水白松香301#、特级氢化松香、氢化松香甘油酯、软脂酸、苹果酸、己二酸、癸二酸、甘油二油酸酯、乳化剂OP-7、聚山梨酸酯40构成，其成分为：

水白松香301# 80％，

特级氢化松香 5％，

氢化松香甘油酯 3％，

软脂酸 2％，

苹果酸 1％，

己二酸 2％，

癸二酸 1％，

甘油二油酸酯 3％，

乳化剂OP-7 2％，

聚山梨酸酯40 1％。

3.根据权利要求1所说的一种含有助焊剂的无铅焊料焊锡丝，其特征在于：它是由无铅焊料和免清洗固体助焊剂所构成；

所说的无铅焊料包括主合金锡铜合金，并含有0.1％钛，主合金成分为：

所说的锡铜合金的配方为：锡99.3％、铜：0.7％；

所说的免清洗固体助焊剂由水白松香301#、特级氢化松香、歧化松香、松香甘油酯、硬脂酸、苹果酸、己二酸、甘油单油酸酯、乳化剂OP-6、乳化剂S-20组成，其成分为：

水白松香301# 78％，

特级氢化松香 5％，

歧化松香 2％，

松香甘油酯 3％，

硬脂酸 2％，

苹果酸 2％，

己二酸 2％，

甘油单油酸酯 3％，

乳化剂OP-6 2％，

乳化剂S-20 1％。

4.根据权利要求1所说一种含有助焊剂的无铅焊料焊锡丝，其特征在于：它是由无铅焊料和免清洗固体助焊剂所构成；

所说的无铅焊料包括锡银合金主合金，并含有0.1％钛，所说的锡银合金配方为：锡96.0％、银4.0％；

所说的免清洗固体助焊剂由水白松香301#、特级氢化松香、松香季戊四醇酯、己二酸、马来酸、甘油三油酸酯、松香酸聚氧乙烯醚组成，其成分为：

水白松香301# 81％，

特级氢化松香 5％，

松香季戊四醇酯 4％，

己二酸 4％，

马来酸 1％，

甘油三油酸酯 3％，

松香酸聚氧乙烯醚 2％。

5.根据权利要求1所说的一种含有助焊剂的无铅焊料焊锡丝中的助焊剂的制备方法，其特征在于包括以下步骤：

①按免清洗固体助焊剂的配方水白松香、合成树脂、活化剂、表面活性剂及配比投料：

②将水白松香和合成树脂按比例混合加热，使其混合均匀，控制加热温度不超过110℃；

④冷却；

⑤即得到无铅锡丝用免清洗固体焊剂。

6.根据权利要求5所说的一种含有助焊剂的无铅焊料焊锡丝中的助焊剂的制备方法，其特征在于步骤①中采用的合成树脂为特级氢化松香，改性松香，改性氢化松香酯或歧化松香中的一种或两种以上的组合。

7.根据权利要求5所说的一种含有助焊剂的无铅焊料焊锡丝中的助焊剂的制备方法，其特征在于步骤①所用活化剂主要为有机酸类活化剂，所说的有机酸可以是戊二酸、乙二酸、丙二酸、己二酸、癸二酸、苹果酸、硬脂酸、软脂酸、马来酸、水杨酸、月桂酸、酒石酸中的任何一种中的一种或两种以上的组合。

8.根据权利要求5所说的一种含有助焊剂的无铅焊料焊锡丝中的助焊剂的制备方法，其特征在于步骤①所用表面活性剂主要为甘油单油酸酯、甘油二油酸酯、甘油三油酸酯、聚山梨酸酯40、聚山梨酸酯80、松香酸聚氧乙烯醚、乳化剂OP-6、乳化剂OP-7、乳化剂S-20、乳化剂S-40中的一种或两种以上的组合。