CN101695796A - 一种散热器用无卤无铅焊锡膏及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及焊锡膏技术领域，特别是涉及一种散热器用无卤无铅焊锡膏及其制备方法；本发明由助焊剂和焊锡组成，其中助焊剂由下述重量配比的物质组成：树脂30％～55％、有机酸4％～8％、有机胺2％～5％、触变剂3％～10％、缓蚀剂1％～2％、表面活性剂1％～2％和溶剂；本发明不但不含卤素、对环境友好，而且腐蚀小、焊接性能好、焊点饱满、扩展率高、绝缘电阻均大于1.0×10¹²Ω。

Description

一种散热器用无卤无铅焊锡膏及其制备方法

技术领域

本发明涉及焊锡膏技术领域，特别是涉及一种散热器用无卤无铅焊锡膏及其制备方法。

背景技术

目前散热器用无铅焊锡膏中均含有卤素，卤素是焊锡膏组成材料中的活性成分，它具有表面净化的作用，在焊接时保护焊锡不被氧化，同时除去金属表面的氧化膜。但是，焊后残留的卤素会发生电子迁移而引起绝缘阻抗降低，影响锡膏的扩展率和抗氧化能力，严重时会腐蚀基板，甚至导致产品失效，给产品的可靠性带来不可避免的隐患。无卤化是无铅焊锡膏的发展趋势。

发明内容

本发明的目的之一在于：为了克服上述已有技术的缺点与不足，而提供一种即能提高焊锡膏的扩展率和抗氧化能力，同时也能减少腐蚀的散热器用无卤无铅焊锡膏。

本发明的目的之二在于：提供上述散热器用无卤无铅焊锡膏的制备方法。

本发明的目的是通过下列技术方案实现的：

一种散热器用无卤无铅焊锡膏，包括焊锡粉和助焊剂，所述的助焊剂由下述重量百分比的原料组成：

树脂      30％～55％

有机酸    4％～8％

有机胺    2％～5％

触变剂    3％～10％

苯并三氮唑        1％～2％

壬基聚氧乙烯醚    1％～2％

其余为溶剂。

其中，所述的树脂为氢化松香和聚合松香的组合物，氢化松香和聚合松香的重量比值为0.1～1。

所述的有机酸为辛二酸、戊二酸或丁二酸酐中的一种或几种的组合物。

所述的有机胺为三乙醇胺、水杨酰胺或三乙醇胺和水杨酰胺的组合物。

所述的触变剂为乙二撑双硬脂酸酰胺、氢化蓖麻油或乙二撑双硬脂酸酰胺和氢化蓖麻油的组合物。

所述的溶剂为乙二醇单丁醚、乙二醇苯醚或乙二醇单丁醚和乙二醇苯醚的组合物。

所述的焊锡粉为低温Sn42Bi58合金粉。

所述的焊锡粉由按重量百分比计的58％的金属铋和42％的金属锡组成。

所述的助焊剂与焊锡粉重量比为15～9∶85～91。

上述权利要求1～8所述散热器用无卤无铅焊锡膏的制备方法，制备步骤如下：

A、将上述量的有机酸和有机胺用上述原料重量的1.0～1.6倍溶剂混合均匀，并加热至完全溶解，制成有机酸和有机胺的混合物I，冷却到室温备用；

B、将上述量的树脂和余量溶剂混合均匀，并加热至完全溶解，制得混合物II；

C、在混合物II中加入上述量的触变剂和苯并三氮唑，完全溶解后冷却到室温，再加入上述量的壬基聚氧乙烯醚及混合物I，搅拌均匀制成肋焊剂，放置在温度为5℃～12℃的环境下备用；

D、将步骤C中制备好的助焊剂搁置24小时后，与焊锡粉按照15～9∶85～91的重量比例在真空分散机内进行混合搅拌，搅拌均匀制得成品。

本发明主要是针对现有含卤的散热器用低温无铅SnBi合金焊锡膏焊后残留物腐蚀大而研发的，扩展率低等问题；本发明选用上述的有机酸和有机胺先进行中和反应，使该组合物在常温下不与锡粉反应，从而可以延长锡膏的储存寿命和使用寿命。当焊锡膏在高温下时，有机酸和有机胺组合物的活性就会释放出来，去除金属表面的氧化层，从而达到良好的焊锡性。

由于采取上述技术方案使本发明技术与已有技术相比具有如下优点及效果：

1、本发明提供的一种散热器用无铅焊锡膏不含有卤素，扩展率高，腐蚀小，可靠性高。

2、本发明提供的一种散热器用无卤无铅焊锡膏具有高强度的抗氧化能力，良好的粘性、触变性和抗热坍塌。

具体实施方式

实施例1

助焊剂原料：聚合松香50g、氢化松香5g、辛二酸2g、戊二酸2g、三乙醇胺2g、氢化蓖麻油3g、苯并三氮唑1g、壬基聚氧乙烯醚1g、乙二醇苯醚34g。

制备方法：将辛二酸2g、戊二酸2g、三乙醇胺2g和10g乙二醇苯醚混合均匀后，加热到完全溶解，制成有机酸和有机胺组合物，冷却到室温备用。将聚合松香50g、氢化松香5g和乙二醇苯醚24g混合均匀，进行加热，完全溶解，加入氢化蓖麻油3g、苯并三氮唑1g，完全溶解后冷却到室温后，再加入壬基聚氧乙烯醚1g和有机酸和有机胺的组合物16g，搅拌均匀制成助焊剂后放置在温度为5～12℃的环境下，24h后取助焊剂15g与Sn42Bi58焊锡合金粉85g在真空分散机内进行混合搅拌，搅拌均匀得到无卤无铅焊锡膏。

实施例2

助焊剂原料：聚合松香45g、氢化松香5g、辛二酸6g、三乙醇胺2g、水杨酰胺1g、乙二撑双硬脂酸酰胺1g、氢化蓖麻油4g、苯并三氮唑1g、壬基聚氧乙烯醚1.5g、乙二醇单丁醚33.5g。

制备方法：将辛二酸6g、三乙醇胺2g、水杨酰胺1g和10g乙二醇单丁醚混合均匀后，加热到完全溶解后，制成有机酸和有机胺组合物，冷却到室温备用。将聚合松香45g、氢化松香5g和乙二醇单丁醚23.5g混合均匀，进行加热，完全溶解，加入氢化蓖麻油4g、乙二撑双硬脂酸酰胺1g、辛二酸6g、三乙醇胺2g、苯并三氮唑1g，完全溶解后冷却到室温后，再加入壬基聚氧乙烯醚1.5g、有机酸和有机胺组合物19g，搅拌均匀制成助焊剂后放置在温度为5～12℃的环境下，24h后取助焊剂14g与Sn42Bi58焊锡合金粉86g在真空分散机内进行混合搅拌，搅拌均匀得到无卤无铅焊锡膏。

实施例3

助焊剂原料：聚合松香35g、氢化松香10g、辛二酸4g、戊二酸2g、丁二酸酐2g、三乙醇胺1g、水杨酰胺3g、乙二撑双硬脂酸酰胺4g、氢化蓖麻油2g、苯并三氮唑1.5g、壬基聚氧乙烯醚1.5g、乙二醇苯醚15g、乙二醇单丁醚19g。

制备方法：将辛二酸4g、戊二酸2g、丁二酸酐2g、三乙醇胺3g、水杨酰胺3g和乙二醇苯醚10g混合均匀后，加热到完全溶解后，制成有机酸和有机胺组合物，冷却到室温备用。将聚合松香35g、氢化松香10g、乙二醇苯醚5g、乙二醇单丁醚9g混合均匀，进行加热，完全溶解，加入氢化蓖麻油2g、乙二撑双硬脂酸酰胺4g、苯并三氮唑1.5g、完全溶解后冷却到室温后，再加入壬基聚氧乙烯醚1.5g及有机酸和有机胺组合物24g，搅拌均匀制成助焊剂后放置在温度为5～12℃的环境下，24h取助焊剂87g与Sn42Bi58焊锡合金粉13g在真空分散机内进行混合搅拌，搅拌均匀得到无卤无铅焊锡膏。

实施例4

助焊剂原料：聚合松香30g、氢化松香20g、辛二酸2g、戊二酸6g、三乙醇胺1g、水杨酰胺1g、乙二撑双硬脂酸酰胺2g、氢化蓖麻油6g、苯并三氮唑2g、壬基聚氧乙烯醚2g、乙二醇单丁醚8g、乙二醇苯醚20g。

制备方法：将辛二酸2g、戊二酸6g、三乙醇胺1g、水杨酰胺1g和10g乙二醇苯醚混合均匀，加热到完全溶解制成有机酸和有机胺组合物后，冷却到室温备用。将聚合松香30g、氢化松香20g和乙二醇单丁醚8g、乙二醇苯醚10g混合均匀，进行加热，完全溶解，加入氢化蓖麻油6g、乙二撑双硬脂酸酰胺2g、苯并三氮唑2，完全溶解后冷却到室温后，再加入壬基聚氧乙烯醚2g和有机酸和有机胺组合物20g，搅拌均匀制成助焊剂后放置在温度为5～12℃的环境下，24h取助焊剂12与Sn42Bi58焊锡合金粉88g在真空分散机内进行混合搅拌，搅拌均匀得到无卤无铅焊锡膏。

实施例5

助焊剂原料：聚合松香15g、氢化松香15g、辛二酸3g、丁二酸酐3g、三乙醇胺2g、水杨酰胺2g、乙二撑双硬脂酸酰胺5g、氢化蓖麻油5g、苯并三氮唑1g、壬基聚氧乙烯醚2g、乙二醇单丁醚30g、乙二醇苯醚17g。

制备方法：将辛二酸3g、丁二酸酐3g、三乙醇胺2g、水杨酰胺2g和10g乙二醇单丁醚混合均匀后，加热到完全溶解制成有机酸和有机胺组合物后，冷却到室温备用。将聚合松香15g、氢化松香15g和乙二醇单丁醚20g、乙二醇苯醚17g，混合均匀，进行加热，完全溶解加入乙二撑双硬脂酸酰胺5g、氢化蓖麻油5g。苯并三氮唑1g，完全溶解后冷却到室温后，再加入壬基聚氧乙烯醚2g和有机酸和有机胺组合物20g，搅拌均匀制成助焊剂后放置在温度为5～12℃的环境下，24h后取助焊剂11g与Sn42Bi58焊锡合金粉89g在真空分散机内进行混合搅拌，搅拌均匀得到无卤无铅焊锡膏。

实施例6

助焊剂原料：聚合松香25g、氢化松香25g、戊二酸2g、丁二酸酐3g、水杨酰胺5g、乙二撑双硬脂酸酰胺6g、氢化蓖麻油2g、苯并三氮唑2g、壬基聚氧乙烯醚1g、乙二醇单丁醚15g和二醇苯醚14g。

制备方法：将戊二酸2g、丁二酸酐3g、水杨酰胺5g及乙二醇单丁醚10g混合均匀后，加热到完全溶解制成有机酸和有机胺组合物后，冷却到室温备用。将聚合松香25g、氢化松香25g和乙二醇单丁醚15g和乙二醇苯醚14g混合均匀，进行加热，完全溶解，加入乙二撑双硬脂酸酰胺6g、氢化蓖麻油2g、苯并三氮唑2g，完全溶解后冷却到室温后，再加入壬基聚氧乙烯醚1g和有机酸和有机胺组合物20g，搅拌均匀制成助焊剂后放置在温度为5～12℃的环境下，24h后取助焊剂91g与Sn42Bi58焊锡合金9g在真空分散机内进行混合搅拌，搅拌均匀得到无卤无铅焊锡膏。

上述实施例检测结果见表1

表1实施例检测结果

从上表可见，本发明提供的低温焊接用的无卤无铅焊锡膏不仅环保，而且各项性能优良，它可以用于点涂生产工艺，也可以用于SMT生产工艺。

Claims (10)

1.一种散热器用无卤无铅焊锡膏，包括焊锡粉和助焊剂；其特征在于，所述的助焊剂由下述重量百分比的原料组成：

树脂              30％～55％

有机酸            4％～8％

有机胺            2％～5％

触变剂            3％～10％

苯并三氮唑        1％～2％

壬基聚氧乙烯醚    1％～2％

其余为溶剂。

2.根据权利要求1所述散的热器用无卤无铅焊锡膏，其特征在于，所述的树脂为氢化松香和聚合松香的组合物，氢化松香和聚合松香的重量比值为0.1～1。

3.根据权利要求1所述散的热器用无卤无铅焊锡膏，其特征在于，所述的有机酸为辛二酸、戊二酸或丁二酸酐中的一种或几种的组合物。

4.根据权利要求1所述散的热器用无卤无铅焊锡膏，其特征在于，所述的有机胺为三乙醇胺、水杨酰胺或三乙醇胺和水杨酰胺的组合物。

5.根据权利要求1所述散的热器用无卤无铅焊锡膏，其特征在于，所述的触变剂为乙二撑双硬脂酸酰胺、氢化蓖麻油或乙二撑双硬脂酸酰胺和氢化蓖麻油的组合物。

6.根据权利要求1所述散的热器用无卤无铅焊锡膏，其特征在于，所述的溶剂为乙二醇单丁醚、乙二醇苯醚或乙二醇单丁醚和乙二醇苯醚的组合物。

7.根据权利要求1所述散的热器用无卤无铅焊锡膏，其特征在于，所述的焊锡粉为低温Sn42Bi58合金粉。

8.根据权利要求7所述散的热器用无卤无铅焊锡膏，其特征在于，所述的焊锡粉由按重量百分比计的58％的金属铋和42％的金属锡组成。

9.根据权利要求1所述散的热器用无卤无铅焊锡膏，其特征在于，所述的助焊剂与焊锡粉重量比为15～9∶85～91。

10.权利要求1所述散热器用无卤无铅焊锡膏的制备方法，其特征在于，制备步骤如下：

A、将上述量的有机酸和有机胺用上述原料重量的1.0～1.6倍溶剂混合均匀，并加热至完全溶解，制成有机酸和有机胺的混合物I，冷却到室温备用；

B、将上述量的树脂和余量溶剂混合均匀，并加热至完全溶解，制得混合物II；

C、在混合物II中加入上述量的触变剂和苯并三氮唑，完全溶解后冷却到室温，再加入上述量的壬基聚氧乙烯醚及混合物I，搅拌均匀制成肋焊剂，放置在温度为5℃～12℃的环境下备用；

D、将步骤C中制备好的助焊剂搁置24小时后，与焊锡粉按照15～9∶85～91的重量比例在真空分散机内进行混合搅拌，搅拌均匀制得成品。