CN102513737A

CN102513737A - 助焊剂及其制备方法

Info

Publication number: CN102513737A
Application number: CN2011104442430A
Authority: CN
Inventors: 杨伏国
Original assignee: Sichuan Changhong Electric Co Ltd
Current assignee: Sichuan Changhong Electric Co Ltd
Priority date: 2011-12-27
Filing date: 2011-12-27
Publication date: 2012-06-27

Abstract

本发明属于助焊剂领域，具体地说涉及一种压敏电阻两电极与外电极片焊接用的助焊剂及其制备方法。本发明解决的技术问题是使用现有助焊剂普遍存在含银焊锡熔化不完全、外电极片与压敏电阻电极之间有空洞以及纯锡焊料与外电极片不上锡。本发明的技术方案是提供一种助焊剂，该助焊剂的成分按重量百分比包括：8个碳以下的烷基醇10～90％、松香10～30％、去离子水0～70％。

Description

助焊剂及其制备方法

技术领域

本发明属于助焊剂领域，更具体地说，本发明涉及一种压敏电阻两电极与外电极片焊接用的助焊剂及其制备方法。

背景技术

焊接是电子装配中的主要工艺过程。助焊剂是焊接时使用的辅料，在焊接工艺中能帮助和促进焊接。助焊剂的主要作用是清除焊料和被焊母材表面的氧化物，使金属表面达到必要的清洁度。它防止焊接时表面的再次氧化，降低焊料表面张力，提高焊接性能。助焊剂性能的优劣，直接影响到电子产品的质量。

助焊剂的种类繁多，一般可分为无机系列、有机系列和树脂系列。

无机系列助焊剂的化学作用强，助焊性能非常好，但腐蚀作用大，属于酸性助焊剂。因为这类助焊剂溶解于水，故又称为水溶性助焊剂，包括无机酸助焊剂和无机盐助焊剂。含有无机酸的助焊剂的主要成分是盐酸、氢氟酸等，含有无机盐的助焊剂的主要成分是氯化锌、氯化铵等，它们使用后必须立即进行非常严格的清洗，因为任何残留在被焊件上的卤化物都会引起严重的腐蚀。这种助焊剂通常只用于非电子产品的焊接，在电子设备的装配中严禁使用无机系列的助焊剂。

有机系列助焊剂的助焊作用介于无机系列助焊剂和树脂系列助焊剂之间，也属于酸性水溶性助焊剂。含有有机酸的水溶性助焊剂以乳酸、柠檬酸为基础，由于它的焊接残留物可以在被焊物上保留一段时间而无严重腐蚀，因此可以用在电子设备的装配中。

在电子产品的焊接中使用比例最大的是树脂系列助焊剂。由于这类助焊剂只能溶解于有机溶剂，故又称为有机溶剂助焊剂，其主要成分是松香。松香在固态时呈非活性，只有液态时才呈活性，其熔点为127℃，活性可以持续到315℃。锡焊的最佳作业温度为240～250℃，正处于松香的活性温度范围内，且它的焊接残留物不存在腐蚀问题，这些特性使得松香类助焊剂被广泛应用于电子设备的焊接中。

近年来，随着压敏电阻技术的发展，越来越多的行业选用压敏电阻。压敏电阻两电极与电路连接的方式是通过在压敏电阻两电极上焊接外电极片来实现的。在焊接过程中，现有的助焊剂不能很好的起到助焊作用，普遍存在含银焊锡熔化不完全、外电极片与压敏电阻电极之间有空洞以及纯锡焊料与外电极片不上锡的问题，从而导致压敏电阻在工作过程中漏电流急剧增加而失去相应的电气作用。

发明内容

本发明的主要目的是提供一种助焊剂。该助焊剂可用于压敏电阻两电极与外电极片的焊接。焊接过程中使用本发明的助焊剂，可以解决使用现有助焊剂普遍存在的含银焊锡熔化不完全、外电极片与压敏电阻电极之间有空洞以及纯锡焊料与外电极片不上锡的问题。

本发明提供了一种助焊剂，其成分按重量比包括：8个碳以下的烷基醇10～90％、松香10～30％、去离子水0～70％。

进一步的，上述助焊剂由以下重量配比的成分组成：8个碳以下的烷基醇10～20％、松香10～30％、去离子水50～70％。

其中，上述助焊剂的成分可以不含去离子水，此时上述助焊剂由以下重量配比的成分组成：8个碳以下的烷基醇70～90％、松香10～30％。

其中，所述的8个碳以下的烷基醇优选4个碳以下的烷基醇，最优选甲醇、乙醇、丙二醇或异丙醇中的至少一种。

其中，所述的松香为氢化松香、水白松香、马尾松香中的至少一种。

本发明提供了一种助焊剂的制备方法，包括以下步骤：

a、松香研磨成粉末；

b、将步骤a的松香粉末溶解于8个碳以下的烷基醇中；

c、加入去离子水搅拌均匀即可。

其中，步骤b中松香粉末溶解至看不到颗粒状物质为止。

本发明还提供了不含去离子水的助焊剂的制备方法，包括以下步骤：

a、松香研磨成粉末；

b、将步骤a的松香粉末溶解于8个碳以下的烷基醇中即可。

其中，步骤b中松香粉末溶解至看不到颗粒状物质为止。

本发明还提供了上述助焊剂在压敏电阻两电极与外电极片焊接中的应用。

本发明中用于制备助焊剂的原料价格便宜，易于获得。本发明中助焊剂的制备方法操作简单，对设备要求低。制成的助焊剂无刺激气味，烟雾小，对环境无污染，对人体无伤害，湿润力强，焊后元件内无残留、无离子污染，焊后不需要清洗，焊件表面绝缘电阻高。经检测发现，本发明助焊剂扩展率高于88％、表面绝缘电阻大于6.0×10¹¹、pH6～7，表明制备的助焊剂可焊性高、无腐蚀性、长期电学性能可靠性高。使用本发明助焊剂焊接时，含银焊锡熔化完全、浸润饱满，外电极片与压敏电阻电极之间焊接良好，不会出现空洞或者纯锡焊料与外电极片不上锡的问题。良好的焊接效果可以避免压敏电阻在工作过程中因漏电流急剧增加而失去相应的电气作用。通过测试发现，本发明中的助焊剂可以起到很好的助焊作用，使得焊接产品的合格率大幅提高。焊接产品表面绝缘电阻高，在高温、大电流下工作也不会出现漏电流瞬时失效，在1mm厚的压敏芯片上不会出现爬电现象。

具体实施方式

本发明助焊剂的成分按重量比包括：8个碳以下的烷基醇10～90％、松香10～30％、去离子水0～70％。

本发明中助焊剂的制备方法包括以下步骤：

a、松香研磨成粉末；

b、将步骤a的松香粉末溶解于8个碳以下的烷基醇中；

c、加入去离子水搅拌均匀即可。

其中，步骤b中松香粉末溶解至看不到颗粒状物质为止。

本发明中不含去离水的助焊剂的制备方法包括以下步骤：

a、松香研磨成粉末；

b、将步骤a的松香粉末溶解于8个碳以下的烷基醇中即可。

其中，步骤b中松香粉末溶解至看不到颗粒状物质为止。

本发明的助焊剂属于树脂类助焊剂，其主要成分为松香。松香主要起隔绝空气、防止金属表面氧化的作用，并能在焊接的高温下与焊锡及被焊金属的表面氧化膜反应，还原纯净的金属表面，不会腐蚀被焊接元件。

本发明中的8个碳以下的烷基醇除了起溶解松香的作用外，还可以在焊接过程起清洁焊件表面的作用，并且在焊接高温下能完全挥发，不留残留物于被焊接元件内。

本发明中的去离子水不含离子形式的杂质，具有较高的电阻率。在焊接高温下，去离子水可以完全挥发，没有残留。由于松香仅溶于有机溶剂，不溶于去离子水，故可以将松香溶于8个碳以下的烷基醇中制备助焊剂；也可以先将松香溶于8个碳以下的烷基醇中，再加入去离子水制备助焊剂。在松香溶于8个碳以下的烷基醇后，再加入去离子水主要是为了降低生产成本。

在制备助焊剂的过程中，将松香研磨成粉末可以加速松香的溶解。在松香溶解过程中，应均匀搅拌使松香溶解至看不到颗粒状物质为止。在加入去离子水后，也应当搅拌均匀。

本发明对制备得到的助焊剂的物理及化学参数进行了测定，包括：物质形态、气味、颜色、扩展率、表面绝缘电阻、pH。其中，扩展率和表面绝缘电阻的测定参照SJ/T11273-2002；pH采用pH试纸测定。

此外，对使用本发明中助焊剂的焊接产品合格率进行了检测。对比助焊剂为alphametalsCo.LTD生产的RF800。使用的压敏电阻由隆科电子(惠阳)有限公司生产，型号为34S621K。使用的焊料是含银1～3％的锡箔片或纯锡箔片，规格为25mm×25mm，由上海圣双金属材料有限公司生产，牌号为Sn-2。测试流程为：焊料涂覆助焊剂-组装焊料、外电极片、压敏电阻-过回流焊-冷却-测试。测试项为焊接产品的漏电流和标称电压。测试仪器为防雷元件测试仪，型号为FC-2G。焊接温度是285℃，焊接时间4秒，助焊剂用量为0.2g。

下面结合实施例对本发明的具体实施方式做进一步的描述。

实施例1助焊剂的制备

材料：氢化松香，甲醇，去离子水。

方法：a、称氢化松香20g，研磨成粉末；

b、将步骤a中松香粉末溶解于10g甲醇中，均匀搅拌使松香溶解至看不到颗粒状物质为止；

c、将去离子水70g加入到步骤b得到的混合物中，搅拌均匀即可。

制备得到的助焊剂的物理及化学参数见表1。

实施例2助焊剂的制备

材料：马尾松香，乙醇。

方法：a、称马尾松香10g，研磨成粉状；

b、将步骤a中松香粉末溶解于90g乙醇中，搅拌均匀使松香溶解至看不到颗粒状物质即可。

制备得到的助焊剂的物理及化学参数见表1。

实施例3助焊剂的制备

材料：水白松香，马尾松香，甲醇。

方法：a、称水白松香15g，马尾松香15g，研磨成粉末；

b、将步骤a中松香粉末溶解于70g甲醇中，搅拌均匀使松香溶解至看不到颗粒状物质即可。

制备得到的助焊剂的物理及化学参数见表1。

实施例4助焊剂的制备

材料：水白松香，马尾松香，氢化松香，丙二醇，去离子水。

方法：a、称水白松香10g，马尾松香15g，氢化松香5g，研磨成粉末；

b、将步骤a中松香粉末溶解于20g丙二醇中，均匀搅拌使松香溶解至看不到颗粒状物质为止；

c、将去离子水50g加入到步骤b得到的混合物中，搅拌均匀即可。

制备得到的助焊剂的物理及化学参数见表1

实施例5助焊剂的制备

材料：水白松香，异丙醇，去离子水。

方法：a、称水白松香15g，研磨成粉末；

b、将步骤a中松香粉末溶解于25g异丙醇中，均匀搅拌使松香溶解至看不到颗粒状物质为止；

c、将去离子水60g加入到步骤b得到的混合物中，搅拌均匀即可。

制备得到的助焊剂的物理及化学参数见表1。

表1实施例1～5中制备得到的助焊剂的物理及化学参数

对实施例1～5中制备得到的助焊剂的物理及化学参数进行了测定，其中扩展率和表面绝缘电阻的测定参照SJ/T11273-2002；pH采用pH试纸测定。从表1可知：实施例1～5中制备得到的助焊剂扩展率高于88％、表面绝缘电阻大于6.0×10¹¹、pH6～7，表明制备的助焊剂可焊性高、无腐蚀性、长期电学性能可靠性高。

实施例6焊接产品的合格率统计

对比助焊剂为alphametals Co.LTD生产的RF800。使用的压敏电阻由隆科电子(惠阳)有限公司生产，型号为34S621K。使用的焊料是含银1～3％的锡箔片或纯锡箔片，规格为25mm×25mm，由上海圣双金属材料有限公司生产，牌号为Sn-2。测试流程为：焊料涂覆助焊剂-组装焊料、外电极片、压敏电阻-过回流焊-冷却-测试。测试项为焊接产品的漏电流和标称电压。测试仪器为防雷元件测试仪，型号为FC-2G。焊接温度是285℃，焊接时间4秒，助焊剂用量为0.2g。

使用本发明助焊剂的焊接过程中，无刺激气味产生，焊锡浸润饱满，当焊料是含银1～3％的锡箔片时，焊锡熔化完全外、电极片与压敏电阻电极之间有焊接良好；当焊料是纯锡箔片时，纯锡箔片与外电极片上锡良好；得到的焊接产品符合标准GB10193和ANSI/IEEEC62.33-1982。相对使用RF800助焊剂，使用本发明助焊剂焊接的产品的漏电流合格率和标称电压合格率有了很大的提高；相应的，焊接产品的合格率也有了大幅提高，见表2和表3。

表2焊料为含银1～3％的锡箔片时，焊接产品合格率(n＝50)

表3焊料为纯锡箔片时，焊接产品的合格率(n＝50)

Claims

1.一种助焊剂，其特征在于：其成分按重量比包括：8个碳以下的烷基醇10～90％、松香10～30％、去离子水0～70％。

2.根据权利要求1所述的助焊剂，其特征在于：由以下重量配比的成分组成：8个碳以下的烷基醇10～20％、松香10～30％、去离子水50～70％。

3.根据权利要求1所述的助焊剂，其特征在于：由以下重量配比的成分组成：8个碳以下的烷基醇70～90％、松香10～30％。

4.根据权利要求1～3任一项所述助焊剂，其特征在于：所述8个碳以下的烷基醇为4个碳以下的烷基醇。

5.根据权利要求4所述的助焊剂，其特征在于：所述4个碳以下的烷基醇为甲醇、乙醇、丙二醇或异丙醇中的至少一种。

6.根据权利要求1～3任一项所述的助焊剂，其特征在于：所述松香为氢化松香、水自松香或马尾松香中的至少一种。

7.权利要求2所述的助焊剂的制备方法，其特征在于：该制备方法包括以下步骤：

a、松香研磨成粉末；

b、将步骤a的松香粉末溶解于8个碳以下的烷基醇中；

c、加入去离子水搅拌均匀即可。

8.权利要求3所述的助焊剂的制备方法，其特征在于：该制备方法包括以下步骤：

a、松香研磨成粉末；

b、将步骤a的松香粉末溶解于8个碳以下的烷基醇中即可。

9.根据权利要求7或8所述的助焊剂的制备方法，其特征在于：步骤b中松香粉末溶解至看不到颗粒状物质为止。

10.权利要求1～6任一项所述的助焊剂在焊接压敏电阻两电极与外电极片中的应用。