CN102922162A - 一种焊铝锡膏及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种焊铝锡膏及其制备方法，包括以下步骤：1）按照重量百分比计，称取氟化羟胺60-85%、金属活性盐5-30%、活性剂1-5%、缓蚀剂0.1-5%，混合均匀，得到助焊剂，备用；2）按照重量百分比计，助焊剂5-30%，锡粉70-95%，向所述助焊剂中加入所述锡粉，并在加入过程中不断搅拌，混合均匀后即得所述焊铝锡膏。本发明的焊铝锡膏具有以下优点：1、对于焊接前要求焊料预涂布或焊接形状比较复杂的物体的焊接具有优良的效果，焊接扩展率70~90%；2、对一些相对于铜来说比较难焊的金属如不锈钢，铝等具有良好的焊接效果。
Description
技术领域
本发明涉及电子部件的软钎焊所使用的膏状钎焊料，具体涉及一种可以满足特殊场合铝的软钎焊焊接或是其他较难焊金属的焊接的焊铝锡膏及其制备方法。
背景技术
焊锡膏是电子印制电路板回流焊接所使用的焊料。焊锡膏是由超细锡基球形焊料粉（20-75μm）和膏状焊接组合物（助焊膏）混合搅拌而成的。助焊膏通常包含树脂、触变剂、溶剂、活化剂、缓蚀剂及其他助剂。助焊膏在焊锡膏中有两个功能：一是帮助焊接，即在受热时去除金属氧化物，助焊膏中需添加活化剂；二是作为焊料粉的载体，助焊膏需添加树脂、溶剂、触变剂等调配成合适的膏状。应用于电子印制电路板焊接的传统焊锡膏，所使用的树脂材料通常为松香及其衍生物，也有报道使用环氧树脂其作用主要在于使焊锡膏具有一定的粘度与粘性，在焊接过程中起一部分去除氧化物的助焊作用，并在焊接完成后形成无腐蚀、不导电的保护层。但松香提供的助焊活性不足，助焊剂中需添加活化剂（例如：丁二酸等有机酸、2-乙基咪唑等有机胺），为提高焊锡膏的焊接能力也会加入有机卤化物作为加强活性。传统印制电路板用焊锡膏由于其特定工艺需要，其活化剂添加原则在于：
（1）为提高焊锡膏的保质期而选用较高温度才强烈发挥去除氧化物活化作用的活化剂，这类活化剂通常在室温或低温去除氧化物的能力很弱，在焊接过程中需要较长加热时间才能完成好的焊接效果。
（2）印制电路板的焊盘镀层通常为Cu、Au、Ag、Sn等，这些镀层表面的氧化物相对容易去除，而且印制电路板通常采取涂覆OSP涂层、真空包装等防护措施，印制电路板通常表现比较良好的钎焊性。而印制电路板焊接焊后通常是免洗的，要求具有较高的表面绝缘电阻、低的腐蚀性。添加有机酸（丁二酸、己二酸等）、有机胺（环己胺、三乙醇胺、2-乙基咪唑等）、卤素化合物（二苯胍氢溴酸盐、三乙醇胺氢溴酸盐、二溴丁二酸等）即可满足要求，这些活化剂的添加量需进行控制。强酸（氟硼酸、氟硅酸、磷酸、有机磷酸等）等具有强腐蚀的活化剂是无需添加也不能添加。未经过改良直接添加强腐蚀性活化剂将表现为焊锡膏粘度短时间内劣化，不能使用模板印刷，更不能采用点胶设备点涂。对于一些在某些特殊焊接场合传统的焊锡丝烙铁焊接或浸焊方式无法使用，比方说焊接前要求焊料预涂布，或焊接形状比较复杂。另外还有一些相对于铜来说比较难焊的金属如不锈钢等时，现在的焊料都无法满足这些需求。
发明内容
本发明提出一种焊铝锡膏，解决了现有技术中一些在某些特殊焊接场合传统的焊锡丝烙铁焊接或浸焊方式无法使用，相对于铜来说比较难焊的金属时，现在的焊料都无法满足的问题。
本发明的技术方案是这样实现的：一种焊铝锡膏，按照重量百分比计，包括助焊剂5-30%，锡粉为70-95%；其中所述的助焊剂，按照重量百分比计，包括氟化羟胺60-85%、金属活性盐5-30%、活性剂1-5%、缓蚀剂0.1-5%。
作为优选的技术方案，所述的助焊剂，按照重量百分比计，包括氟化羟胺80%、金属活性盐15%、活性剂2%、缓蚀剂3%。
作为优选的技术方案，所述的氟化羟胺制备方法，包括以下步骤：
1）按照重量百分比计，取乙二胺1-5%、乙醇胺3-30%、二乙醇胺20-90%和三乙醇胺5-80%，混合均匀，得到混合物；
2）用氢氟酸将所得混合物中和至PH值为6.5-8；
3）将上述中和产物在140-160℃温度下蒸发3.5-4.5小时。
作为优选的技术方案，所述的金属活性盐为氟化锡、氟化亚锡、氟硼酸亚锡、氯化亚锡、氟化锌、氟硼酸锌、氯化锌和氯化铋中的一种或一种以上的组合。
作为优选的技术方案，所述的活化剂为二乙胺盐酸盐、三乙胺盐酸盐、氟化锂、氟化钠、氟化镁和氟化铝中的一种或一种以上的组合。
作为优选的技术方案，所述的缓蚀剂为苯并三氮唑和/或哌嗪。
本发明还提出一种制备焊铝锡膏的方法，包括以下步骤：
1）按照重量百分比计，称取氟化羟胺60-85%、金属活性盐5-30%、活性剂1-5%、缓蚀剂0.1-5%，混合均匀，得到助焊剂，备用；
2）按照重量百分比计，助焊剂5-30%，锡粉70-95%，向所述助焊剂中加入所述锡粉，并在加入过程中不断搅拌，混合均匀后即得所述焊铝锡膏。
作为优选的技术方案，所述的金属活性盐为氟化锡、氟化亚锡、氟硼酸亚锡、氯化亚锡、氟化锌、氟硼酸锌、氯化锌和氯化铋中的一种或一种以上的组合。
作为优选的技术方案，所述的活化剂为二乙胺盐酸盐、三乙胺盐酸盐、氟化锂、氟化钠、氟化镁和氟化铝中的一种或一种以上的组合。
作为优选的技术方案，所述的缓蚀剂为苯并三氮唑和/或哌嗪。
本发明中的锡粉可以根据客户要求的合金类型选用市售锡粉。
由于采用了上述技术方案，一种焊铝锡膏及其制备方法，包括步骤：按照重量百分比计，称取氟化羟胺60-85%、金属活性盐5-30%、活性剂1-5%、缓蚀剂0.1-5%，混合均匀，得到助焊剂，备用；按照重量百分比计，助焊剂5-30%，锡粉70-95%，向所述助焊剂中加入所述锡粉，并在加入过程中不断搅拌，混合均匀后即得所述焊铝锡膏；对于焊接前要求焊料预涂布或焊接形状比较复杂的物体的焊接具有优良的效果，焊接扩展率70-90%；本发明的焊铝锡膏对一些相对于铜来说比较难焊的金属如不锈钢，铝等具有良好的焊接效果。
附图说明
图1为本发明的氟化羟胺制备的制备工艺流程图。
图2为本发明的焊铝锡膏的制备工艺流程图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1和图2所示，一种焊铝锡膏，按照重量百分比计，包括助焊剂5-30%，锡粉为70-95%；其中所述的助焊剂，按照重量百分比计，包括氟化羟胺60-85%、金属活性盐5-30%、活性剂1-5%、缓蚀剂0.1-5%。
所述的助焊剂，按照重量百分比计，包括氟化羟胺80%、金属活性盐15%、活性剂2%、缓蚀剂3%。
所述氟化羟胺的制备方法，包括以下步骤：
1）按照重量百分比计，取乙二胺1-5%、乙醇胺3-30%、二乙醇胺20-90%和三乙醇胺5-80%，混合均匀，得到混合物；
2）用氢氟酸将所得混合物中和至PH值为6.5-8；
3）将上述中和产物在140-160℃温度下蒸发3.5-4.5小时。
所述的金属活性盐为氟化锡、氟化亚锡、氟硼酸亚锡、氯化亚锡、氟化锌、氟硼酸锌、氯化锌和氯化铋中的一种或一种以上的组合。
所述的活化剂为二乙胺盐酸盐、三乙胺盐酸盐、氟化锂、氟化钠、氟化镁和氟化铝中的一种或一种以上的组合。
所述的缓蚀剂为苯并三氮唑和/或哌嗪。
一种制备焊铝锡膏的方法，包括以下步骤：
1）按照重量百分比计，称取氟化羟胺60-85%、金属活性盐5-30%、活性剂1-5%、缓蚀剂0.1-5%，混合均匀，得到助焊剂，备用；
2）按照重量百分比计，助焊剂5-30%，锡粉70-95%，向所述助焊剂中加入所述锡粉，并在加入过程中不断搅拌，混合均匀后即得所述焊铝锡膏。
所述的金属活性盐为氟化锡、氟化亚锡、氟硼酸亚锡、氯化亚锡、氟化锌、氟硼酸锌、氯化锌和氯化铋中的一种或一种以上的组合。
所述的活化剂为二乙胺盐酸盐、三乙胺盐酸盐、氟化锂、氟化钠、氟化镁和氟化铝中的一种或一种以上的组合。
所述的缓蚀剂为苯并三氮唑和/或哌嗪。
一、氟化羟胺的制备
实施例1
氟化羟胺的制备方法，它包括以下步骤：
1）按照重量百分比计，取乙二胺1%、乙醇胺30%、二乙醇胺64%和三乙醇胺5%，混合搅拌均匀，得到混合物；
2）用氢氟酸将所得混合物中和至PH值为6.5；
3）将上述中和产物在140℃温度下蒸发4.5小时，以去除其中的水分，防止后续焊接飞溅。
实施例2
氟化羟胺的制备方法，它包括以下步骤：
1）按照重量百分比计，取乙二胺5%、乙醇胺3%、二乙醇胺84%和三乙醇胺8%，混合搅拌均匀，得到混合物；
2）用氢氟酸将所得混合物中和至PH值为7；
3）将上述中和产物在160℃温度下蒸发3.5小时，以去除其中的水分，防止后续焊接飞溅。
实施例3
氟化羟胺的制备方法，它包括以下步骤：
1）按照重量百分比计，取乙二胺2%、乙醇胺3%、二乙醇胺20%和三乙醇胺75%，混合搅拌均匀，得到混合物；
2）用氢氟酸将所得混合物中和至PH值为8；
3）将上述中和产物在150℃温度下蒸发4小时，以去除其中的水分，防止后续焊接飞溅。
实施例4
氟化羟胺的制备方法，它包括以下步骤：
1）按照重量百分比计，取乙二胺2%、乙醇胺3%、二乙醇胺90%和三乙醇胺5%，混合搅拌均匀，得到混合物；
2）用氢氟酸将所得混合物中和至PH值为7；
3）将上述中和产物在155℃温度下蒸发4.5小时，以去除其中的水分，防止后续焊接飞溅。
二、一种焊铝锡膏的制备
实施例5
一种焊铝锡膏的制备方法，它包括以下步骤：
第一步、按照重量百分比计，称取实施例1所制备的氟化羟胺80%、氟化锡5%、氟硼酸亚锡5%、氯化锌5%、二乙胺盐酸盐2%、苯并三氮唑3%，混合均匀，得到助焊剂，备用；
第二步、按照重量百分比计，助焊剂30%，锡粉70%，向所述助焊剂中加入所述锡粉，并在加入过程中不断搅拌，混合均匀后即得所述焊铝锡膏。
实施例6
一种焊铝锡膏的制备方法，它包括以下步骤：
第一步、按照重量百分比计，称取实施例2所制备的氟化羟胺60%、氟化亚锡15%、氟硼酸锌15%、三乙胺盐酸盐2%、氟化锂3%、苯并三氮唑1%、哌嗪4%，混合均匀，得到助焊剂，备用；
第二步、按照重量百分比计，助焊剂5%，锡粉95%，向所述助焊剂中加入所述锡粉，并在加入过程中不断搅拌，混合均匀后即得所述焊铝锡膏。
实施例7
一种焊铝锡膏的制备方法，它包括以下步骤：
第一步、按照重量百分比计，称取实施例3所制备的氟化羟胺85%、氯化亚锡5%、氟化钠5%、哌嗪5%，混合均匀，得到助焊剂，备用；
第二步、按照重量百分比计，助焊剂15%，锡粉85%，向所述助焊剂中加入所述锡粉，并在加入过程中不断搅拌，混合均匀后即得所述焊铝锡膏。
实施例8
一种焊铝锡膏的制备方法，它包括以下步骤：
第一步、按照重量百分比计，称取实施例4所制备的氟化羟胺83%、氟化铋15.9%、氟化铝1%、苯并三氮唑0.1%，混合均匀，得到助焊剂，备用；
第二步、按照重量百分比计，助焊剂20%，锡粉80%，向所述助焊剂中加入所述锡粉，并在加入过程中不断搅拌，混合均匀后即得所述焊铝锡膏。
实施例9
一种焊铝锡膏的制备方法，它包括以下步骤：
第一步、按照重量百分比计，称取实施例1所制备的氟化羟胺83%、氟硼酸亚锡15.9%、三乙胺盐酸盐1%、苯并三氮唑0.1%，混合均匀，得到助焊剂，备用；
第二步、按照重量百分比计，助焊剂20%，锡粉80%，向所述助焊剂中加入所述锡粉，并在加入过程中不断搅拌，混合均匀后即得所述焊铝锡膏。
利用本发明实施例所制备的焊铝锡膏，发现本发明的焊铝锡膏对于焊接前要求焊料预涂布或焊接形状比较复杂的物体的焊接具有优良的效果，焊接扩展率70-90%；本发明的焊铝锡膏对一些相对于铜来说比较难焊的金属如不锈钢，铝等具有良好的焊接效果。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种焊铝锡膏，其特征在于：按照重量百分比计，包括助焊剂5-30%，锡粉为70-95%；其中所述的助焊剂，按照重量百分比计，包括氟化羟胺60-85%、金属活性盐5-30%、活性剂1-5%、缓蚀剂0.1-5%。
2.如权利要求1所述的一种焊铝锡膏，其特征在于：所述的助焊剂，按照重量百分比计，包括氟化羟胺80%、金属活性盐15%、活性剂2%、缓蚀剂3%。
3.如权利要求2所述的一种焊铝锡膏，其特征在于，所述氟化羟胺的制备方法，包括以下步骤：
1）按照重量百分比计，取乙二胺1-5%、乙醇胺3-30%、二乙醇胺20-90%和三乙醇胺5-80%，混合均匀，得到混合物；
2）用氢氟酸将所得混合物中和至PH为6.5-8；
3）将上述中和产物在140-160℃温度下蒸发3.5-4.5小时。
4.如权利要求2所述的一种焊铝锡膏，其特征在于：所述的金属活性盐为氟化锡、氟化亚锡、氟硼酸亚锡、氯化亚锡、氟化锌、氟硼酸锌、氯化锌和氯化铋中的一种或一种以上的组合。
5.如权利要求2所述的一种焊铝锡膏，其特征在于：所述的活化剂为二乙胺盐酸盐、三乙胺盐酸盐、氟化锂、氟化钠、氟化镁和氟化铝中的一种或一种以上的组合。
6.如权利要求2所述的一种焊铝锡膏，其特征在于：所述的缓蚀剂为苯并三氮唑和/或哌嗪。
7.一种制备如权利要求1~6所述的焊铝锡膏的方法，其特征在于，包括以下步骤：
1）按照重量百分比计，称取氟化羟胺60-85%、金属活性盐5-30%、活性剂1-5%、缓蚀剂0.1-5%，混合均匀，得到助焊剂，备用；
2）按照重量百分比计，助焊剂5-30%，锡粉70-95%，向所述助焊剂中加入所述锡粉，并在加入过程中不断搅拌，混合均匀后即得所述焊铝锡膏。
8.如权利要求7所述的一种制备焊铝锡膏的方法，其特征在于：所述的金属活性盐为氟化锡、氟化亚锡、氟硼酸亚锡、氯化亚锡、氟化锌、氟硼酸锌、氯化锌和氯化铋中的一种或一种以上的组合。
9.如权利要求7所述的一种制备焊铝锡膏的方法，其特征在于：所述的活化剂为二乙胺盐酸盐、三乙胺盐酸盐、氟化锂、氟化钠、氟化镁和氟化铝中的一种或一种以上的组合。
10.如权利要求7所述的一种制备焊铝锡膏的方法，其特征在于：所述的缓蚀剂为苯并三氮唑和/或哌嗪。
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