CN102941415A - 一种无卤素免清洗型无铅焊锡丝及制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种无卤素免清洗型无铅焊锡丝及制备方法，它是由无卤素免清洗型助焊剂和Sn基无铅焊料合金组成，属于电子行业表面组装技术领域。无卤素免清洗型助焊剂是由树脂84—88%、活性剂5—7%、润湿剂1—3%、增塑剂5—7%重量百分比组成，Sn基无铅焊料合金采用SnSb合金、SnCu合金、SnAg合金或SnAgCu合金，无卤素免清洗型助焊剂和Sn基无铅焊料合金重量比为1.5—2.6%：97.4—98.5%。该无卤素免清洗型无铅焊锡丝具有焊接性好、可靠性高、焊点细致、焊剂残留物无腐蚀性、无卤素、免清洗、无毒、无害的特点，是一种环境友好型的焊接材料。

Description

一种无卤素免清洗型无铅焊锡丝及制备方法

技术领域

本发明涉及一种无卤素免清洗型无铅焊锡丝及制备方法。属于电子行业表面组装技术领域。

背景技术

电子行业中通常使用的焊锡丝一般都是含卤素活性剂松香基芯的有铅焊锡丝，其焊接后，焊剂残留物多，并且具有腐蚀性，必须进行清洗。但一般清洗剂难于清洗干净，通常需要采用氯氟烃类清洗剂进行清洗。氯氟烃类清洗剂在清洗过程中向大气排放的离子物质会严重破坏臭氧层，导致全球大气变暖，影响人们的生存环境。而多数卤化物属于环境荷尔蒙物质，对免疫系统有毒害，对内分泌系统有不良影响，甚至还有致癌作用。同时，由于铅及其化合物属于有毒物质，长期使用会给人类生活环境和安全带来危害，从保护地球环境和人类安全的角度出发，限制使用甚至禁止使用有铅焊料已得到人们的共识。

发明内容

本发明目的是克服现有含卤素松香基芯有铅焊锡丝对环境和人体健康的不利影响，提供一种无卤素免清洗型无铅焊锡丝。

  本发明的目的是通过下列技术方案实现的：

一种无卤素免清洗型无铅焊锡丝，它是由无卤素免清洗型助焊剂和Sn基无铅焊料合金组成。

所述的无卤素免清洗型助焊剂，它是由下述组分按重量百分比组成：

树脂：84—88%；活性剂：5—7%；润湿剂：1—3%；增塑剂：5—7%。

所述的树脂为萜烯树脂或库马龙树脂或萜烯树脂和库马龙树脂的组合。

所述的活性剂至少为安息香酸、双氰胺中的一种。

所述的润湿剂为季戊四醇硬脂酸酯。

所述的增塑剂为乙撑双油酸酰胺。

所述的Sn基无铅焊料合金采用SnSb合金、SnCu合金、SnAg合金或SnAgCu合金。

所述的无卤素免清洗型无铅焊锡丝，其无卤素免清洗型助焊剂和Sn基无铅焊料合金重量比为1.5—2.6%：97.4—98.5%。

所述无卤素免清洗型无铅焊锡丝制备方法，它是按下述步骤进行：

 （1）无卤素免清洗型助焊剂制作：

将84—88重量份的树脂加入焊剂反应釜中，加热至220℃并进行保温，待其完全熔化后，将5—7重量份的增塑剂加入，进行搅拌，完全溶解后，停止搅拌，将溶液自然冷却至180℃，将5—7重量份的活性剂、1—3重量份的润湿剂加入溶液中，进行搅拌，完全溶解后，停止搅拌，将溶液自然冷却至150℃，保温，待用。

（2）Sn基无铅焊料合金铸锭制作：

将熔化的Sn基无铅焊料合金，按无卤素免清洗型助焊剂和Sn基无铅焊料合金重量比为1.5—2.6%：97.4—98.5%，浇铸成能够使无卤素免清洗型助焊剂完全充满中空的同心圆柱体形铸锭，冷却并凝固。

（3）将上述（1）待用的无卤素免清洗型助焊剂浇灌至中空的同心圆柱体形铸锭中并充满，自然冷却至室温，待用。

（4）将上述（3）待用的充满无卤素免清洗型助焊剂的同心圆柱体形铸锭通过挤压、轧制、拉拔、缠丝工序制备成无卤素免清洗型无铅焊锡丝。

本发明的无铅焊锡丝所使用的无卤素免清洗型助焊剂是由树脂、活性剂、润湿剂、增塑剂成份组成。其中，树脂是无卤素免清洗型助焊剂的主体，同时也是活性剂、润湿剂、增塑剂成份的载体。在无卤素免清洗型无铅焊锡丝焊接过程中，树脂会形成一层薄膜覆盖在焊点表面和周边，起到一定的助焊和保护作用。根据树脂在无卤素免清洗型助焊剂中所起的作用，我们选择萜烯树脂、库马龙树脂中至少一种作为助焊剂的主体成份。

活性剂的作用是在无卤素免清洗型无铅焊锡丝加热和焊接过程中去除焊盘、元器件引脚表面的微氧化物表层物质，以利于融熔焊料的填充，从而提高它们相互之间的浸润性，增加焊接连接强度和电气导通性能。无卤素免清洗型无铅焊锡丝的特点是在满足焊接条件的前提之下，其本身活性要尽量低些，尤其是不能含有卤素离子，这样才有利于操作人员的身体健康，焊接后的残留物质对焊盘、焊点本身和元器件引脚不产生腐蚀现象。可见，活性剂的选择是至关重要的。本发明中，我们选择安息香酸、双氰胺中至少一种作为活性剂。

季戊四醇硬脂酸酯作为润湿剂，其作用是在焊接时降低焊料在熔化过程中的表面张力，以利于焊点的铺展和填充。

乙撑双油酸酰胺作为增塑剂添加到无卤素免清洗型助焊剂中，其作用是在助焊剂中可增强助焊剂在室温环境中的柔韧性，以利于无卤素免清洗型无铅焊锡丝在室温下的塑性加工 。

由于采用上述技术方案，使本发明技术具有如下特点：

1、无卤素免清洗型助焊剂由树脂、活性剂、润湿剂、增塑剂组分组成，其组分组成简单，制作方法容易，操作过程便捷。

2、所制备的无卤素免清洗型无铅焊锡丝具有焊接性好、可靠性高、焊点细致、焊剂残留物无腐蚀性、无卤素、免清洗、无毒、无害的特点，是一种环境友好型的焊接材料。

具体实施方式

 实施例1

取8.4kg的萜烯树脂加入焊剂反应釜中，加热至220℃并进行保温，待其完全熔化后，将0.7kg的乙撑双油酸酰胺加入，进行搅拌，完全溶解后，停止搅拌，将溶液自然冷却至180℃，将0.6kg的安息香酸、0.3kg的季戊四醇硬脂酸酯加入溶液中，进行搅拌，完全溶解后，停止搅拌，将溶液自然冷却至150℃，保温，待用。按无卤素免清洗型助焊剂和Sn基无铅焊料合金重量比为1.5%：98.5%，将熔化的SnSb合金取出9.85kg浇铸成能够使无卤素免清洗型助焊剂完全充满中空的同心圆柱体形铸锭，冷却并凝固后，将上述待用的无卤素免清洗型助焊剂取0.15kg浇灌至中空的同心圆柱体形铸锭中，自然冷却至室温后，通过挤压、轧制、拉拔、缠丝工序制备成无卤素免清洗型无铅焊锡丝。

 实施例2

取8.8kg的库马龙树脂加入焊剂反应釜中，加热至220℃并进行保温，待其完全熔化后，将0.5kg的乙撑双油酸酰胺加入，进行搅拌，完全溶解后，停止搅拌，将溶液自然冷却至180℃，将0.5kg的双氰胺、0.2kg的季戊四醇硬脂酸酯加入溶液中，进行搅拌，完全溶解后，停止搅拌，将溶液自然冷却至150℃，保温，待用。按无卤素免清洗型助焊剂和Sn基无铅焊料合金重量比为2.6%：97.4%，将熔化的SnCu合金取出9.74kg浇铸成能够使无卤素免清洗型助焊剂完全充满中空的同心圆柱体形铸锭，冷却并凝固后，将上述待用的无卤素免清洗型助焊剂取0.26kg浇灌至中空的同心圆柱体形铸锭中，自然冷却至室温后，通过挤压、轧制、拉拔、缠丝工序制备成无卤素免清洗型无铅焊锡丝。

 实施例3

 取4.3kg的萜烯树脂、4.3kg的库马龙树脂加入焊剂反应釜中，加热至220℃并进行保温，待其完全熔化后，将0.6kg的乙撑双油酸酰胺加入，进行搅拌，完全溶解后，停止搅拌，将溶液自然冷却至180℃，将0.3kg的安息香酸、0.4kg的双氰胺 、0.1kg的季戊四醇硬脂酸酯加入溶液中，进行搅拌，完全溶解后，停止搅拌，将溶液自然冷却至150℃，保温，待用。按无卤素免清洗型助焊剂和Sn基无铅焊料合金重量比为2.0%：98.0%，将熔化的SnAg合金取出9.80kg浇铸成能够使无卤素免清洗型助焊剂完全充满中空的同心圆柱体形铸锭，冷却并凝固后，将上述待用的无卤素免清洗型助焊剂取0.20kg浇灌至中空的同心圆柱体形铸锭中，自然冷却至室温后，通过挤压、轧制、拉拔、缠丝工序制备成无卤素免清洗型无铅焊锡丝。

 实施例4

  取2.0kg的萜烯树脂、6.8kg的库马龙树脂加入焊剂反应釜中，加热至220℃并进行保温，待其完全熔化后，将0.6kg的乙撑双油酸酰胺加入，进行搅拌，完全溶解后，停止搅拌，将溶液自然冷却至180℃，将0.1kg的安息香酸、0.4kg的双氰胺 、0.1kg的季戊四醇硬脂酸酯加入溶液中，进行搅拌，完全溶解后，停止搅拌，将溶液自然冷却至150℃，保温，待用。按无卤素免清洗型助焊剂和Sn基无铅焊料合金重量比为1.8%：98.2%，将熔化的SnAgCu合金取出9.82kg浇铸成能够使无卤素免清洗型助焊剂完全充满中空的同心圆柱体形铸锭，冷却并凝固后，将上述待用的无卤素免清洗型助焊剂取0.18kg浇灌至中空的同心圆柱体形铸锭中，自然冷却至室温后，通过挤压、轧制、拉拔、缠丝工序制备成无卤素免清洗型无铅焊锡丝。

 实施例5

 取6.4kg的萜烯树脂、2.0kg的库马龙树脂加入焊剂反应釜中，加热至220℃并进行保温，待其完全熔化后，将0.7kg的乙撑双油酸酰胺加入，进行搅拌，完全溶解后，停止搅拌，将溶液自然冷却至180℃，将0.5kg的安息香酸、0.1kg的双氰胺 、0.3kg的季戊四醇硬脂酸酯加入溶液中，进行搅拌，完全溶解后，停止搅拌，将溶液自然冷却至150℃，保温，待用。按无卤素免清洗型助焊剂和Sn基无铅焊料合金重量比为2.2%：97.8%，将熔化的SnAg合金取出9.78kg浇铸成能够使无卤素免清洗型助焊剂完全充满中空的同心圆柱体形铸锭，冷却并凝固后，将上述待用的无卤素免清洗型助焊剂取0.22kg浇灌至中空的同心圆柱体形铸锭中，自然冷却至室温后，通过挤压、轧制、拉拔、缠丝工序制备成无卤素免清洗型无铅焊锡丝。

 实施例6

 取8.7kg的萜烯树脂加入焊剂反应釜中，加热至220℃并进行保温，待其完全熔化后，将0.5kg的乙撑双油酸酰胺加入，进行搅拌，完全溶解后，停止搅拌，将溶液自然冷却至180℃，0.6kg的双氰胺 、0.2kg的季戊四醇硬脂酸酯加入溶液中，进行搅拌，完全溶解后，停止搅拌，将溶液自然冷却至150℃，保温，待用。按无卤素免清洗型助焊剂和Sn基无铅焊料合金重量比为2.3%：97.7%，将熔化的SnAgCu合金取出9.77kg浇铸成能够使无卤素免清洗型助焊剂完全充满中空的同心圆柱体形铸锭，冷却并凝固后，将上述待用的无卤素免清洗型助焊剂取0.23kg浇灌至中空的同心圆柱体形铸锭中，自然冷却至室温后，通过挤压、轧制、拉拔、缠丝工序制备成无卤素免清洗型无铅焊锡丝。

 实施例7

 取8.4kg的库马龙树脂加入焊剂反应釜中，加热至220℃并进行保温，待其完全熔化后，将0.6kg的乙撑双油酸酰胺加入，进行搅拌，完全溶解后，停止搅拌，将溶液自然冷却至180℃，将0.7kg的安息香酸、0.3kg的季戊四醇硬脂酸酯加入溶液中，进行搅拌，完全溶解后，停止搅拌，将溶液自然冷却至150℃，保温，待用。按无卤素免清洗型助焊剂和Sn基无铅焊料合金重量比为1.6%：98.4%，将熔化的SnCu合金取出9.84kg浇铸成能够使无卤素免清洗型助焊剂完全充满中空的同心圆柱体形铸锭，冷却并凝固后，将上述待用的无卤素免清洗型助焊剂取0.16kg浇灌至中空的同心圆柱体形铸锭中，自然冷却至室温后，通过挤压、轧制、拉拔、缠丝工序制备成无卤素免清洗型无铅焊锡丝。 

Claims (6)

1.一种无卤素免清洗型无铅焊锡丝，它是由无卤素免清洗型助焊剂和Sn基无铅焊料合金组成，其特征在于：

所述的无卤素免清洗型助焊剂，它是由下述组分按重量百分比组成：

树脂：84—88%；活性剂：5—7%；润湿剂：1—3%；增塑剂：5—7%；

所述的Sn基无铅焊料合金采用SnSb合金、SnCu合金、SnAg合金或SnAgCu合金；

所述的无卤素免清洗型无铅焊锡丝，其无卤素免清洗型助焊剂和Sn基无铅焊料合金重量比为1.5—2.6%：97.4—98.5%。

2.根据权利要求1所述的一种无卤素免清洗型无铅焊锡丝，其特征在于：所述的无卤素免清洗型助焊剂组分组成中的树脂为萜烯树脂或库马龙树脂或萜烯树脂和库马龙树脂的组合。

3.根据权利要求1所述的一种无卤素免清洗型无铅焊锡丝，其特征在于：所述的无卤素免清洗型助焊剂组分组成中的活性剂至少为安息香酸、双氰胺中的一种。

4.根据权利要求1所述的一种无卤素免清洗型无铅焊锡丝，其特征在于：所述的无卤素免清洗型助焊剂组分组成中的润湿剂为季戊四醇硬脂酸酯。

5.根据权利要求1所述的一种无卤素免清洗型无铅焊锡丝，其特征在于：所述的无卤素免清洗型助焊剂组分组成中的增塑剂为乙撑双油酸酰胺。

6.一种无卤素免清洗型无铅焊锡丝的制备方法，其特征在于它是按下述步骤进行的：

（1）无卤素免清洗型助焊剂制作：

将84—88重量份的树脂加入焊剂反应釜中，加热至220℃并进行保温，待其完全熔化后，将5—7重量份的增塑剂加入，进行搅拌，完全溶解后，停止搅拌，将溶液自然冷却至180℃，将5—7重量份的活性剂、1—3重量份的润湿剂加入溶液中，进行搅拌，完全溶解后，停止搅拌，将溶液自然冷却至150℃，保温，待用；

（2）Sn基无铅焊料合金铸锭制作：

将熔化的Sn基无铅焊料合金，按无卤素免清洗型助焊剂和Sn基无铅焊料合金重量比为1.5—2.6%：97.4—98.5%，浇铸成能够使无卤素免清洗型助焊剂完全充满中空的同心圆柱体形铸锭，冷却并凝固；

（3）将上述（1）待用的无卤素免清洗型助焊剂浇灌至中空的同心圆柱体形铸锭中并充满，自然冷却至室温，待用；

（4）将上述（3）待用的充满无卤素免清洗型助焊剂的同心圆柱体形铸锭通过挤压、轧制、拉拔、缠丝工序制备成无卤素免清洗型无铅焊锡丝。