CN103586597A

CN103586597A - 荧光变色的无铅焊锡膏

Info

Publication number: CN103586597A
Application number: CN201310559221.8A
Authority: CN
Inventors: 王伟德
Original assignee: Yin State Ningbo City Heng Xun Electron Material Co Ltd
Current assignee: Yin State Ningbo City Heng Xun Electron Material Co Ltd
Priority date: 2013-11-12
Filing date: 2013-11-12
Publication date: 2014-02-19

Abstract

本发明公开了一种荧光变色的无铅焊锡膏，包括焊锡粉末和焊剂介质，其在于：焊锡粉末组合物为86%~91％（重量），包括一种以上选自锡，铋，金，锗，银，镓，锑，铟，锌，铜，磷，硅及它们组合物的金属成分，合适的是锡，银和铜；焊剂介质为9%~14％（重量），其中包括：45%~50％（重量）的氢化松香，0.5%~15％（重量）的有机酸，2%~6％（重量）的流变改性剂，1%~15％（重量）的表面活性剂，0.2%~8.0％（重量）的一种以上的着色染料材料，0.01%~8.0％（重量）的一种以上的荧光染料材料。本发明的有益效果是：能够发生颜色变化，熔化的焊锡膏在黑光（指在约200nm至约400nm的范围内的紫外线辐射）下会发出荧光，方便实用。

Description

荧光变色的无铅焊锡膏

技术领域

本发明涉及一种用于焊接电子和微电子电路内的组件，特别是一种荧光变色的无铅焊锡膏。

背景技术

焊锡膏通常包括低熔点温度导电合金或焊锡粉末和焊剂介质。通过用熔化的焊锡粉末来润湿组件表面，可以用这样的焊锡膏来连接电气或电子组件。然后固化焊剂粉末到机械性强固的固体连接接头。适于用于电子应用中的焊锡粉末应该是比较牢固，抗蠕变，耐腐蚀的，并且应该是合理的电导体。传统上，由于具有人们所希望的特性，如良好的机械性能结合高润湿性，铅-锡焊料已用于电气应用中，而后铅-锡焊料或其他含铅焊料在最近几年已被无铅配方所取代。然而，在实践中，含铅焊锡膏和无铅焊锡膏目视检查时彼此几乎没有区别。两种类型的焊锡膏焊接之前和之后几乎具有相同的着色。因此，目视检查不是一种可靠的方法，不能用于确定特定的焊接过程中使用的是含铅焊锡膏还是无铅焊锡膏。此外，几乎是不可能从视觉上确定无铅焊锡膏是否混入含铅焊料或被含铅材料所污染。无铅焊锡膏与含铅材料的这种混合或污染可能会导致在关联的电子组件的最后组装过程中，焊接产品失败的可能性增加。随后，各种含有染料材料的焊锡膏和药膏已经公开，以帮助检查工作成品。但是这样的材料包括染料着色材料，其在焊接组件上留下彩色残余物，例如彩色膜，其可能干扰随后的焊接操作，和/或可能有损于成品的外观。其他的焊接组合物可包括荧光着色材料，当使用黑色光时其可以照明焊接接头质量检查。然而，这样的材料一般没有可见的着色。

鉴于上述情况，有需要和需求能用肉眼将无铅焊锡膏与含铅焊接产品在视觉上区分开。特别是，有需要和需求在着色无铅焊锡膏熔化失去其颜色时，将其恢复到金属着色。并且还有需要和需求使着色的无铅焊锡膏再熔化时发出荧光。

发明内容

本发明的目的在于提供了一种经过改良的荧光变色的无铅焊锡膏，用以解决上述的现有问题。

本发明的技术方案如下：一种荧光变色的无铅焊锡膏，包括焊锡粉末和焊剂介质，其在于：焊锡粉末组合物为86%~91％（重量），包括一种以上选自锡，铋，金，锗，银，镓，锑，铟，锌，铜，磷，硅及它们组合物的金属成分，合适的是锡，银和铜；焊剂介质为9%~14％（重量），其中包括：45%~50％（重量）的氢化松香，0.5%~15％（重量）的有机酸，2%~6％（重量）的流变改性剂，1%~15％（重量）的表面活性剂，0.2%~8.0％（重量）的一种以上的着色染料材料，0.01%~8.0％（重量）的一种以上的荧光染料材料。

焊锡粉末颗粒合适的尺寸为25至45微米。

焊锡粉末中合适的是有85％~99％（重量）的锡，2%~6％（重量）的银，0.1％~2％（重量）的铜或者是95％~97％（重量）的锡，2%~5％（重量）的银，0.3%~1％（重量）的铜。

本发明的有益效果是：能够发生颜色变化，熔化的焊锡膏在黑光（指在约200nm至约400nm的范围内的紫外线辐射）下会发出荧光，方便实用。

具体实施方式

本发明荧光变色的无铅焊锡膏，包括焊锡粉末和焊剂介质，其在于：焊锡粉末组合物为86%~91％（重量），包括一种以上选自锡，铋，金，锗，银，镓，锑，铟，锌，铜，磷，硅及它们组合物的金属成分，合适的是锡，银和铜；焊剂介质为9%~14％（重量），其中包括：45%~50％（重量）的氢化松香，0.5%~15％（重量）的有机酸，2%~6％（重量）的流变改性剂，1%~15％（重量）的表面活性剂，0.2%~8.0％（重量）的一种以上的着色染料材料，0.01%~8.0％（重量）的一种以上的荧光染料材料。焊锡粉末颗粒合适的尺寸为25至45微米。焊锡粉末中合适的是有85％~99％（重量）的锡，2%~6％（重量）的银，0.1％~2％（重量）的铜或者是95％~97％（重量）的锡，2%~5％（重量）的银，0.3%~1％（重量）的铜。

具体说来，本发明提供了一种荧光变色的无铅焊锡膏，其适用于焊接电子和微电子电路的组件。无铅焊锡膏包括焊锡粉末和焊剂介质。无铅焊锡膏可包括至少约80％（重量）的焊锡粉末，约80％至约95％（重量）比较合适；约86%至约91％（重量）也很合适。无铅焊锡膏可包括至少约5%（重量）的焊剂介质，约5%至约20％（重量）较合适；约9%至约14％（重量）也很合适。

焊锡粉末可以包括选自锡，铋，金，锗，银，镓，锑，铟，锌，铜，磷，硅和它们组合物中的至少两种金属成分。适当地，该焊锡粉末可以包括锡，银和铜的混合物。一种合适的焊锡粉末可以包括至少约85％（重量）的锡，至少约0.1％（重量）的银，和至少约0.3％（重量）的铜；适当地，约85％至约99％（重量）的锡，约2%至约6％（重量）的银，约0.1％至约2％（重量）的铜；适当地，约95％至约97％（重量）的锡，约2%至约5％（重量）的银，约0.3%至约1％（重量）的铜。此外，焊剂介质可以包括至少一种着色染料材料。合适的着色染料材料提供了一致的颜色，其随时可用肉眼看到，并且不会干扰焊接过程和/或随后的产品检验，染料着色材料可以是各种颜色中的一种。

在本发明中，在焊锡膏的熔融温度范围内，合适的着色染料材料热降解和/或失去颜色的温度降低。据认为，在焊锡膏熔化时，由于着色染料材料的热降解，该焊锡膏从有色状态变成无色金属状态。根据本发明，焊锡膏的熔融温度范围为约140℃至约260℃，适当地为约180℃至约230℃，并适当地可为200℃至约220℃。

焊剂介质可以包括至少一种浓度为至少约0.2％（重量）的着色染料材料。适当地，该焊剂介质包括约0.2%至约4％（重量）的至少一种着色染料材料。适当地，该焊剂介质包括约0.5%至约2％（重量）的至少一种着色染料材料。合适的焊剂介质还包括至少一种荧光染料材料。在焊锡膏熔化后，合适的荧光染料材料能使其在黑光下发出荧光。在锡膏的熔融温度范围内，合适的荧光染料材料是热稳定的，并且在未使用的焊锡膏储存过程中不会显著降解。焊剂介质可包括至少约0.01％（重量）的至少一种荧光染料材料。适当地，焊剂介质包括至少约0.01%至约4％（重量）的至少一种荧光染料材料。适当地，焊剂介质也可包括约0.01%至约2％（重量）的荧光染料材料。

焊剂介质还可以包括增粘材料，例如松香材料。松香材料可以是一种氢化松香。松香材料可以是合成的或天然的材料。焊剂介质可包括至少约20％（重量）的增粘材料。适当地，焊剂介质可包括约30%至约60％（重量）的增粘材料。适当地，焊剂介质也可包括约45%至约50％（重量）的增粘材料。

焊剂介质还可以包括至少一种有机羧酸，例如脂肪酸，羧酸或它们的组合物。合适的脂肪酸例子包括硬脂酸，月桂酸，棕榈酸以及它们的组合物。合适的羧酸包括丁二酸，戊二酸，己二酸，辛二酸，壬二酸和它们的组合物。焊剂介质可包括至少约0.5％（重量）的有机酸。适当地，焊剂介质可包括约0.5%至约15％（重量）的有机酸。适当地，焊剂介质也可包括约1%至约10％（重量）的有机酸。

焊剂介质也可以进一步包括流变改性剂或增稠剂。这样的流变改性剂一般会增加焊剂介质的粘度，并可以用作悬浮介质，以防止焊锡膏中的焊锡粉末颗粒沉降。合适的流变改性剂包括这样的材料，即焊接后不会在焊接金属上留下不溶性无机材料残留物，例如，蓖麻蜡。焊剂介质可包括至少约1％（重量）的流变改性剂。适当地，焊剂介质可包括约2%至约6％（重量）的流变改性剂。适当地，焊剂介质可包括约3%至约5％（重量）的流变改性剂。适当地，焊剂介质可包括约3%至约5％（重量）的蓖麻蜡流变改性剂。

焊剂介质可包括表面活性剂。合适的表面活性剂包括乙氧基化胺，链烷醇胺，乙氧基化醇以及它们的组合物。焊剂介质可包括至少约1％（重量）的表面活性剂。适当地，焊剂介质可包括约1%至约30％（重量）的表面活性剂。适当地，磁介质可包括约1%至约15％（重量）的表面活性剂。适当地，焊剂介质可包括约1%至约3％（重量）的链烷醇胺表面活性剂，例如，三乙醇胺。

焊剂介质还可以包括增塑剂，例如蓖麻油，松香酯，脂肪酸酯和脂肪酸酯的混合物，以及它们的组合物。增塑剂可以是合成或天然来源的材料。焊剂介质可包括至少约1％（重量）的增塑剂。适当地，焊剂介质可包括约1%至约30％（重量）的增塑剂。适当地，焊剂介质可包括约1%至约15重量％的增塑剂。

焊剂介质可包括至少约5％（重量）的溶剂，适当地，约10%至约60％（重量）的溶剂。在本发明中使用的合适溶剂是乙二醇醚。焊剂介质可包括约10%至约60％（重量）的乙二醇醚。

无铅焊锡膏可通过下列过程生产：制备焊剂介质，其包括至少一种着色染料材料和至少一种荧光染料材料；制备焊锡粉末，其包括至少一种金属成分；将焊锡粉末分散在焊剂介质中。

Claims

1.一种荧光变色的无铅焊锡膏，包括焊锡粉末和焊剂介质，其在于：

焊锡粉末组合物为86%~91％（重量），包括一种以上选自锡，铋，金，锗，银，镓，锑，铟，锌，铜，磷，硅及它们组合物的金属成分，合适的是锡，银和铜；

焊剂介质为9%~14％（重量），其中包括：45%~50％（重量）的氢化松香，0.5%~15％（重量）的有机酸，2%~6％（重量）的流变改性剂，1%~15％（重量）的表面活性剂，0.2%~8.0％（重量）的一种以上的着色染料材料，0.01%~8.0％（重量）的一种以上的荧光染料材料。

2.根据权利要求1所述的荧光变色的无铅焊锡膏，其特征在于：焊锡粉末颗粒合适的尺寸为25至45微米。

3.根据权利要求1或2所述的荧光变色的无铅焊接膏，其特征在于：焊锡粉末中合适的是有85％~99％（重量）的锡，2%~6％（重量）的银，0.1％~2％（重量）的铜或者是95％~97％（重量）的锡，2%~5％（重量）的银，0.3%~1％（重量）的铜。