CN104923952A - 一种无铅无卤锡膏及其生产工艺 - Google Patents

Abstract

本发明涉及电子焊接技术领域，特别涉及一种无铅无卤锡膏。所述无铅无卤锡膏包括以下重量百分比材料：锡粉88％-90％，助焊膏10％-12％；所述锡粉为Sn88-94.5％Ag0.2-1.2％Cu0.3-0.8％Bi5-10％合金，所述助焊膏由：松香，溶剂，缓蚀剂，活性剂，触变剂，增稠剂组成，其中活性剂是由有机酸与有机胺组成；助焊膏工艺使用乳化分散高速剪切的工艺；锡膏的制备：上述锡粉及助焊膏，按上述比例，放入密封搅拌器中先搅拌，再抽真空，后放真空，锡膏制备完成；本发明，熔点低，可焊性好，焊点饱满，达到良好的焊接效果，延长锡膏使用寿命，符合环保要求，可靠性良好。

Description

一种无铅无卤锡膏及其生产工艺

【技术领域】

本发明涉及电子焊接技术领域，特别涉及一种无铅无卤锡膏及其生产工艺。

【背景技术】

随着电子技术的飞跃发展，电子的集成化越来越突出，因此，所用的电子焊料要求也越来越高，近年来随着人们的环保增强，无铅化也随之而来，目前常用的无铅焊锡膏合金主要是锡银铜锡粉和有卤的助焊膏，这类无铅焊锡膏熔点217℃-219℃，比所代替锡铅锡膏熔点183℃，熔点高了将近30℃，这种无铅化的过程导致了焊接温度比原来高，因此使得元件和基材在焊接时的耐热温度也要有所提高，但是基于很多元件和基材本身的要求焊接耐热温度没办法提高，于此同时，应运而生一款Sn42Bi58合金的无铅锡膏，该锡膏熔点138℃，焊接温度大大减低，符合要求，但是有合金本身Bi含量过高的缺陷，焊点脆，易裂，可靠性不好；此外由于合金SnPb被替换，要求锡膏组成的助焊膏活性大大增加，所以现在常用添加含卤素的活性剂增加锡膏活性达到焊接要求，但是卤素添加对于焊接后会产生腐蚀，影响焊点可靠性，而卤素(氟，氯，溴)也被列为不环保物质，现有的无卤产品通常是有机酸组合为活性剂，其结果会导致锡膏在长时间的印刷使用过程中失效，主要是锡膏中添加的有机酸与锡粉发生反应，导致锡粉加速氧化，最后导致焊接失效。

【发明内容】

鉴于以上内容，有必要提供一种无铅无卤锡膏及其生产工艺，该无铅无卤锡膏：无铅无卤，熔点低，活性好，使用寿命长，符合环保要求。

本发明所采取的技术方案是：

一种无铅无卤锡膏包括以下重量百分比材料，锡粉88％-90％，助焊膏10％-12％；所述锡粉为Sn88-94.5％Ag0.2-1.2％Cu0.3-0.8％Bi5-10％合金；所述助焊膏主要由以下重量百分之比的材料组成：松香30％-50％；溶剂30％-50％；缓蚀剂1％-4％；活性剂4％-6％；触变剂3％-6％；增稠剂1％-10％。

所述缓蚀剂主要由苯并三氮唑，甲基苯并三氮唑，二乙基咪唑中其中的一种或几种组成。

所述活性剂主要由有机酸与有机胺组成。

优选地，所述的有机酸主要由甲基丁二酸，联二丙酸，十二二酸，柠檬酸，葵二酸，丙二酸中其中的一种或几种组成。

优选地，所述的有机胺为一乙醇胺，二乙醇胺，三乙醇胺，三异丙醇胺任意一种。

所述的松香，溶剂，触变剂，增稠剂为锡膏领域常用物质，此处不再复述。

进一步地，助焊膏工艺使用乳化分散高速剪切的工艺，在50-100℃下进行，完成后冷却至室温待用。

进一步地，按所述的无铅无卤锡膏的生产工艺，包括以下步骤：

1)、取以下重量百分比的材料：锡粉88％-90％，助焊膏10％-12％；所述锡粉为Sn88-94.5％Ag0.2-1.2％Cu0.3-0.8％Bi5-10％合金，所述助焊膏主要由以下重量百分比的材料组成：松香30％-50％，溶剂30％-50％，缓蚀剂1％-4％，活性剂4％-6％，触变剂3％-5％，增稠剂1％-10％组成；

2)、将上述材料放入密封搅拌器，搅拌10-30分钟后，在0.6-0.8Mpa压力下抽真空10-15分钟；

3)、放真空，锡膏制备完成。

进一步地，所述搅拌器的搅拌速度为10-15r/min。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1)、无铅无卤锡膏熔点下降，有益于降低焊接温度；

2)、使用混合型活性剂，有机酸与有机胺搭配使用，使得无铅无卤锡膏活性增加，可焊性提高，焊点饱满，达到优良的焊接效果；

3)、使用缓蚀剂，减缓助焊膏与锡粉间的反应，延长锡膏的使用寿命；

4)、不添加卤素，符合环保要求，可靠性良好。

【具体实施方式】

实施例1：

一种无铅无卤锡膏，包括以下重量百分比材料：锡粉88％，助焊膏12％。其中，所述锡粉为Sn94.5％Ag0.2％Cu0.3％Bi5％合金。所述助焊膏主要由以下重量百分比材料组成：

松香：50％

溶剂：40％

触变剂：3％

缓蚀剂：苯并三氮唑1％，二乙基咪唑1％

活性剂：十二二酸1.0％，丙二酸0.5％，水杨酸2％，二乙醇胺0.5％

增稠剂：1％

上述材料按乳化分散高速剪切的工艺，在50-100℃温度下制作成助焊膏，再冷却至室温待用。

上述无铅无卤锡膏的生产工艺，包括以下步骤：

1)、取以下重量百分比的材料：锡粉88％，助焊膏12％。其中，所述锡粉为Sn94.5％Ag0.2％Cu0.3％Bi5％合金。所述助焊膏主要由以下重量百分比材料组成：松香50％；溶剂40％；触变剂3％；缓蚀剂：苯并三氮唑1％，二乙基咪唑1％；活性剂：十二二酸1.0％，丙二酸0.5％，水杨酸2％，二乙醇胺0.5％；增稠剂1％。

2)、将上述材料放入密封搅拌器，搅拌10-30分钟后，搅拌速度为10-15r/min，在0.6-0.8Mpa压力下抽真空10-15分钟；

3)、放真空，锡膏制备完成。

实施例2：

一种无铅无卤锡膏，包括以下重量百分比材料：锡粉90％，助焊膏10％。其中，所述锡粉为Sn88.5％Ag1.0％Cu0.5％Bi 10％合金。所述助焊膏主要由以下重量百分比材料组成：

松香：35％

溶剂：50％

触变剂：4.5％

缓蚀剂：甲基苯并三氮唑1％

活性剂：联二丙酸0.5％，甲基丁二酸0.5％，水杨酸3％，三乙醇胺0.5％

增稠剂：5％

上述材料按乳化分散高速剪切的工艺，在50-100℃温度下制作成助焊膏，再冷却至室温待用。

上述无铅无卤锡膏的生产工艺，包括以下步骤：

1)、取以下重量百分比的材料：锡粉90％，助焊膏10％。其中，所述锡粉为Sn88.5％Ag1.0％Cu0.5％Bi 10％合金。所述助焊膏主要由以下重量百分比材料组成：松香35％；溶剂50％；触变剂4.5％；缓蚀剂：甲基苯并三氮唑1％；活性剂：联二丙酸0.5％，甲基丁二酸0.5％，水杨酸3％，三乙醇胺0.5％；增稠剂5％；

2)、将上述材料放入密封搅拌器，搅拌10-30分钟后，搅拌速度为10-15r/min，在0.6-0.8Mpa压力下抽真空10-15分钟；

3)、放真空，锡膏制备完成。

实施例3：

一种无铅无卤锡膏，包括以下重量百分比材料：锡粉89％，助焊膏11％。其中，所述锡粉为Sn91.5％Ag1.2％Cu0.8％Bi6.5％合金。所述助焊膏主要由以下重量百分比材料组成：

松香：45％

溶剂：30％

触变剂：6％

缓蚀剂：苯并三氮唑1％，二乙基咪唑3％

活性剂：戊二酸1.2％，甲基丁二酸0.5％，水杨酸2.5％，一乙醇胺0.8％

增稠剂：10％

上述材料按乳化分散高速剪切的工艺，在50-100℃温度下制作成助焊膏，再冷却至室温待用。

上述无铅无卤锡膏的生产工艺，包括以下步骤：

1)、取以下重量百分比的材料：锡粉89％，助焊膏11％。其中，所述锡粉为Sn91.5％Ag1.2％Cu0.8％Bi6.5％合金。所述助焊膏主要由以下重量百分比材料组成：松香45％；溶剂30％；触变剂6％；缓蚀剂：苯并三氮唑1％，二乙基咪唑3％；活性剂：戊二酸1.2％，甲基丁二酸0.5％，水杨酸2.5％，一乙醇胺0.8％；增稠剂10％；

2)、将上述材料放入密封搅拌器，搅拌10-30分钟后，搅拌速度为10-15r/min，在0.6-0.8Mpa压力下抽真空10-15分钟；

3)、放真空，锡膏制备完成。

实施例4：

一种无铅无卤锡膏,包括以下重量百分比材料：锡粉89.8％，助焊膏10.2％。其中，所述锡粉为Sn88％Ag1.2％Cu0.8％Bi 10％合金。所述助焊膏主要由以下重量百分比材料组成：

松香：30％

溶剂：47％

触变剂：5.5％

缓蚀剂：甲基苯并三氮唑1％，二乙基咪唑3％

活性剂：水杨酸4.5％，三异丙醇胺1.0％

增稠剂：8％

上述材料按乳化分散高速剪切的工艺，在50-100℃温度下制作成助焊膏，再冷却至室温待用。

上述无铅无卤锡膏的生产工艺，包括以下步骤：

1)、取以下重量百分比的材料：锡粉89.2％，助焊膏10.8％。其中，所述锡粉为Sn91.5％Ag1.2％Cu0.8％Bi6.5％合金。所述助焊膏主要由以下重量百分比材料组成：松香30％；溶剂47％；触变剂5.5％；缓蚀剂：甲基苯并三氮唑1％，二乙基咪唑3％；活性剂：水杨酸4.5％，三异丙醇胺1.0％；增稠剂8％；

2)、将上述材料放入密封搅拌器，搅拌10-30分钟后，搅拌速度为10-15r/min，在0.6-0.8Mpa压力下抽真空10-15分钟；

3)、放真空，锡膏制备完成。

实施例5：

一种无铅无卤锡膏，包括以下重量百分比材料：锡粉89.5％，助焊膏10.5％。其中，所述锡粉为Sn91.5％Ag1.2％Cu0.8％Bi6.5％合金。所述助焊膏主要由以下重量百分比材料组成：

松香：42％

溶剂：42％

触变剂：4％

缓蚀剂：甲基苯并三氮唑0.5％，苯并三氮唑1％，二乙基咪唑1.5％

活性剂：甲基丁二酸1.5％，葵二酸三3.5％，异丙醇胺1.0％

增稠剂：3％

上述材料按乳化分散高速剪切的工艺，在50-100℃温度下制作成助焊膏，再冷却至室温待用。

上述无铅无卤锡膏的生产工艺，包括以下步骤：

1)、取以下重量百分比的材料：锡粉89.5％，助焊膏10.5％。其中，所述锡粉为Sn91.5％Ag1.2％Cu0.8％Bi6.5％合金。所述助焊膏主要由以下重量百分比材料组成：松香42％；溶剂42％；触变剂4％；缓蚀剂：甲基苯并三氮唑0.5％，苯并三氮唑1％，二乙基咪唑1.5％；活性剂：甲基丁二酸1.5％，葵二酸三3.5％，异丙醇胺1.0％；增稠剂3％；

2)、将上述材料放入密封搅拌器，搅拌10-30分钟后，搅拌速度为10-15r/min，在0.6-0.8Mpa压力下抽真空10-15分钟；

3)、放真空，锡膏制备完成。

本发明的实施例1-5制备的无铅无卤锡膏与现有无铅锡膏，现有有铅锡膏在应用过程中对其熔点，卤素，扩散性，可焊性以及连续印刷时间进行定性或定量检测，检测结果如下表1：

表1：检测结果对比表

由表1可见，本发明的无铅无卤锡膏，不仅无铅、熔点降低，而且活性增加，可焊性提高，锡膏使用寿命延长，符合无卤环保。

Claims (8)

1.一种无铅无卤锡膏，其特征在于：所述无铅无卤锡膏包括以下重量百分比材料：锡粉88％-90％，助焊膏10％-12％；所述锡粉为Sn88-94.5％Ag0.2-1.2％Cu0.3-0.8％Bi5-10％合金，所述助焊膏主要由以下重量百分比材料组成：松香30％-50％，溶剂30％-50％，缓蚀剂1％-4％，活性剂4％-6％，触变剂3％-6％，增稠剂1％-10％。

2.根据权利要求1所述的无铅无卤锡膏，其特征在于：所述缓蚀剂主要由苯并三氮唑，甲基苯并三氮唑，二乙基咪唑中其中的一种或几种组成。

3.根据权利要求1所述的无铅无卤锡膏，其特征在于：所述活性剂主要由有机酸与有机胺组成。

4.根据权利要求3所述的无铅无卤锡膏，其特征在于：所述有机酸主要由甲基丁二酸，联二丙酸，十二二酸，柠檬酸，葵二酸，丙二酸中其中的一种或几种组成。

5.根据权利要求3所述的无铅无卤锡膏，其特征在于：所述有机胺为一乙醇胺，二乙醇胺，三乙醇胺，三异丙醇胺任意一种。

6.根据权利要求1所述的无铅无卤锡膏，其特征在于：所述助焊膏生产工艺为乳化分散高速剪切，在50-100℃下进行。

7.一种根据权利要求1所述的无铅无卤锡膏的生产工艺，其特征在于：所述无铅无卤锡膏生产工艺包括以下步骤：

1)、取以下重量百分比的材料：锡粉88％-90％，助焊膏10％-12％；所述锡粉为Sn88-94.5％Ag0.2-1.2％Cu0.3-0.8％Bi5-10％合金，所述助焊膏主要由以下重量百分比的材料组成：松香30％-50％，溶剂30％-50％，缓蚀剂1％-4％，活性剂4％-6％，触变剂3％-6％，增稠剂1％-10％；

2)、将上述材料放入密封搅拌器，搅拌10-30分钟后，在0.6-0.8Mpa压力下抽真空10-15分钟；

3)、放真空，锡膏制备完成。

8.根据权利要求7所述的无铅无卤锡膏的生产工艺，其特征在于：所述搅拌器的搅拌转速为10-15r/min。