CN107052616A - 钎焊用铜焊膏 - Google Patents

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Abstract

本发明提出了一种钎焊用铜焊膏，按照重量百分数计算，其由60～70％铜基粉末钎料、钎剂2～6％、复配溶剂10～30％、缓蚀剂0.5～1％、触变剂1～3％与活化剂4～8％混合制成，其中，所述钎剂为氟化锌、氟化亚锡或者氟化铜，所述复配溶剂由四氢糖醇、二缩三乙二醇、二乙二醇丁醚按照体积比为40～50：10～20:30～50组成。该钎焊用铜焊膏其降低甚至消除了腐蚀性钎剂的用量，同时还具有优良的铺展率和焊接性能。

Description

钎焊用铜焊膏
技术领域
本发明属于膏体焊接材料技术领域，具体涉及一种钎焊用铜焊膏。
背景技术
现代电子工业快速发展，焊锡膏对于电子产品的焊接是其重要的生产环节，传统的焊锡膏因为含有大量铅而产生大量烟尘而被逐渐取代，采用低银化焊料合金是无铅化电子组装提高性价比的发展趋势，在现有市场上已有基于SAC305制备的焊锡膏，但其缺点是成本偏高，以此急需通过降低焊料合金中的Ag含量，进而提高组装工艺的性价比。
目前，膏状钎料已成为计算机、雷达及声讯器材等行业微电子SMT的关键材料。而随着电子设备向小型化、轻型化和高可靠性方向发展，焊点尺寸越来越小，但其所承受的力学、电学载荷越来越高，焊后残留物的清洗问题已引起世界上众多专家的重视。目前广泛使用的以含松香酸和无松酸的RA、RMA树脂或活化剂为基础的焊膏在焊后会留下焊剂残渣，腐蚀电路板，因此焊后要用三氯乙烷清洗，所产生的氟氯烃(CFC)对大气臭氧层有破坏作用，臭氧空洞的形成对人类生存环境造成严重威胁。
与传统的Cu合金焊丝、焊环和钎料薄带相比，采用铜焊膏和自动点胶设备相结合，可对复杂零件和异型零件进行自动化涂装，涂装后的待焊零件进入连续式钎焊炉钎焊，从而实现整个焊接工艺的连续化和自动化。经过焊接后的零件接头强度高、焊缝美观且耐蚀性好。例如，CN1298493C公开了一种自动钎焊用铜焊膏，其金属粉体(钎料)成分为Cu，余量Ni(0.52-1.0)(wt％，下同)、P(4-8)、Sn(4-7)、B(0.05-0.9)、Ti(0.05-0.5)、In(0.05-0.9)、稀土(0.05-0.1)的合金粉末；钎剂采用成分为KxByOzFm的氟硼酸钾和硼酸钾的混合物，钎剂与钎料的比例为(12-18)：(88-82)；成膏体(成膏体)由聚异丁烯混合物、C6-C18有机溶剂、壬基酚聚氧乙烯醚、脂肪酸甘油酯、苯并三锉、不饱和脂肪酸和动植物油组成，成膏体在焊膏中的含量为5.1-10.1％。此种铜焊膏中钎剂含量高达10％以上，由于氟硼酸盐在高温下具有强烈的腐蚀性，对于被焊零件和钎焊设备均会造成过度腐蚀和破坏，焊后需要对零件进行清洗，焊接过程中的腐蚀性挥发物还会对工作环境和环保带来一系列问题。
发明内容
本发明提出一种钎焊用铜焊膏，该钎焊用铜焊膏其降低甚至消除了腐蚀性钎剂的用量，同时还具有优良的铺展率和焊接性能。
本发明的技术方案是这样实现的：
一种钎焊用铜焊膏，按照重量百分数计算，其由60～70％铜基粉末钎料、钎剂2～6％、复配溶剂10～30％、缓蚀剂0.5～1％、触变剂1～3％与活化剂4～8％混合制成，其中，所述钎剂为氟化锌、氟化亚锡或者氟化铜，所述复配溶剂由四氢糖醇、二缩三乙二醇、二乙二醇丁醚按照体积比为40～50：10～20:30～50组成。
进一步，所述铜基钎料粉末为气雾化球形粉末，粒度为40～100μm，钎料合金体系选自纯Cu、Cu-5P-9Ni-5Sn、Cu-25Ni-2.5Si-0.2B、Cu-20Ag-36Zn-1Ni中至少一种。
进一步，所述缓蚀剂选自苯并三氮唑、维生素C、三乙胺与L-抗坏血酸棕榈酸酯中至少一种。
进一步，所述触变剂为氢化蓖麻油、改性蓖麻油、甘油或者硬脂酸。
进一步，所述活化剂为炔二醇或者硅油。
一种钎焊用铜焊膏的制备方法，包括以下步骤：
1)铜基粉末钎料制备；
2)先按配料量的复配溶剂和钎剂置于带分散装置的容器中，加热并不断搅拌至物料完全溶解，然后一次性加入活化剂，继续加热搅拌至所有物料完全溶解成清亮稀粘稠液体，然后将铜基粉末钎料加入其中，搅拌均匀，出料，即得。
本发明的有益效果：
本发明通过对钎剂筛选选择氟化锌、氟化亚锡或者氟化铜通过少量添加就能够达到与氟硼酸盐具有同样的效果，并且通过对溶剂的筛选选择复配溶剂，特别优选为由四氢糖醇、二缩三乙二醇、二乙二醇丁醚组成的溶剂，使得焊膏润湿性较好、焊点外形较饱满，铺展率都大于95％，较传统的醇醚复配溶剂铺展率提高很多。
具体实施方式
本发明的铜基粉末钎料选用Cu-20Ag-36Zn-1Ni作为典型代表进行实验。
实施例1
一种钎焊用铜焊膏，按照重量百分数计算，其由62％铜基粉末钎料、氟化锌4％、复配溶剂26％、苯并三氮唑0.6％、氢化蓖麻油1.4％与炔二醇6％混合制成。
复配溶剂由四氢糖醇、二缩三乙二醇、二乙二醇丁醚按照体积比为40：20:40。
实施例2
一种钎焊用铜焊膏，按照重量百分数计算，其由60％铜基粉末钎料、氟化铜2％、复配溶剂26.5％、维生素C 0.5％、硬脂酸3％与硅油8％混合制成。
复配溶剂由四氢糖醇、二缩三乙二醇、二乙二醇丁醚按照体积比为45：15:40。
实施例3
一种钎焊用铜焊膏，按照重量百分数计算，其由70％铜基粉末钎料、氟化亚锡6％、复配溶剂18％、三乙胺1％、改性蓖麻油1％与炔二醇4％混合制成。
复配溶剂由四氢糖醇、二缩三乙二醇、二乙二醇丁醚按照体积比为47：13:40。
实施例4
一种钎焊用铜焊膏，按照重量百分数计算，其由65％铜基粉末钎料、氟化锌5％、复配溶剂23％、L-抗坏血酸棕榈酸酯1％、氢化蓖麻油2％与炔二醇4％混合制成。
复配溶剂由四氢糖醇、二缩三乙二醇、二乙二醇丁醚按照体积比为50：20:30。
实施例5
按电子行业标准SJ/11186-1998和国标GB/T9491-2002。实施例1-4评估，结果见表1。
表1实施例1-4评估结果
实施例 物理温度性 铜镜腐蚀试验 焊点表面 铺展率(％)
1 良好 无传透性腐蚀 饱满 95.8
2 良好 无传透性腐蚀 饱满 95.3
3 良好 无传透性腐蚀 饱满 95.1
4 良好 无传透性腐蚀 饱满 96.2
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 (5)

1.一种钎焊用铜焊膏，其特征在于，按照重量百分数计算，其由60～70％铜基粉末钎料、钎剂2～6％、复配溶剂10～30％、缓蚀剂0.5～1％、触变剂1～3％与活化剂4～8％混合制成，其中，所述钎剂为氟化锌、氟化亚锡或者氟化铜，所述复配溶剂由四氢糖醇、二缩三乙二醇、二乙二醇丁醚按照体积比为40～50：10～20:30～50组成。
2.根据权利要求1所述的钎焊用铜焊膏，其特征在于，所述铜基钎料粉末为气雾化球形粉末，粒度为40～100μm，钎料合金体系选自纯Cu、Cu-5P-9Ni-5Sn、Cu-25Ni-2.5Si-0.2B、Cu-20Ag-36Zn-1Ni中至少一种。
3.根据权利要求1或2所述的钎焊用铜焊膏，其特征在于，所述缓蚀剂选自苯并三氮唑、维生素C、三乙胺与L-抗坏血酸棕榈酸酯中至少一种。
4.根据权利要求1或2所述的钎焊用铜焊膏，其特征在于，所述触变剂为氢化蓖麻油、改性蓖麻油、甘油或者硬脂酸。
5.根据权利要求1所述的钎焊用铜焊膏，其特征在于，所述活化剂为炔二醇或者硅油。
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