CN107433400B - 一种内含助焊剂的预成型焊料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及电子器件焊接用材料技术领域，具体公开了一种内含助焊剂的预成型焊料及其制备方法，所述内含助焊剂的预成型焊料，其原料组成包括：焊料以及包覆于所述焊料内的助焊剂；所述焊料的质量百分含量为95％‑99.9％，所述助焊剂的质量百分含量为0.1％‑5％。所述内含助焊剂的预成型焊料的制备方法包括制备助焊剂和熔铸焊料的料锭→装料并挤压成坯料→轧制成料带→裁切。本发明的预成型焊料，既弥补了蘸取液体助焊剂和外涂固体助焊剂的不足，又兼具降低焊料熔化后的表面张力、增加润湿铺展促进焊接、防止其二次氧化、充当热桥辅助热传导等作用，本发明有效提高焊接质量，实现良好焊接效果，有利于保证焊接工艺的稳定，提高生产效率。
Description
技术领域
本发明涉及电子器件焊接用材料技术领域，特别涉及一种内含助焊剂的预成型焊料及其制备方法。
背景技术
随着电子元器件日趋精密、集成化和某些焊接工艺的特殊性，现有的锡膏、锡丝等已无法满足电子元器件越来越高的要求，由此预成型焊料应运而生，预成型焊料具有形状多样、成型精密、(焊料和助焊剂)用量精准、焊接品质稳定、使用便捷、生产简单高效的特点，被广泛应用于芯片焊接、光纤器件焊接、连接器和终端设备焊接、电路板印制组装和电子封装等领域，日益受到电子行业的青睐。
传统的软钎焊方法有真空焊接和大气环境焊接，且大气环境下焊接的方法应用居多，而大气环境下要想焊接良好，通常都需要借助助焊剂。目前，预成型焊料在大气环境下焊接，要么是使用时蘸取液体助焊剂进行焊接，要么是使用表面预涂有固体助焊剂的预成型焊料进行焊接。使用时蘸取液体助焊剂，助焊剂含量不易把控，容易造成助焊剂飞溅和残留问题。使用表面预涂有固体助焊剂的预成型焊料，虽然能够在一定程度上控制助焊剂含量，减少助焊剂飞溅和残留问题，但是某些形状的预成型焊料量产涂覆时容易变形，在成卷带材表面涂覆助焊剂比较困难，且成卷带材裁切时外涂的助焊剂容易粘附刀具，且助焊剂层容易损伤和散落，最重要的是助焊剂均匀性不易把控，某些小环量产涂覆时助焊剂容易堵塞小孔，而且自动贴片装配时，由于外涂的助焊剂有一定黏性，容易粘附包装袋和装配的吸嘴或夹具，导致不易自动落料装配，给生产带来极大的不便。
发明内容
有鉴于此，有必要针对上述现有技术的不足，提供一种内含助焊剂的预成型焊料及其制备方法。
为实现上述目的，本发明采取以下的技术方案：
本发明的内含助焊剂的预成型焊料，其原料组成包括：焊料以及包覆于所述焊料内的单层或多层助焊剂；所述焊料的质量百分含量为95％-99.9％，所述助焊剂的质量百分含量为0.1％-5％。
作为优选的，所述焊料的质量百分含量为98-99.5％，所述助焊剂的质量百分含量为0.5-2％。
作为更优选的，所述焊料的质量百分含量为99.2％，所述助焊剂的质量百分含量为0.8％。
进一步的，所述焊料内包覆助焊剂。
进一步的，所述焊料包括锡基、铅基、铟基、铋基、锌基、银基、铜基、铝基焊料等中的至少一种；所述助焊剂包括松香型(RO型)、树脂型(RE型)、有机型(OR型)、无机型(IN型)助焊剂；优选所述焊料为锡基焊料Sn96.5Ag3Cu0.5(简称为SAC305)，所述助焊剂为松香型(RO型)。
一种内含助焊剂的预成型焊料的制备方法，包括以下步骤：
步骤1)制备助焊剂和熔铸焊料的料锭，备用；
步骤2)将步骤1中制备好的助焊剂添加到料锭内部，并将内部含有助焊剂的料锭挤压成坯料；
步骤3)将坯料轧制成所需厚度的内含助焊剂的料带；
步骤4)将料带裁切成所需形状的预成型焊料。
进一步的，还包括将步骤3)中所述的内含助焊剂的料带，复合轧制成所需厚度的内含多层助焊剂的复合料带。
本发明通过往焊料铸锭内部添加0.1％～5％质量分数的助焊剂，然后将铸锭(料锭)挤压成内部含有单层或多层助焊剂的坯料，进而直接轧制、直接拉丝、拉丝再轧制或复合轧制成所需厚度的料带，最后裁切成所需形状的预成型焊料，该预成型焊料可用来制备成各种形状的焊片、焊环、焊框、焊粒、焊条等。
本发明的有益效果为：
本发明所提供的内含单层或多层助焊剂的预成型焊料，弥补了蘸取液体助焊剂和外涂固体助焊剂的不足。
因助焊剂被焊料层包裹着，所以裁切时不会粘附刀具，且助焊剂层不会损伤和散落，最重要的是助焊剂均匀性易把控，量产过程产品不会变形，某些小环量产时也不存在堵塞小孔的问题，而且自动贴片装配时，不会粘附包装袋和装配的吸嘴或夹具，可以实现自动落料装配，大大提高生产效率。
又因内部含有的助焊剂的作用，具备以下优势：
1、利用还原性化学反应，除去焊料表面和焊接面的氧化物，促进焊接；
2、助焊剂有利于降低焊料熔化后的表面张力，起界面活性作用，有助于焊料在焊接面上的润湿和铺展。
3、在焊接完成之前，能够有效、持续地保护焊料和焊接面，防止其二次氧化；
4、助焊剂有利于热量传递到焊接区，起到充当热桥辅助热传导的作用。
5、本发明产品可以严格控制助焊剂与焊料的质量百分比，既可利用助焊剂有效去除焊料和焊接面的氧化膜，又可避免过多的助焊剂残留。提高焊接质量，实现良好的焊接效果，有利于保证焊接工艺的稳定性，大大提高生产效率。
6、本发明产品还兼有预成型焊料所具备的形状多样、成型精密、焊接品质稳定、使用便捷、生产简单高效的优点。
附图说明
图1为内部含有单层助焊剂的预成型焊料的局部剖视图；
图2为内部含有双层助焊剂的预成型焊料的局部剖视图；
图3为内部含有三层助焊剂的预成型焊料的局部剖视图。
附图标记：1、助焊剂；2、焊料。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清晰，下面将结合本发明实施例，对本发明的技术方案作进一步清晰、完整地描述。需要说明的是，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而非全部实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在未做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。
实施例1
本实施例的内含助焊剂的预成型焊料的制备方法，具体如下：
步骤1)制备助焊剂和熔铸焊料的料锭，备用；
步骤2)将步骤1中制备好的助焊剂添加到料锭内部，其中焊料的质量百分含量为99.2％，助焊剂的质量百分含量为0.8％，并将料锭挤压成内部含有单层助焊剂的坯料(如图1所示)；
步骤3)将坯料轧制成所需厚度的内含单层助焊剂的料带；
步骤4)将料带裁切成所需形状的预成型焊料。
实施例2
本实施例的内含助焊剂的预成型焊料的制备方法，具体如下：
步骤1)制备助焊剂和熔铸焊料的料锭，备用；
步骤2)将步骤1中制备好的助焊剂添加到料锭内部，其中焊料的质量百分含量为99％，助焊剂的质量百分含量为1％，并将料锭挤压成内部含有双层助焊剂的坯料(如图2所示)；
步骤3)将坯料轧制成所需厚度的内含双层助焊剂的料带；
步骤4)将料带裁切成所需形状的预成型焊料。
实施例3
本实施例的内含助焊剂的预成型焊料的制备方法，具体如下：
步骤1)制备助焊剂和熔铸焊料的料锭，备用；
步骤2)将步骤1中制备好的助焊剂添加到料锭内部，其中焊料的质量百分含量为95％，助焊剂的质量百分含量为5％，并将料锭挤压成内部含有三层助焊剂的坯料(如图3所示)；
步骤3)将坯料轧制成所需厚度的内含三层助焊剂的料带；
步骤4)将料带裁切成所需形状的预成型焊料。
实施例4
本实施例的内含助焊剂的预成型焊料的制备方法，具体如下：
步骤1)制备助焊剂和熔铸焊料的料锭，备用；
步骤2)将步骤1中制备好的助焊剂添加到料锭内部，其中焊料的质量百分含量为96％，助焊剂的质量百分含量为4％，并将料锭挤压成内部含有单层或多层助焊剂的坯料；
步骤3)将坯料拉丝成所需厚度的内含单层或多层助焊剂的圆形/方形锡丝；再将圆形/方形锡丝轧制成所需厚度的内含助焊剂的料带；
步骤4)将料带裁切成所需形状的预成型焊料。
实施例5
本实施例的内含助焊剂的预成型焊料的制备方法，具体如下：
步骤1)制备助焊剂和熔铸焊料的料锭，备用；
步骤2)将步骤1中制备好的助焊剂添加到料锭内部，其中焊料的质量百分含量为97.5％，助焊剂的质量百分含量为2.5％，并将料锭挤压成内部含有单层或多层助焊剂的坯料；
步骤3)将坯料轧制成一定厚度的内含单层或多层助焊剂的料带；再将料带复合轧制成所需厚度的内含多层助焊剂的料带；
步骤4)将料带裁切成所需形状的预成型焊料。
此实施例主要是针对无法在挤压阶段挤压出更多层助焊剂的情况。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可做出若干变形和改进，这些均属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (5)
1.一种内含助焊剂的预成型焊料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1)制备助焊剂和熔铸焊料的料锭，备用；
步骤2)将步骤1中制备好的助焊剂添加到料锭内部，并将料锭挤压成内部含有单层或多层助焊剂的坯料；所述焊料的质量百分含量为95％-99.9％，所述助焊剂的质量百分含量为0.1％-5％；
步骤3)将坯料轧制成所需厚度的内含助焊剂的料带；
步骤4)将料带裁切成所需形状的预成型焊料，所述焊料呈片状。
2.根据权利要求1所述的内含助焊剂的预成型焊料的制备方法，其特征在于，还包括将步骤3)中所述的内含助焊剂的料带，复合轧制成所需厚度的内含多层助焊剂的料带。
3.根据权利要求1所述的内含助焊剂的预成型焊料的制备方法，其特征在于，所述焊料的质量百分含量为99.2％，所述助焊剂的质量百分含量为0.8％。
4.根据权利要求1或3所述的内含助焊剂的预成型焊料的制备方法，其特征在于，所述焊料包括锡基、铅基、铟基、铋基、锌基、银基、铜基、铝基焊料中的至少一种；所述助焊剂包括松香型、树脂型、有机型、无机型助焊剂。
5.根据权利要求1或3所述的内含助焊剂的预成型焊料的制备方法，其特征在于，所述焊料为锡基焊料中的Sn96.5Ag3Cu0.5，所述助焊剂为松香型助焊剂。
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