CN108098182A - 一种环保抗腐蚀的焊锡膏 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种环保抗腐蚀的焊锡膏，包括以下重量份数的各组分：助焊剂10～15份和88～95份的合金锡粉混合而成，其中，所述助焊剂包括以下重量份数的各组分：植物油改性松香42～55份，表面活性剂8～10份，有机溶剂31～35份，有机树脂10～15份，氯化锌5～7份和触变剂5～8份；所述合金锡粉包括以下重量份数的各组分：锡92～95份、镁0.5～0.8份、铜2～3份、铋3～5份、锌0.5～0.8份和Ag0.5～1.5份。本发明焊锡膏用于焊接时可以大大降低最后形成的焊料残渣，进而大大降低对环境及操作人员的危害，具有防腐蚀性和优良的电气绝缘性，浸润性更好，并且更环保，毒性更小。

Description

一种环保抗腐蚀的焊锡膏
技术领域
本发明涉及一种焊锡膏，尤其涉及一种环保抗腐蚀的焊锡膏，属于焊接材料技术领域。
背景技术
随着电子产品向超大规模集成化、数字化、微型化方面发展，使得表面安装技术(SMT)成为电子组装的主流技术。传统的锡铅焊焊锡膏基本能满足这些要求，但因其中含有大量的铅，长期使用会给人类生活环境和安全带来较大危害。因此美国、欧盟等已颁布了禁止使用铅及其化合物的立法，包括我国在内的许多国家都制订了无铅焊料的国家标准。相对锡铅焊焊锡膏而言，无铅SnAgCu系列焊焊锡膏的熔点高出约34℃，这就带来了焊接过程中高温氧化等严重问题，给无铅焊焊锡膏用助焊剂提出了更为苛刻的要求，所以传统助焊剂不再与之相适应。
因此，很多厂家开始使用，发现无铅焊锡膏。普遍存在的问题有：1、随使用时间的延长发生凝固；2、回流焊时易形成焊球从而造成短路问题；3、焊后残留物的腐蚀性、绝缘性、长期稳定性、焊接过程中产生有害气体以及焊接不良等问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种环保抗腐蚀的焊锡膏，该焊锡膏无毒，浸润能力和表面粘附性强，耐腐蚀性好，综合能力强。
为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：
一方面，本发明提供一种环保抗腐蚀的焊锡膏，包括以下重量份数的各组分：助焊剂10～15份和88～95份的合金锡粉混合而成，其中，所述助焊剂包括以下重量份数的各组分：植物油改性松香42～55份，表面活性剂8～10份，有机溶剂31～35份，有机树脂10～15份，氯化锌5～7份和触变剂5～8份；
所述合金锡粉包括以下重量份数的各组分：锡92～95份、镁0.5～0.8份、铜2～3份、铋3～5份、锌0.5～0.8份和Ag0.5～1.5份。
进一步地，所述助焊剂包括以下重量份数的各组分：植物油改性松香45～50份，表面活性剂8～10份，有机溶剂33～35份，有机树脂12～15份，氯化锌5～7份和触变剂6～8份。
进一步地，所述助焊剂包括以下重量份数的各组分：植物油改性松香48份，表面活性剂9份，有机溶剂34份，有机树脂13份，氯化锌6份和触变剂7份。
进一步地，所述合金锡粉包括以下重量份数的各组分：锡93份、镁0.6份、铜2.5份、铋4份、锌0.6份和Ag1.0份。
进一步地，所述表面活性剂为蓖麻油聚氧乙烯醚和/或聚乙二醇。
进一步地，所述有机树脂选自酚醛树脂、丙烯酸树脂和氯乙烯树脂中的至少一种。
进一步地，所述触变剂选自氢化蓖麻油和/或脂肪酸甘油酯。
进一步地，所述有机溶剂选自二乙二醇己醚和/或乙醇、异丙醇。
另一方面，本发明还提供一种上述的环保抗腐蚀的焊锡膏的制备方法，包括以下步骤：
1)制备植物油改性松香，然后按适当的重量份数称取各组分；
2)将称取的有机树脂加入部分有机溶剂中，搅拌均匀，得到有机树脂溶液；然后在剩余部分的有机溶剂中依次加入植物油改性松香、氯化锌和触变剂混合均匀，得到混合物料Ⅰ；再将表面活性剂加入混合物料Ⅰ中，搅拌均匀，得到混合物料Ⅱ，然后将所述有机树脂溶液加入所述混合物料Ⅱ中，搅拌均匀，得到助焊剂；
3)再将步骤2)得到的助焊剂和称取的合金锡粉，倒入真空搅拌机中，充氮气低速搅拌，得到焊锡膏，即得。
进一步地，在步骤2)中，先将剩余部分的有机溶剂加热至85～95℃，然后再依次加入植物油改性松香、氯化锌和触变剂混合均匀。
进一步地，在步骤3)中，倒入真空搅拌机中先低速搅拌8～10分钟，再充氮气中速搅拌30～40分钟。
进一步地，在步骤1)中，所述植物油改性松香通过包括以下步骤的方法制得：所述植物油改性松香通过包括以下步骤的方法制得：将松香加热至熔融，加入植物油，十二烷基苯磺酸钠，升温至220～230℃，反应15～25min后，置于60℃真空烘箱中干燥10～12h，松香、植物油和十二烷基苯磺酸钠的质量比为14:1:1。
进一步地，所述植物油改性松香通过包括以下步骤的方法制得：将松香加热至熔融，加入植物油，十二烷基苯磺酸钠，升温至225℃，反应20min后，置于60℃真空烘箱中干燥10～12h，松香、植物油和十二烷基苯磺酸钠的质量比为14:1:1。
本发明的有益效果在于：通过植物油改性松香与其他物质结合，制得的焊锡膏用于焊接时可以大大降低最后形成的焊料残渣，进而大大降低对环境及操作人员的危害；通过有机树脂的加入，在焊接后形成一层紧密的有机膜，保护焊点和基板，具有防腐蚀性和优良的电气绝缘性；并使用有机类的触变剂，有机溶剂和表面活性剂，各物质更容易相容，制得的焊锡膏更均一，浸润性更好，并且更环保，毒性更小；加入无机氯化物是为了使焊点消光，在操作和检验时克服眼睛的疲劳和视力衰弱。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例详细说明如后。
具体实施方式
下面结合实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
实施例1
1)将松香加热至熔融，加入大豆油，十二烷基苯磺酸钠，升温至225℃，反应20min后，置于60℃真空烘箱中干燥10～12h，松香、植物油和十二烷基苯磺酸钠的质量比为14:1:1，制得植物油改性松香；
2)按适当的重量份数称取各组分助焊剂10份和95份的合金锡粉，其中，助焊剂中含有以下重量份数的各组分：植物油改性松香48份，蓖麻油聚氧乙烯醚9份，有机溶剂(二乙二醇己醚和乙醇)34份，酚醛树脂13份，氯化锌6份和氢化蓖麻油7份；合金锡粉中含有以下重量份数的各组分：锡93份、镁0.6份、铜2.5份、铋4份、锌0.6份和Ag1.0份。
3)将称取的酚醛树脂加入部分有机溶剂中，搅拌均匀，得到酚醛树脂溶液；先将剩余部分的有机溶剂加热至90℃，然后依次加入植物油改性松香、氯化锌和触变剂混合均匀，得到混合物料Ⅰ；再将表面活性剂加入混合物料Ⅰ中，搅拌均匀，得到混合物料Ⅱ，然后将所述酚醛树脂溶液加入所述混合物料Ⅱ中，搅拌均匀，得到助焊剂；
4)再将步骤2)得到的助焊剂和称取的合金锡粉，倒入真空搅拌机中，先低速搅拌9分钟，再充氮气中速搅拌35分钟，得到焊锡膏，即得。
实施例2
1)将松香加热至熔融，加入蓖麻油，十二烷基苯磺酸钠，升温至220℃，反应25min后，置于60℃真空烘箱中干燥10～12h，松香、植物油和十二烷基苯磺酸钠的质量比为14:1:1，制得植物油改性松香；
2)按适当的重量份数称取各组分助焊剂15份和88份的合金锡粉，其中，助焊剂中含有以下重量份数的各组分：植物油改性松香42份，脂肪酸甘油酯8份，有机溶剂(二乙二醇己醚和异丙醇)31份，丙烯酸树脂15份，氯化锌5份和脂肪酸甘油酯5份；合金锡粉中含有以下重量份数的各组分：锡92份、镁0.8份、铜2份、铋5份、锌0.5份和Ag0.5份。
3)将称取的丙烯酸树脂加入部分有机溶剂中，搅拌均匀，得到丙烯酸树脂溶液；先将剩余部分的有机溶剂加热至85℃，然后依次加入植物油改性松香、氯化锌和触变剂混合均匀，得到混合物料Ⅰ；再将表面活性剂加入混合物料Ⅰ中，搅拌均匀，得到混合物料Ⅱ，然后将所述丙烯酸树脂溶液加入所述混合物料Ⅱ中，搅拌均匀，得到助焊剂；
4)再将步骤2)得到的助焊剂和称取的合金锡粉，倒入真空搅拌机中，先低速搅拌8分钟，再充氮气中速搅拌30分钟，得到焊锡膏，即得。
实施例3
1)将松香加热至熔融，加入麻油，十二烷基苯磺酸钠，升温至230℃，反应15min后，置于60℃真空烘箱中干燥10～12h，松香、植物油和十二烷基苯磺酸钠的质量比为14:1:1，制得植物油改性松香；
2)按适当的重量份数称取各组分助焊剂15份和95份的合金锡粉，其中，助焊剂中含有以下重量份数的各组分：植物油改性松香55份，脂肪酸甘油酯10份，有机溶剂(二乙二醇己醚和异丙醇)35份，有机树脂10份，氯化锌7份和触变剂(氢化蓖麻油和脂肪酸甘油酯)8份；合金锡粉中含有以下重量份数的各组分：锡95份、镁0.5份、铜3份、铋3份、锌0.8份和Ag1.5份。
3)将称取的氯乙烯树脂加入部分有机溶剂中，搅拌均匀，得到氯乙烯树脂溶液；先将剩余部分的有机溶剂加热至95℃，然后依次加入植物油改性松香、氯化锌和触变剂混合均匀，得到混合物料Ⅰ；再将表面活性剂加入混合物料Ⅰ中，搅拌均匀，得到混合物料Ⅱ，然后将所述氯乙烯树脂溶液加入所述混合物料Ⅱ中，搅拌均匀，得到助焊剂；
4)再将步骤2)得到的助焊剂和称取的合金锡粉，倒入真空搅拌机中，先低速搅拌10分钟，再充氮气中速搅拌40分钟，得到焊锡膏，即得。
实施例4-5
制备方法与实施例1相同，不同的为所述助焊剂分别包括以下重量份数的各组分。
实施例4中的助焊剂包括以下重量份数的各组分：植物油改性松香45份，表面活性剂8份，有机溶剂33份，有机树脂12份，氯化锌5份和触变剂6份。
实施例5中的助焊剂包括以下重量份数的各组分：植物油改性松香50份，表面活性剂10份，有机溶剂35份，有机树脂5份，氯化锌7份和触变剂8份。
参照SJ/T11186‐199《锡铅膏状焊料通用规范》的检测方法，对其进行了观察焊锡膏的印刷性能、回流焊后残留物的颜色；依据电子行业标准SJ/T11273‐2002分别对制得的助焊剂进行润湿力、润湿时间及扩展面积进行测试；按照IPC J‐STD‐004A标准对制得的助焊剂进行铜镜腐蚀测试，结果见下表1。
表1实施例1～5的产品进行性能测试结果
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
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，但并不能因此而理解为对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，还可以做出若干变形和改进，这些都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 (8)

1.一种环保抗腐蚀的焊锡膏，包括以下重量份数的各组分：助焊剂10～15份和88～95份的合金锡粉混合而成，其中，所述助焊剂包括以下重量份数的各组分：植物油改性松香42～55份，表面活性剂8～10份，有机溶剂31～35份，有机树脂10～15份，氯化锌5～7份和触变剂5～8份；
所述合金锡粉包括以下重量份数的各组分：锡92～95份、镁0.5～0.8份、铜2～3份、铋3～5份、锌0.5～0.8份和Ag0.5～1.5份。
2.根据权利要求1所述的环保抗腐蚀的焊锡膏，其特征在于，所述助焊剂包括以下重量份数的各组分：植物油改性松香45～50份，表面活性剂8～10份，有机溶剂33～35份，有机树脂12～15份，氯化锌5～7份和触变剂6～8份。
3.根据权利要求2所述的环保抗腐蚀的焊锡膏，其特征在于，所述助焊剂包括以下重量份数的各组分：植物油改性松香48份，表面活性剂9份，有机溶剂34份，有机树脂13份，氯化锌6份和触变剂7份。
4.根据权利要求1至3中任一项中所述的环保抗腐蚀的焊锡膏，其特征在于，所述合金锡粉包括以下重量份数的各组分：锡93份、镁0.6份、铜2.5份、铋4份、锌0.6份和Ag1.0份。
5.根据权利要求1至3中任一项中所述的环保抗腐蚀的焊锡膏，其特征在于，所述表面活性剂为蓖麻油聚氧乙烯醚和/或聚乙二醇。
6.根据权利要求1至3中任一项中所述的环保抗腐蚀的焊锡膏，其特征在于，所述有机树脂选自酚醛树脂、丙烯酸树脂和氯乙烯树脂中的至少一种。
7.根据权利要求1至3中任一项中所述的环保抗腐蚀的焊锡膏，其特征在于，所述触变剂选自氢化蓖麻油和/或脂肪酸甘油酯。
8.根据权利要求1至3中任一项中所述的环保抗腐蚀的焊锡膏，其特征在于，所述有机溶剂选自二乙二醇己醚和/或乙醇、异丙醇。
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