CN110961828A - 低温助焊剂组分及其制备方法、低温助焊剂 - Google Patents

低温助焊剂组分及其制备方法、低温助焊剂 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种低温助焊剂组分及其制备方法、低温助焊剂,涉及焊接技术领域。本发明提供的低温助焊剂由两种低温助焊剂组分均匀混合形成;其中,一种所述低温助焊剂组分由低熔点金属微胶囊、聚乙烯吡咯烷酮、石墨烯和溶剂组成;所述低熔点金属微胶囊的囊芯材料为熔点低于焊盘的熔点的低熔点金属;另一种低温助焊剂组分由金属盐、活化剂、表面活性剂、消泡剂和溶剂组成。本发明的技术方案能够在低温下将电子元件与低熔点金属线路可靠地焊接起来。

Description

低温助焊剂组分及其制备方法、低温助焊剂
技术领域
本发明涉及焊接技术领域,尤其涉及一种低温助焊剂组分及其制备方法、低温助焊剂。
背景技术
随着低熔点金属电子电路打印技术的长足发展,利用室温液态的低熔点金属(通常温度低于200℃)来制作电路板,特别是柔性电路板成为了现实。基于低熔点金属的柔性电路板包括柔性基板、形成于柔性基板上的低熔点金属线路以及电子元件,例如,LED、薄膜开关、触控开关、电阻、电容、传感器等。其中,低熔点金属线路上连接有焊盘,电子元件焊接于焊盘上。
发明人发现,在焊接电子元件的过程中存在以下问题:现有的电子元件的引脚上镀有锡层,锡层容易被氧化产生氧化膜,氧化膜的熔点高于200℃,如需将电子元件与低熔点金属线路可靠地焊接起来,则需要使氧化膜熔化,但现有的柔性基板一般是高分子材料,如聚乙烯(PE)薄膜、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)薄膜、聚氯乙烯(PVC)薄膜等,其能耐受的温度一般不超过120℃,超过它们的耐受温度,将会导致柔性基板软化、变形甚至形成熔滴,造成柔性电路板的损坏。
发明内容
本发明提供一种低温助焊剂组分及其制备方法、低温助焊剂,可以在低温下将电子元件与低熔点金属线路可靠地焊接起来。
第一方面,本发明提供一种低温助焊剂组分,采用如下技术方案:
所述低温助焊剂组分由低熔点金属微胶囊、聚乙烯吡咯烷酮、石墨烯和溶剂组成;所述低温助焊剂组分中,所述低熔点金属微胶囊的重量百分比为20%~40%,所述聚乙烯吡咯烷酮的重量百分比为0.5%~1%,所述石墨烯的重量百分比为1%~2%;所述低熔点金属微胶囊的囊芯材料为熔点低于焊盘的熔点的低熔点金属。
可选地,所述低熔点金属微胶囊的囊芯材料包括镓单质、镓铟合金、镓铟锡合金、镓铟锡锌合金、铋铟锡合金、铋锡合金中的一种或几种。
可选地,所述低熔点金属微胶囊的囊壁材料包括聚环氧乙烷、聚环氧丙烷、聚N-异丙基丙烯酰胺、聚丙烯酸、壳聚糖、海藻酸钠中的一种。
可选地,所述低熔点金属微胶囊的囊芯的粒径为50nm~500nm。
可选地,所述低熔点金属微胶囊的囊壁的厚度为50nm~100nm。
可选地,所述溶剂包括水、甲醇、乙醇、正丙醇、正丁醇、叔丁醇、异丙醇、乙醚、异丙醚、乙酸乙酯、异丙醇、甘醇、丙二醇中的一种或几种。
第二方面,本发明提供一种低温助焊剂组分的制备方法,用于制备第一方面中任一项所述的低温助焊剂组分,采用如下技术方案:
所述低温助焊剂组分的制备方法包括:
步骤S11、将低熔点金属微胶囊的囊芯材料与囊壁材料加入到溶剂中,混合并加热到所述囊芯材料的熔化温度以上,在惰性气体保护下,进行搅拌,搅拌完成后,转移到乳化机中进行乳化分散,冷却后得到所述低熔点金属微胶囊;
步骤S12、将聚乙烯吡咯烷酮溶解于去离子水中,充分溶解后,加入石墨烯粉体并搅拌分散;
步骤S13、将步骤S11和步骤S12制得的材料混合,均匀分散后,得到所述低温助焊剂组分。
第三方面,本发明提供一种低温助焊剂组分,采用如下技术方案:
所述低温助焊剂组分由金属盐、活化剂、表面活性剂、消泡剂和溶剂组成;所述低温助焊剂组分中,所述金属盐的重量百分比为2%~10%,所述活化剂的重量百分比为4%~10%,所述表面活性剂的重量百分比为3%~6%,所述消泡剂的重量百分比为0.05%~0.5%。
可选地,所述金属盐包括氯化锡、氯化亚锡、氟化锡、氯化锌、氯化镓、氯化铟、氯化铋、氟化钠、氟化钾中的一种。
可选地,所述活化剂包括巯基乙酸、巯基丙酸、2,3-二巯基丁二酸、琥珀酸、乳酸、苹果酸、水杨酸、油酸、亚油酸、草酸、柠檬酸、硬脂酸中的一种或几种。
可选地,所述表面活性剂包括op10,op20,span80,吐温60中的一种。
可选地,所述消泡剂包括有机硅消泡剂、矿物油消泡剂中的一种。
可选地,所述溶剂包括水、甲醇、乙醇、正丙醇、正丁醇、叔丁醇、异丙醇、乙醚、异丙醚、乙酸乙酯、异丙醇、甘醇、丙二醇中的一种或几种。
第四方面,本发明提供一种低温助焊剂组分的制备方法,用于制备第二方面中任一项所述的低温助焊剂组分,采用如下技术方案:
所述低温助焊剂组分的制备方法包括:
步骤S21、按照重量百分比分别称取金属盐、活化剂、表面活性剂、消泡剂;
步骤S22、将溶剂升温,并分别加入金属盐、活化剂、表面活性剂,进行搅拌;
步骤S23、搅拌后,逐渐滴加消泡剂,冷却后得到低温助焊剂组分。
第五方面,本发明提供一种低温助焊剂,采用如下技术方案:
所述低温助焊剂由如第一方面中任一项所述的低温助焊剂组分,以及第三方面中任一项所述的低温助焊剂组分均匀混合形成。
可选地,两种低温助焊剂组分的重量比为1∶1。
本发明提供了一种低温助焊剂组分及其制备方法、低温助焊剂,将由低熔点金属微胶囊、聚乙烯吡咯烷酮、石墨烯和溶剂组成的低温助焊剂组分,以及由金属盐、活化剂、表面活性剂、消泡剂和溶剂组成的低温助焊剂组分混合之后,形成低温助焊剂。在焊接过程中,将低温助焊剂涂抹至焊盘和/或电子元件的引脚上,然后将焊丝(例如包括Sn、In和Bi、熔点为58℃的焊丝)熔化在焊盘上,将电子元件的引脚放置于焊盘上,进而可以在低温下将电子元件与低熔点金属线路可靠地焊接起来。在上述焊接过程中,低温助焊剂的作用包括以下几个方面:第一方面,将焊盘和/或引脚上的氧化膜去除,使焊盘和/或引脚活化;第二方面,低熔点金属微胶囊中的低熔点金属会释放出来均匀分布于焊盘和/或引脚上而作为焊接材料;第三方面,低温助焊剂会与焊盘中的金属发生反应生成活性高的新生金属,该新生金属极易与其他金属(焊丝中的金属、焊盘中的金属等)发生合金化反应。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动性的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的第一低温助焊剂组分的制备方法的流程图;
图2为本发明实施例提供的第二低温助焊剂组分的制备方法的流程图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有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。
需要说明的是,在不冲突的情况下本发明实施例中的各技术特征均可以相互结合。
本发明实施例提供一种低温助焊剂,以解决以下各问题:
问题一,提供一种低温助焊剂,在较低温度范围,如60℃~120℃的温度范围内具有较高的活性,助焊效果较好;
问题二,低熔点金属在熔融状态下表面张力过高,在低熔点金属线路上焊接时,焊接的热量会导致低熔点金属线路熔化而回缩成球,导致虚焊的问题。
问题三,如何进行抗氧化防护,防止低熔点金属因氧化造成电阻上升的问题;
问题四,提供一种不含有N、S、P的低温助焊剂,防止用于封装柔性电路板的硅胶中毒。
具体地,该低温助焊剂由第一低温助焊剂组分和第二低温助焊剂组分均匀混合形成。可选地,第一低温助焊剂组分和第二低温助焊剂组分的重量比为1∶1。
其中,第一低温助焊剂组分由低熔点金属微胶囊、聚乙烯吡咯烷酮、石墨烯和溶剂组成;第一低温助焊剂组分中,低熔点金属微胶囊的重量百分比为20%~40%,聚乙烯吡咯烷酮的重量百分比为0.5%~1%,石墨烯的重量百分比为1%~2%,余量均为溶剂;低熔点金属微胶囊的囊芯材料为熔点低于焊盘的熔点的低熔点金属;第二低温助焊剂组分由金属盐、活化剂、表面活性剂、消泡剂和溶剂组成;第二低温助焊剂组分中,金属盐的重量百分比为2%~10%,活化剂的重量百分比为4%~10%,表面活性剂的重量百分比为3%~6%,消泡剂的重量百分比为0.05%~0.5%。
该低温助焊剂的使用过程如下:在焊接过程中,将低温助焊剂涂抹至焊盘和/或电子元件的引脚上,将焊丝(例如包括Sn、In和Bi、熔点为58℃的焊丝)熔化在焊盘上,将电子元件的引脚放置于焊盘上,进而将电子元件与低熔点金属线路焊接起来。
在上述焊接过程中,低温助焊剂的作用包括以下几个方面:第一方面,金属盐、活化剂等将焊盘和/或引脚上的氧化膜去除,使焊盘和/或引脚活化;第二方面,低熔点金属微胶囊中的低熔点金属会释放出来均匀分布于焊盘和/或引脚上而作为焊接材料;第三方面,低温助焊剂的金属盐会与焊盘中的金属发生反应生成活性高的新生金属,该新生金属极易与其他金属(焊丝中的金属、焊盘中的金属等)发生合金化反应。使用该低温助焊剂可以在低温下将电子元件与低熔点金属线路可靠地焊接起来。
下面本发明实施例对第一低温助焊剂组分和第二低温助焊剂组分进行详细说明。
可选地,本发明实施例提供的第一低温助焊剂组分由低熔点金属微胶囊、聚乙烯吡咯烷酮、石墨烯和溶剂组成;第一低温助焊剂组分中,低熔点金属微胶囊的重量百分比为20%~40%,聚乙烯吡咯烷酮的重量百分比为0.5%~1%,石墨烯的重量百分比为1%~2%,余量均为溶剂;低熔点金属微胶囊的囊芯材料为熔点低于焊盘的熔点的低熔点金属。
其中,低熔点金属微胶囊中的低熔点金属用于铺展至焊盘和/或引脚上,作为焊接材料;聚乙烯吡咯烷酮用于促进低熔点金属微胶囊和石墨烯在溶剂中的均匀分散;石墨烯用于增加焊接强度,且阻止氧气进入,避免焊接位置在焊接过程中以及焊接后过度氧化而造成电阻上升;溶剂用于分散低熔点金属微胶囊和石墨烯。
需要说明的是,若第一低温助焊剂组分中,低熔点金属微胶囊、聚乙烯吡咯烷酮、石墨烯和溶剂的重量百分比偏离以上范围,则会导致低温助焊剂的性能不佳。
示例性地,第一低温助焊剂组分中,低熔点金属微胶囊的重量百分比可以为20%、25%、30%、35%、40%,聚乙烯吡咯烷酮的重量百分比可以为0.5%、0.6%、0.7%、0.8%、0.9%、1%,石墨烯的重量百分比可以为1%、1.2%、1.4%、1.6%、1.8%、2%。
发明人发现,低熔点金属微胶囊的囊芯材料的成分与焊盘成分和/或引脚的成分越易形成合金,焊接的强度越高。本发明实施例中选择,低熔点金属微胶囊的囊芯材料包括镓单质、镓铟合金、镓铟锡合金、镓铟锡锌合金、铋铟锡合金、铋锡合金中的一种或几种。由于可打印或印刷形成的低熔点金属线路通常包括镓、铟、锡等,以上各种囊芯材料易于与锡、镓、铟等反应形成合金。
可选地,囊芯材料的熔点介于焊接材料(即焊丝)和被焊接材料(即焊盘和/或引脚)的熔点之间,有助于形成熔点渐变区,进而提高焊接牢度。例如,焊丝的熔点为58℃,被焊接材料的熔点为70℃,囊芯材料的熔点为65℃。
进一步地,囊芯材料为合金,其包括的元素种类与焊接材料包括的元素种类相同,但元素含量不同,以使得二者的熔点不同,但相容性好,有利于提高焊接的强度。例如,囊芯材料为具有一种配比的铋铟锡合金,焊丝为另一种配比的铋铟锡合金。
另外,低熔点金属微胶囊的囊芯的尺寸对低温助焊剂的性能也存在影响,具体地,若囊芯的尺寸过小,则氧化严重,电阻大,且不容易形成合金,若囊芯的尺寸若大,则不容易快速扩散,容易沉淀,分散均匀性差。因此,需要对低熔点金属微胶囊的囊芯的尺寸进行合理选择。可选地,低熔点金属微胶囊的囊芯的粒径为50nm~500nm。
可选地,低熔点金属微胶囊的囊壁材料包括聚环氧乙烷、聚环氧丙烷、聚N-异丙基丙烯酰胺、聚丙烯酸、壳聚糖、海藻酸钠中的一种。上述囊壁材料在升温和/或接触酸后,会变得疏松甚至被破坏,进而将其中包裹的囊芯材料释放。第一低温助焊剂组分和第二低温助焊剂组分混合得到的低温助焊剂,即可为囊壁材料提供以上条件,使其变得疏松甚至被破坏,进而释放囊芯材料。其中,聚环氧乙烷、聚环氧丙烷、聚N-异丙基丙烯酰胺会随着温度的升高会变得疏松甚至被破坏,聚丙烯酸、壳聚糖、海藻酸钠会因接触酸而被溶解,变得疏松甚至被破坏。
另外,低熔点金属微胶囊的囊壁的厚度对低温助焊剂的性能也存在影响,具体地,若囊壁过薄,则无法有效包覆囊芯,若囊壁过厚则囊芯释放缓慢。因此,需要对低熔点金属微胶囊的囊壁的厚度进行合理选择。可选地,低熔点金属微胶囊的囊壁的厚度为50nm~100nm。
可选地,第一低温助焊剂组分中的溶剂包括水、甲醇、乙醇、正丙醇、正丁醇、叔丁醇、异丙醇、乙醚、异丙醚、乙酸乙酯、异丙醇、甘醇、丙二醇中的一种或几种,以使得在焊接温度范围内溶剂可以充分挥发,使得焊接完成后几乎无溶剂残留,且溶剂的挥发还可以降低焊接位置处的氧浓度,有助于降低在焊接过程中以及焊接后焊接位置的氧化程度。
示例性地,如图1所示,图1为本发明实施例提供的第一低温助焊剂组分的制备方法的流程图,第一低温助焊剂组分的制备方法包括:
步骤S1、将低熔点金属微胶囊的囊芯材料与囊壁材料加入到溶剂中,混合并加热到囊芯材料的熔化温度以上,在惰性气体保护下,进行搅拌,搅拌完成后,转移到乳化机中进行乳化分散,冷却后得到低熔点金属微胶囊。
其中,搅拌速率越快和/或搅拌时间越长,低熔点金属微胶囊的囊芯粒径越小,氧化越严重,乳化速率越快和/或乳化时间越长,得到的低熔点金属微胶囊在溶剂中分散越均匀,本领域技术人员可以根据实际需要对搅拌速率、搅拌时间、乳化速率、乳化时间等进行合理选择。
可选地,本发明实施例中可以利用顶置式搅拌装置,在2000r/min条件下,搅拌10-20分钟,转移到乳化机中,在5000r/min条件下,乳化分散20~30min。
步骤S2、将聚乙烯吡咯烷酮溶解于去离子水中,充分溶解后,加入石墨烯粉体并搅拌分散。
其中,搅拌速率越快和/或搅拌时间越长,石墨烯分散越均匀,本领域技术人员可以根据实际需要进行选择。可选地,搅拌时间为20~80min。
步骤S3、将步骤S1和步骤S2制得的材料混合,均匀分散后,得到低温助焊剂组分。
可选地,分散时间为10~30min。
其中,可以通过搅拌或者超声的方式使将步骤S1和步骤S2制得的材料混合。其中,以搅拌的方式混合时,搅拌速率越快和/或搅拌时间越长,二者分散越均匀,本领域技术人员可以根据实际需要进行选择。
可选地,本发明实施例提供的第二低温助焊剂组分由金属盐、活化剂、表面活性剂、消泡剂和溶剂组成;第二低温助焊剂组分中,金属盐的重量百分比为2%~10%,活化剂的重量百分比为4%~10%,表面活性剂的重量百分比为3%~6%,消泡剂的重量百分比为0.05%~0.5%。
其中,金属盐中的金属离子可以被还原成金属单质,成为活性高的新生金属,与其他金属(焊丝中的金属、焊盘中的金属等)发生合金化反应,另外,金属盐还可以腐蚀焊盘和/或引脚上的氧化膜,促进焊接的进行,增加焊接牢度;活化剂用于去除焊盘和/或引脚上的氧化膜;表面活性剂用于增加焊接材料的润湿铺展能力,提高润湿均匀性;消泡剂用于去除焊接材料中的气泡,降低焊接位置处氧浓度,有助于防止焊接位置被氧化。另外,活化剂还可以降低低熔点金属的表面张力,提高焊料与低熔点金属线路之间的相容性,并进一步改善结合强度。
需要说明的是,若第二低温助焊剂组分中,金属盐、活化剂、表面活性剂、消泡剂和溶剂的重量百分比偏离以上范围,则会导致低温助焊剂的性能不佳。
示例性地,第二低温助焊剂组分中,金属盐的重量百分比可以为2%、4%、6%、8%、10%,活化剂的重量百分比可以为4%、6%、8%、10%,表面活性剂的重量百分比可以为3%、4%、5%、6%,消泡剂的重量百分比可以为0.05%、0.15%、0.25%、0.35%、0.45%、0.5%。
可选地,金属盐包括氯化锡、氯化亚锡、氟化锡、氯化锌、氯化镓、氯化铟、氯化铋、氟化钠、氟化钾中的一种。其中,金属盐中的金属离子(锡离子、铋离子)会被焊盘中的金属(镓单质、铟单质等)还原,得到新生金属(锡单质、铋单质)。
以金属盐为氯化锡、低熔点金属线路为镓铟合金、焊丝为铋铟锡合金、低熔点金属微胶囊的囊芯为铋铟锡合金为例,锡离子会与合金中的镓单质、铟单质、铋单质中的一种或几种发生反应,进而被还原为锡单质。
可选地,活化剂包括巯基乙酸、巯基丙酸、2,3-二巯基丁二酸、琥珀酸、乳酸、苹果酸、水杨酸、油酸、亚油酸、草酸、柠檬酸、硬脂酸中的一种或几种。
可选地,表面活性剂包括op10(聚氧乙烯辛基苯酚醚),op20(烷基酚聚氧乙烯醚),span80(司盘80,失水山梨糖醇脂肪酸酯),吐温60(又名聚山梨酸酯60,聚氧乙烯山梨醇酐单硬脂酸酯)中的一种。
可选地,消泡剂包括有机硅消泡剂、矿物油消泡剂中的一种。
可选地,第二低温助焊剂组分中的溶剂包括水、甲醇、乙醇、正丙醇、正丁醇、叔丁醇、异丙醇、乙醚、异丙醚、乙酸乙酯、异丙醇、甘醇、丙二醇中的一种或几种,以使得在焊接温度范围内溶剂可以充分挥发,使得焊接完成后几乎无溶剂残留,且溶剂的挥发还可以降低焊接位置处的氧浓度,有助于降低在焊接过程中以及焊接后焊接位置的氧化程度。
示例性地,如图2所示,图2为本发明实施例提供的第二低温助焊剂组分的制备方法的流程图,第二低温助焊剂组分的制备方法包括:
步骤S21、按照重量百分比分别称取金属盐、活化剂、表面活性剂、消泡剂。
步骤S22、将溶剂升温,并分别加入金属盐、活化剂、表面活性剂,进行搅拌。
例如,将溶剂升温至50~60℃,使溶剂不会挥发;搅拌速率为1000r/min,搅拌时间为10~30min。
步骤S23、搅拌后,逐渐滴加消泡剂,冷却后得到低温助焊剂组分。
本发明实施例提供了一种低温助焊剂组分及其制备方法、低温助焊剂,将由低熔点金属微胶囊、聚乙烯吡咯烷酮、石墨烯和溶剂组成的低温助焊剂组分,以及由金属盐、活化剂、表面活性剂、消泡剂和溶剂组成的低温助焊剂组分混合之后,形成低温助焊剂。在焊接过程中,将低温助焊剂涂抹至焊盘和/或电子元件的引脚上,然后将焊丝(例如熔点为58℃的焊丝)熔化在焊盘上,将电子元件的引脚放置于焊盘上,进而可以在低温下将电子元件与低熔点金属线路可靠地焊接起来。在上述焊接过程中,低温助焊剂的作用包括以下几个方面:第一方面,将焊盘和/或引脚上的氧化膜去除,使焊盘和/或引脚活化;第二方面,低熔点金属微胶囊中的低熔点金属会释放出来均匀分布于焊盘和/或引脚上而作为焊接材料;第三方面,低温助焊剂会与焊盘中的金属发生反应生成活性高的新生金属,该新生金属极易与其他金属(焊丝中的金属、焊盘中的金属等)发生合金化反应。
下面本发明实施例提供一种具体的低温助焊剂,该低温助焊剂由以下所述的第一低温助焊剂组分和第二低温助焊剂组分以重量比为1∶1均匀混合形成。
实施例1
第一低温助焊剂组份
Figure BDA0001817498580000111
第二低温助焊剂组份
Figure BDA0001817498580000112
Figure BDA0001817498580000121
实施例2
第一低温助焊剂组份
组份名称 物质类型 用量
低熔点金属微胶囊 镓铟锡合金+聚环氧乙烷 23g
聚乙烯吡咯烷酮 0.65g
石墨烯 石墨烯 1.5g
溶剂 异丙醇 74.85g
第二低温助焊剂组份
组份名称 物质类型 用量
金属盐 氯化锌 5g
活化剂 乳酸 5g
表面活性剂 op20 4.5g
消泡剂 矿物油消泡剂 0.3g
溶剂 乙醚 85.2g
实施例3
第一低温助焊剂组份
组份名称 物质类型 用量
低熔点金属微胶囊 镓单质+聚丙烯酸 38g
聚乙烯吡咯烷酮 0.85g
石墨烯 石墨烯 1.7g
溶剂 乙酸乙酯 59.45g
第二低温助焊剂组份
组份名称 物质类型 用量
金属盐 氯化铋 9g
活化剂 水杨酸 9g
表面活性剂 span80 5.5g
消泡剂 矿物油消泡剂 0.4g
溶剂 丙二醇 76.1g
最后应说明的是:以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种低温助焊剂组分,其特征在于,所述低温助焊剂组分由低熔点金属微胶囊、聚乙烯吡咯烷酮、石墨烯和溶剂组成;所述低温助焊剂组分中,所述低熔点金属微胶囊的重量百分比为20%~40%,所述聚乙烯吡咯烷酮的重量百分比为0.5%~1%,所述石墨烯的重量百分比为1%~2%;所述低熔点金属微胶囊的囊芯材料为熔点低于焊盘的熔点的低熔点金属。
2.根据权利要求1所述的低温助焊剂组分,其特征在于,所述低熔点金属微胶囊的囊芯材料包括镓单质、镓铟合金、镓铟锡合金、镓铟锡锌合金、铋铟锡合金、铋锡合金中的一种或几种。
3.根据权利要求1所述的低温助焊剂组分,其特征在于,所述低熔点金属微胶囊的囊壁材料包括聚环氧乙烷、聚环氧丙烷、聚N-异丙基丙烯酰胺、聚丙烯酸、壳聚糖、海藻酸钠中的一种。
4.根据权利要求1所述的低温助焊剂组分,其特征在于,所述溶剂包括水、甲醇、乙醇、正丙醇、正丁醇、叔丁醇、异丙醇、乙醚、异丙醚、乙酸乙酯、异丙醇、甘醇、丙二醇中的一种或几种。
5.一种低温助焊剂组分的制备方法,用于制备如权利要求1~4任一项所述的低温助焊剂组分,其特征在于,包括:
步骤S11、将低熔点金属微胶囊的囊芯材料与囊壁材料加入到溶剂中,混合并加热到所述囊芯材料的熔化温度以上,在惰性气体保护下,进行搅拌,搅拌完成后,转移到乳化机中进行乳化分散,冷却后得到所述低熔点金属微胶囊;
步骤S12、将聚乙烯吡咯烷酮溶解于去离子水中,充分溶解后,加入石墨烯粉体并搅拌分散;
步骤S13、将步骤S11和步骤S12制得的材料混合,均匀分散后,得到所述低温助焊剂组分。
6.一种低温助焊剂组分,其特征在于,所述低温助焊剂组分由金属盐、活化剂、表面活性剂、消泡剂和溶剂组成;所述低温助焊剂组分中,所述金属盐的重量百分比为2%~10%,所述活化剂的重量百分比为4%~10%,所述表面活性剂的重量百分比为3%~6%,所述消泡剂的重量百分比为0.05%~0.5%。
7.根据权利要求6所述的低温助焊剂组分,其特征在于,所述金属盐包括氯化锡、氯化亚锡、氟化锡、氯化锌、氯化镓、氯化铟、氯化铋、氟化钠、氟化钾中的一种。
8.根据权利要求6所述的低温助焊剂组分,其特征在于,所述活化剂包括巯基乙酸、巯基丙酸、2,3-二巯基丁二酸、琥珀酸、乳酸、苹果酸、水杨酸、油酸、亚油酸、草酸、柠檬酸、硬脂酸中的一种或几种。
9.一种低温助焊剂组分的制备方法,用于制备如权利要求6~8任一项所述的低温助焊剂组分,其特征在于,包括:
步骤S21、按照重量百分比分别称取金属盐、活化剂、表面活性剂、消泡剂;
步骤S22、将溶剂升温,并分别加入金属盐、活化剂、表面活性剂,进行搅拌;
步骤S23、搅拌后,逐渐滴加消泡剂,冷却后得到低温助焊剂组分。
10.一种低温助焊剂,其特征在于,由如权利要求1~4任一项所述的低温助焊剂组分,以及如权利要求6~8任一项所述的低温助焊剂组分均匀混合形成。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2603010A (en) * 2021-01-26 2022-07-27 Colloids Ltd A Fusion Welding Composition for High Efficiency Welding

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0503189A1 (en) * 1991-03-13 1992-09-16 Nihon Sanmo Dyeing Co., Ltd. Electrically conductive material
CN104607826A (zh) * 2014-12-09 2015-05-13 华南理工大学 一种用于铝低温软钎焊的免清洗固态助焊剂及制备方法
CN106505188A (zh) * 2015-09-06 2017-03-15 中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所 锡基纳米颗粒-碳复合材料及其制备方法与应用
US9707642B2 (en) * 2012-12-07 2017-07-18 Baker Hughes Incorporated Toughened solder for downhole applications, methods of manufacture thereof and articles comprising the same
CN108032001A (zh) * 2017-12-18 2018-05-15 苏州铜宝锐新材料有限公司 一种环保抗腐蚀的焊锡膏的制备方法
CN108456802A (zh) * 2018-04-11 2018-08-28 深圳市汉尔信电子科技有限公司 一种锡铋复合合金及其制备方法

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0503189A1 (en) * 1991-03-13 1992-09-16 Nihon Sanmo Dyeing Co., Ltd. Electrically conductive material
US9707642B2 (en) * 2012-12-07 2017-07-18 Baker Hughes Incorporated Toughened solder for downhole applications, methods of manufacture thereof and articles comprising the same
CN104607826A (zh) * 2014-12-09 2015-05-13 华南理工大学 一种用于铝低温软钎焊的免清洗固态助焊剂及制备方法
CN106505188A (zh) * 2015-09-06 2017-03-15 中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所 锡基纳米颗粒-碳复合材料及其制备方法与应用
CN108032001A (zh) * 2017-12-18 2018-05-15 苏州铜宝锐新材料有限公司 一种环保抗腐蚀的焊锡膏的制备方法
CN108456802A (zh) * 2018-04-11 2018-08-28 深圳市汉尔信电子科技有限公司 一种锡铋复合合金及其制备方法

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2603010A (en) * 2021-01-26 2022-07-27 Colloids Ltd A Fusion Welding Composition for High Efficiency Welding

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