CN111037148B - 一种用于快速导通微型过孔的焊锡及其生产工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种流动性好且性能稳定的用于快速导通微型过孔的焊锡以及其工艺。按质量百分比计算，所述焊锡包括锡粉80～90％；溶剂4～8％；活化剂0.5～3％；触变剂3‑6％；树脂1.5‑10.4％，其中，所述锡粉经过表面氟化处理；其制备工艺包括如下步骤：按质量百分比称取经过表面氟化处理的锡粉并加入到密封容器中，进行搅拌，然后陆续加入触变剂、活化剂、树脂和抗氧化剂并继续搅拌，直至制得所述焊锡。本发明用于电路板领域。

Description

一种用于快速导通微型过孔的焊锡及其生产工艺
技术领域
本发明涉及电路板领域，尤其涉及一种用于快速导通微型过孔的焊锡及其生产工艺。
背景技术
多层线路板结构中，层与层之间的导通一般是通过设置过孔，利用过孔填锡膏来实现。填充锡膏过孔的孔径一般都大于250μm。对于FPC来说，过孔通常受限于FPC板的面积大小，其尺寸一般都较小（通常情况下小于100μm）。这时焊锡由于粘度较大及焊锡颗粒的影响，且焊接温度受限（≤200℃，温度过高会损坏器件）而流动性较差，难以实现多层FPC层与层之间的导通，同时可能造成虚焊、假焊等不良现象。因此，需要一种新型的低粘度焊锡，能够适用于微型过孔的快速导通。
现有技术如公开号为CN106271186B的中国专利文献公开了一种焊锡膏。该焊锡膏主要解决的技术问题是耐温差、卤素残留和产品不够美观。但其并未给出如何解决针对微型过孔的快速过孔的方案。又如公开号为CN106425168B的中国专利文献公开了一种激光用焊锡膏，其旨在解决现有激光焊接锡膏因瞬间融化出现炸锡、锡珠、焊接不饱满等问题。其含有的成分主要是针对激光焊接。但并未给出如何解决针对微型过孔的快速过孔的方案。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的不足,提供一种流动性好且性能稳定的用于快速导通微型过孔的焊锡，以及该焊锡的生产工艺，该生产工艺流程简单，操作简便，成本低。
本发明所述用于快速导通微型过孔的焊锡所采用的技术方案是，按质量分数计算，按质量百分比计算，该焊锡包括以下成分：
锡粉 80～90％； 溶剂 4～8％；活化剂 0.5～3％；触变剂 3～6％；树脂 1.5～10.4％；其中，所述锡粉经过表面氟化处理。
上述方案可见，本发明对锡粉进行表面氟化处理，使得锡粉的表面能较低，从而保证锡粉不团聚，在加入溶剂、活化剂、触变剂、树脂等搅拌后，使得焊锡达到超疏水状态，使得焊锡具有极好的流动性，且性能稳定，进而能够轻易顺利地从FPC板的微型过孔中流过，快速实现FPC中层与层间的导通。
进一步地，所述锡粉含有钴粉和铜粉，按质量百分比计算，钴粉的含量占所述锡粉总含量的11～17％；铜粉的含量占所述锡粉总含量的1～3％。由此可见，在锡粉中加入钴粉和铜粉，能够起到稀释作用，进一步保证焊锡能够快速地在FPC的微型过孔中通过。
再进一步地，按质量百分比计算，所述溶剂包括如下组分：丙二醇 5～15％，乙二醇50～70％，乙酸乙酯10～25％，石油醚5～20％。由此可见，选择丙二醇、乙二醇、乙酸乙酯和石油醚作为溶剂，使锡粉及活化剂、触变剂等成分形成良好的分散效果。
又再进一步地，按质量百分比计算，所述活化剂包括如下组分：环己烷二甲酸60～80％，羟基苯乙酸20～40％。环己烷二甲酸及羟基苯乙酸可实现对待焊接部位氧化物质的去除，使锡膏能够与待焊接部分充分结合，增强焊接效果。
此外，按质量百分比计算，所述触变剂包括如下组分：气相二氧化硅和硬脂酸酰胺。气相二氧化硅及硬脂酸酰胺可以调节焊锡的粘度以及印刷性能, 起到在焊接过程中防止出现拖尾、粘连等现象的作用。
进一步地，所述树脂为环氧树脂。由此可见，环氧树脂的加入使得制备的焊锡与传统的采用松香树脂相比，其具有更好的流动性。
再进一步地，该焊锡包括有抗氧化剂，按质量百分比计算，所述抗氧化剂含量为0.1～1 ％，所述抗氧化剂的成分包括抗坏血酸、丁基羟基茴香醚、二丁基羟基甲苯、叔丁基对苯二酚、亚磷酸中的一种或几种。抗氧化剂的加入使得焊锡具有极好的抗氧化性能，保证焊接的质量。
此外，上述用于快速导通微型过孔的焊锡的生产工艺包括以下步骤：
（1）按质量百分比称取经过表面氟化处理的锡粉并加入到密封容器中，按比例加入溶剂并进行搅拌，搅拌时间为10～20min；
（2）按比例加入触变剂并继续搅拌，同时向容器内充入氮气，搅拌时间为20～30min；
（3）按比例加入活化剂并继续搅拌，搅拌时间为20～30min；
（4）最后按比例加入树脂并继续搅拌，直至容器内的混合物呈均匀的膏体状，即制得焊锡。
上述方案可见，本发明制备焊锡的工艺流程简单，操作简便，对工作人员的要求也较低，成本相对地也更低，且在触变剂加入的同时也通入氮气，确保搅拌后的混合溶液的抗氧化性，保证了制备的焊锡的流动性。
进一步地，对所述锡粉进行表面氟化处理的过程如下：将锡粉至于密闭容器内，对容器抽真空至-0.1MPa后充入氮气，反复三次后，再对腔室抽真空至-0.1MPa，再通入含氟气体，使得氟与锡粉表面进行反应，生成氟化物，完成锡粉表面氟化处理。经过氟化处理的锡粉具有极低的表面能，保证了其流动性，防止团聚的产生。通过反应时间的控制，可调节表面氟化物厚度，在厚度为50-200nm时，不影响锡粉的导电性。
在反应停止前，向容器中持续通入氮气，以防止发生氧化。
附图说明
图1是本发明制备得到的焊锡与市售的不同粘度的焊锡的粘度比对图，其中曲线1表示本发明制备得到的焊锡的粘度随剪切速率的变化曲线；曲线2表示市售的低粘度的锡膏的粘度随剪切速率的变化曲线；曲线3表示市售的一般粘度的锡膏的粘度随剪切速率的变化曲线。
具体实施方式
本发明中，按质量百分比计算，该焊锡包括以下成分：
锡粉 80～90％； 溶剂 4～8％；活化剂 0.5～3％；触变剂 3～6％；树脂 1.5～10.4％，抗氧化剂0.1～1 ％。其中，所述锡粉经过表面氟化处理。
具体地，所述锡粉含有钴粉和铜粉，按质量百分比计算，钴粉的含量占所述锡粉总含量的11～17％；铜粉的含量占所述锡粉总含量的1～3％。所述溶剂包括如下组分：丙二醇5～15％，乙二醇50～70％，乙酸乙酯10～25％，石油醚5～20％。所述活化剂包括如下组分：环己烷二甲酸60～80％，羟基苯乙酸20～40％。所述触变剂包括如下组分：气相二氧化硅50～70％，硬脂酸酰胺30～50％。所述树脂为环氧树脂。所述抗氧化剂选自抗坏血酸、丁基羟基茴香醚、二丁基羟基甲苯、叔丁基对苯二酚、亚磷酸中的一种或几种。
上述焊锡的生产工艺包括以下步骤：
（1）按质量百分比称取经过表面氟化处理的锡粉并加入到密封容器中，按比例加入溶剂并进行搅拌，搅拌时间为10～20min；对所述锡粉进行表面氟化处理的过程如下：将锡粉至于密闭腔室内，对腔室抽真空至-0.1MPa后充入氮气，反复三次后，再对腔室抽真空至-0.1MPa，再通入含氟气体，使得氟与锡粉表面进行反应，生成氟化物。通过反应时间的控制，可调节表面氟化物厚度，在厚度为50-200nm时，不影响锡粉的导电性。
（2）按比例加入触变剂并继续搅拌，同时向容器内充入氮气，搅拌时间为20～30min；
（3）按比例加入活化剂并继续搅拌，搅拌时间为20～30min；
（4）最后按比例加入树脂和抗氧化剂并继续搅拌，直至容器内的混合物呈膏体状，即制得焊锡。
在反应停止前，需向反应器中持续通入氮气，防止发生氧化。
至此，焊锡制备完成。
下面以更加具体的实施例来对本发明作更进一步的说明。
实施例1
本实施例中，按质量百分比计算，该焊锡包括以下成分：锡粉85％；溶剂6％；活化剂2％；触变剂2％；树脂4.5％；抗氧化剂0.5％。其中，所述锡粉经过表面氟化处理。
具体地，所述锡粉含有钴粉和铜粉，按质量百分比计算，钴粉的含量占所述锡粉总含量的13％；铜粉的含量占所述锡粉总含量的2％。所述溶剂包括如下组分：丙二醇 10％，乙二醇60％，乙酸乙酯15％，石油醚15％。所述活化剂包括如下组分：环己烷二甲酸70％，羟基苯乙酸30％。所述触变剂包括如下组分：气相二氧化硅60％，硬脂酸酰胺40％。所述树脂为环氧树脂。所述抗氧化剂选自抗坏血酸、丁基羟基茴香醚、二丁基羟基甲苯、叔丁基对苯二酚、亚磷酸中的丁基羟基茴香醚和叔丁基对苯二酚。
按上述生产工艺制备焊锡。
将制备得到的焊锡与市售普通粘度的焊锡和市售低粘度的焊锡进行粘度对比，其结果如图1所示。
由图1可知，本发明制备得到的焊锡比现有的焊锡的粘度更低，但性能稳定性能够得到保证，从而提高了焊锡的流动性，保证了其能够方便地从FPC的层与层之间的微型过孔实现快速流动。
以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制；凡本行业的普通技术人员均可按以上所述而顺畅地实施本发明；但是，凡熟悉本专业的技术人员在不脱离本发明技术方案范围内，可利用以上所揭示的技术内容而作出的些许更动、修饰与演变的等同变化，均为本发明的等效实施例；同时，凡依据本发明的实质技术对以上实施例所作的任何等同变化的更动、修饰与演变等，均仍属于本发明的技术方案的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种用于快速导通微型过孔的焊锡，其特征在于，按质量百分比计算，该焊锡包括以下成分：
锡粉 80～90％； 溶剂 4～8％；活化剂 0.5～3％；
触变剂 3～6％；树脂 1.5～10.4％；
其中，所述锡粉经过表面氟化处理；
对所述锡粉进行表面氟化处理的过程如下：将锡粉至于密闭腔室内，对腔室抽真空至-0.1MPa后充入氮气，反复三次后，再对腔室抽真空至-0.1MPa，再通入含氟气体，使得氟与锡粉表面进行反应，生成氟化物。
2.根据权利要求1所述的一种用于快速导通微型过孔的焊锡，其特征在于：所述锡粉含有钴粉和铜粉，按质量百分比计算，钴粉的含量占所述锡粉总含量的11～17％；铜粉的含量占所述锡粉总含量的1～3％。
3.根据权利要求1所述的一种用于快速导通微型过孔的焊锡，其特征在于，按质量百分比计算，所述溶剂包括如下组分：丙二醇 5～15％，乙二醇50～70％，乙酸乙酯10～25％，石油醚5～20％。
4.根据权利要求1所述的一种用于快速导通微型过孔的焊锡，其特征在于，按质量百分比计算，所述活化剂包括如下组分：环己烷二甲酸60～80％，羟基苯乙酸20～40％。
5.根据权利要求1所述的一种用于快速导通微型过孔的焊锡，其特征在于，按质量百分比计算，所述触变剂包括如下组分：气相二氧化硅50～70％，硬脂酸酰胺30～50％。
6.根据权利要求1所述的一种用于快速导通微型过孔的焊锡，其特征在于：所述树脂为环氧树脂。
7.根据权利要求1所述的一种用于快速导通微型过孔的焊锡，其特征在于，该焊锡包括有抗氧化剂，按质量百分比计算，所述抗氧化剂的含量为 0.1～1％，所述抗氧化剂的成分包括抗坏血酸、丁基羟基茴香醚、二丁基羟基甲苯、叔丁基对苯二酚、亚磷酸中的一种或几种。
8.一种如权利要求1所述的用于快速导通微型过孔的焊锡的生产工艺，其特征在于，该工艺包括以下步骤：
（1）按质量百分比称取经过表面氟化处理的锡粉并加入到密封容器中，按比例加入溶剂并进行搅拌，搅拌时间为10～20min；
（2）按比例加入触变剂并继续搅拌，同时向容器内充入氮气，搅拌时间为20～30min；
（3）按比例加入活化剂并继续搅拌，搅拌时间为20～30min；
（4）最后按比例加入树脂并继续搅拌，直至容器内的混合物呈均匀的膏体状，即制得焊锡。
9.根据权利要求8所述的生产工艺，其特征在于，对所述锡粉进行表面氟化处理的过程如下：将锡粉至于密闭容器内，对容器抽真空至-0.1MPa后充入氮气，反复三次后，再对腔室抽真空至-0.1MPa，再通入含氟气体，使得氟与锡粉表面进行反应，生成氟化物，完成锡粉表面氟化处理。
10.根据权利要求8所述的生产工艺，其特征在于：在反应停止前，向容器中持续通入氮气。
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