CN113441873B

CN113441873B - 助焊片及其制备方法

Info

Publication number: CN113441873B
Application number: CN202010216516.5A
Authority: CN
Inventors: 刘小刚; 陈海红; 刘浩良
Original assignee: Shenzhen Huashi Electronics Co ltd
Current assignee: Shenzhen Huashi Electronics Co ltd
Priority date: 2020-03-25
Filing date: 2020-03-25
Publication date: 2022-11-15
Anticipated expiration: 2040-03-25
Also published as: CN113441873A

Abstract

本发明属于焊接材料技术领域，具体涉及一种助焊片及其制备方法。该助焊片的制备方法包括如下步骤：将松香和增塑剂在

下进行混合溶解，得到第一混合物料；将所述第一混合物料降温至

后，加入缓蚀剂进行混合，得到第二混合物料；将所述第二混合物料降温至

后，加入活性剂和有机胺进行混合，得到第三混合物料；将所述第三混合物料置于模具中，进行固化处理，得到所述助焊片。该制备方法得到的助焊片可以实现局部增加元器件引脚周围焊接活性和补焊，填补了贴片式助焊片焊接领域的空白，为SMT贴片式的物料实现高速SMT贴片机直接贴装提供了解决方案，具有很好的应用前景。

Description

助焊片及其制备方法

技术领域

本发明属于焊接材料技术领域，具体涉及一种助焊片及其制备方法。

背景技术

助焊膏主要原料由活化剂(ACTIVATION)、触变剂(THIXOTROPIC)、树脂(RESINS)、溶剂(SOLVENT)等几种材料按一定的配比和加入顺序，进行加热、搅拌、抽真空、冷却、研磨制备而成；其在锡材料焊接时，起到润湿焊盘、助焊、去除表面张力和氧化物、隔绝空气保护焊点等作用。传统助焊膏是膏状体，助焊膏和不同合金锡粉按照一定的重量比例进行混合搅拌后，制作成焊锡膏，英文名Solder Paste，焊锡膏用于印刷到表面贴装技术(SMT)行业的印刷电路板(PCB)表面，在电阻、电容、集成电路(IC)芯片、球栅阵列封装(BGA)芯片等电子元器件的焊接或返修时涂在PCB焊盘表面与元器件引脚用于维修焊接。

目前市面上的助焊膏和焊锡膏都是膏体状，无贴片式固态形态，也没有可直接和不同合金或单一金属基材粉末融合的固态形态贴片料。针对方形扁平无引脚封装(QFN)、PCB蓝牙模块、拆板IC、氧化料、结构件、异形件等元器件的引脚上锡，具有高度不够、上锡难、易空假焊、局部需要增加焊接活性的缺陷，已成为SMT行业有待解决难题。在需要增加活性的焊接元器件旁局部手动点膏状助焊膏或焊锡膏，不仅效率低、不易操作；而且增加点胶类型设备点助焊膏或印刷机印刷，会增加场地和设备费用，价格昂贵。

因此，现有技术有待改进。

发明内容

本发明的目的在于提供一种助焊片及其制备方法，旨在解决现有技术不存在贴片式固态形态的助焊片，从而是助焊材料应用受限的技术问题。

为实现上述发明目的，本发明采用的技术方案如下：

本发明一方面提供一种助焊片的制备方法，包括如下步骤：

将松香和增塑剂在

下进行混合溶解，得到第一混合物料；

将所述第一混合物料降温至

后，加入缓蚀剂进行混合，得到第二混合物料；

将所述第二混合物料降温至

后，加入活性剂和有机胺进行混合，得到第三混合物料；

将所述第三混合物料置于模具中，进行固化处理，得到所述助焊片。

本发明提供的助焊片的制备方法是一种贴片式固态形态的助焊片的制备方法，该制备方法先将松香和增塑剂在高温下进行混合溶解，然后逐渐降温，并依次加入缓蚀剂，活性剂和有机胺，以保持其活性，最后在可成型的模具中进行固化成型，得到助焊片。该制备方法不需要溶剂，直接将物料高温混合成型，具有无卤和无铅的特点，可满足环保要求，而且可以实现局部增加元器件引脚周围焊接活性和补焊，填补了贴片式助焊片焊接领域的空白，为SMT贴片式的物料实现高速SMT贴片机直接贴装提供了解决方案，具有很好的应用前景。

本发明另一方面提供一种助焊片，以所述助焊片的总质量为100％计，所述助焊片包括如下质量百分含量的组分：松香

增塑剂

缓蚀剂

活性剂

有机胺

以及，一种助焊片，以所述助焊片的总质量为100％计，所述助焊片包括如下质量百分含量的组分：合金粉末

松香

增塑剂

缓蚀剂

活性剂

有机胺

本发明提供的助焊片是一种贴片式固态形态的助焊片，可含合金粉末或不含合金粉末，该助焊片可以实现局部增加元器件引脚周围焊接活性和补焊，填补了贴片式助焊片焊接领域的空白，因此，为SMT贴片式的物料实现高速SMT贴片机直接贴装提供了解决方案，具有很好的应用前景。

附图说明

图1(A)为本发明提供的不含合金粉末的助焊片的效果图；

图1(B)为本发明提供的含有合金粉末的助焊片的效果图；

图2(A)为现有技术中不含合金粉末的助焊膏的效果图；

图2(B)为现有技术中含有合金粉末的焊锡膏的效果图。

具体实施方式

为了使本发明要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

一方面，本发明实施例提供了一种助焊片的制备方法，包括如下步骤：

S01：将松香和增塑剂在

下进行混合溶解，得到第一混合物料；

S02：将所述第一混合物料降温至

后，加入缓蚀剂进行混合，得到第二混合物料；

S03：将所述第二混合物料降温至

后，加入活性剂和有机胺进行混合，得到第三混合物料；

S04：将所述第三混合物料置于模具中，进行固化处理，得到所述助焊片。

本发明实施例提供的助焊片的制备方法是一种贴片式固态形态的助焊片的制备方法，该制备方法先将松香和增塑剂在高温下进行混合溶解，然后逐渐降温，并依次加入缓蚀剂，活性剂和有机胺，以保持其活性，最后在可成型的模具中进行固化成型，得到助焊片。该制备方法不需要溶剂，直接将物料高温混合成型，具有无卤和无铅的特点，可满足环保要求，而且可以实现局部增加元器件引脚周围焊接活性和补焊，填补了贴片式助焊片焊接领域的空白，为SMT贴片式的物料实现高速SMT贴片机直接贴装提供了解决方案，具有很好的应用前景。

上述步骤S01中，因松香和增塑剂的熔点较高，为了使助焊片的原料混合更加均匀，先在

下将松香和增塑剂进行混合溶解。松香具有特定的粘性，是高熔点的助焊剂，增塑剂作为填料易成型，而且可以增强柔韧性，具有保护和防止焊后PCB再度氧化的作用；该组分对零件固定起到很重要的作用；因此，将松香和增塑剂高温加热后变成可流动溶剂状态，冷却后凝固变成琥珀态固体，在冷却过程中不断添加后续各种成分使之分散均匀，冷却至室温后变成固体，从而形成助焊片。其中，所述松香包括氢化松香、歧化松香和聚合松香中的一种或多种；所述增塑剂包括乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)和石蜡中的一种或多种。

上述步骤S02中：为了使缓蚀剂更好的混匀且保持其活性，可以将第一混合物料降温至

后，再加入缓蚀剂进行混合。缓蚀剂具有防潮、防霉、防腐蚀性能，而且具有优良的焊接性，上述温度条件下加入缓蚀剂既可以混合均匀，又不会变形，从而制成的助焊片可以更好地保护印制板和元器件引线等待焊接器件。其中，缓蚀剂包括苯并三氮唑和苯并三氮唑衍生物(如甲基苯并三氮唑)中的一种或多种。

上述步骤S03中：将加入了缓蚀剂的第二混合物料降温至

后，再将高温敏感的活性剂和有机胺加入进行混合。活化剂主要去除焊盘和钎料表面的氧化物，提高润湿性，可以使用有机酸。而有机胺用于调节酸度值，进行酸碱复配。上述活性剂和有机胺对温度敏感，因此在温度降低至最低后，最后再一起添加混匀。其中，所述活性剂包括柠檬酸和苹果酸中的一种或多种；有机胺包括异辛胺、三乙醇胺、3-丙醇胺和N,N-二甲基乙醇胺中的一种或多种。

上述步骤S04中，所述固化处理的温度为

例如将第三混合物料降温至室温25℃，使模具中的混合材料凝固成型，得到助焊片。模具可以根据所需的助焊片的尺寸进行选择，最终可将助焊片制作成所要求不同厚度和尺寸的基板。对于助焊片的厚度，可以很厚，也可以很薄，不做具体限制，可以根据实际应用的需求进行制备，例如，在一个实施例中助焊片的厚度可以是

对于助焊片的表面形状可以是多种，可以是正方形、也可以是长方形、或者是圆形，不做具体限制，对应的尺寸也不做具体限制，可以根据实际应用的需求进行制备，例如，助焊片表面可以是正方形，边长尺寸为

或者助焊片表面可以是长方形，长宽尺寸为

或者助焊片表面可以是圆形，直径尺寸为

上述步骤中，最终制备得到的助焊片，以总质量为100％计，所述助焊片包括如下质量百分含量的组分：松香

增塑剂

缓蚀剂

活性剂

有机胺

上述含量成型的助焊片的固态助焊效果最佳。因此，可以按照上述含量，提供松香、增塑剂、缓蚀剂、活性剂和有机胺的原料两，然后按照上述制备步骤混合得到第三混合物料，并成模得到所述助焊片。具体地，松香可以为70％、75％、80％、85％、90％等；增塑剂可以为1％、2％、4％、5％、6％、8％、10％等；缓蚀剂可以为0.01％、0.02％、0.05％、0.06％、0.08％、0.1％等；活性剂可以为5％、8％、10％、11％、13％、15％等；有机胺可以为1％、2％、4％、5％、6％、8％、10％等。

在一个实施例中，在将所述第三混合物料置于模具中的步骤之前，还包括将合金粉末加入所述第三混合物料中进行混合处理。这样在模具中固化成型得到的助焊片，不仅有助焊功能，而且可以自成焊接功能，从而形成的助焊片可以直接作为焊片。具体地，所述合金粉末包括锡基合金粉末、铟基合金粉末、铋基合金粉末、锌基合金粉末、锑基合金粉末、银基合金粉末、铜基合金粉末和铝基合金粉末中的一种或多种，优选锡基合金粉末。其中，所述合金粉末的颗粒粒径为

该尺寸范围内的合金粉末分散更加均匀；例如，2号合金粉末：36-72um，3号合金粉末：25-45μm，4号合金粉末：20-38μm；5号合金粉末：10-15μm。

更进一步地，所述合金粉末与所述第三混合物料的质量比为：

上述比例范围内，成型的助焊片的效果最佳。最终制备得到的助焊片，以总质量为100％计，所述助焊片包括如下质量百分含量的组分：合金粉末

松香

增塑剂

缓蚀剂

活性剂

有机胺

具体地，合金粉末可以为10％、20％、30％、50％、60％、70％、80％、90％等，合金粉末可以根据焊接的需要从低含量到高含量范围内添加；松香可以为7％、8％、9％、10％、20％、30％、40％、60％、75％、80％等；增塑剂可以为0.1％、0.2％、0.5％、0.6％、1％、3％、4％、8％、10％等；缓蚀剂可以为0.01％、0.02％、0.05％、0.06％、0.08％、0.1％等；活性剂可以为0.5％、0.8％、1％、4％、6％、10％、11％、13％、15％等；有机胺可以为0.1％、0.5％、0.8％、2％、4％、8％、10％等。

本发明实施例的上述制备方法，可以制备成不含合金粉末的助焊片(如图1A所示)，或者含合金粉末的助焊片(如图1B所示)。上述方法制备的新型贴片式助焊片可以实现局部增加元器件引脚周围焊接活性和补焊。目前现有的助焊膏(如图2A所示)或焊锡膏(如图2B所示)对元器件引脚上锡高度不够、上锡难、易空假焊、局部需要增加焊接活性，因此效率低不易操作，而本申请的制备方法很好地解决了上述问题。

在一个实施例中，助焊片的制备方法包括：

将松香和增塑剂加入反应釜中，

熔化后均匀搅拌，降温至

后，加入缓蚀剂均匀搅拌；降温至

后，加入活性剂和有机胺，用搅拌器搅拌

分钟(可以进一步加入合金粉末)；倒入不同厚度和尺寸的模具中。降温至室温使混合材料凝固成固体，将助焊片制作成所要求不同厚度和尺寸的基板，制备完成待用。

在一个实施例中，最终制备的助焊片可以制作成SMT可贴装卷装物料进行焊接，具体包括如下步骤：

(1)不同厚度固态基板制作、切割成所要求不同尺寸和形状(优选的形状包括：方形、矩形、圆形、椭圆形、L形、梯形、三角形、U形或扇形以及环形等；)、拆粒、编带，全自动机器利用热熔胶上下带将电阻封装到纸带孔内做成卷盘物料。

(2)真空包装：将卷盘物料装入防静电袋用抽真空机抽去里面空气。

(3)储存：室温储存或

冷藏储存。

(4)贴装：将卷装物料装到不同型号贴片机上，将物料高速贴装到需要局部增加助焊活性的元件焊盘上或周围。

(5)焊接：过回流焊加热单独完成焊接(此时可以是含有合金粉末的助焊片)，或者和其他材料如锡膏一起完成焊接(此时可以是不含有合金粉末的助焊片)。

另一方面，本发明实施例还提供了一种助焊片，以所述助焊片的总质量为100％计，所述助焊片包括如下质量百分含量的组分：松香

增塑剂

缓蚀剂

活性剂

有机胺

具体地，松香可以为70％、75％、80％、85％、90％等；增塑剂可以为1％、2％、4％、5％、6％、8％、10％等；缓蚀剂可以为0.01％、0.02％、0.05％、0.06％、0.08％、0.1％等；活性剂可以为5％、8％、10％、11％、13％、15％等；有机胺可以为1％、2％、4％、5％、6％、8％、10％等。

在上述没有合金粉末的助焊片，可以实现局部增加元器件引脚周围助焊功能，填补了贴片式助焊片焊接领域的空白，为SMT贴片式的物料实现高速SMT贴片机直接贴装提供了解决方案，具有很好的应用前景。

在上述没有合金粉末的助焊片中，所述松香包括氢化松香、歧化松香和聚合松香中的一种或多种；所述增塑剂包括乙烯-醋酸乙烯共聚物和石蜡中的一种或多种；所述缓蚀剂包括苯并三氮唑和苯并三氮唑衍生物中的一种或多种；所述活性剂包括柠檬酸和苹果酸中的一种或多种；有机胺包括异辛胺、三乙醇胺、3-丙醇胺和N,N-二甲基乙醇胺中的一种或多种。

本发明实施例提供上述助焊片可由本发明实施例的上述助焊片的制备方法制备得到。具体包括如下步骤：将

松香和

增塑剂在

下进行混合溶解，然后降温至

后，加入

缓蚀剂进行混合，然后再降温至

后，加入

活性剂和

有机胺进行混合，最后倒入不同厚度和尺寸的模具中，降温固化成固体，将助焊片制作成所要求不同厚度和尺寸的基板，制备完成待用。

最后，本发明实施例还提供含有合金粉末的助焊片，以所述助焊片的总质量为100％计，所述助焊片包括如下质量百分含量的组分：合金粉末

松香

增塑剂

缓蚀剂

活性剂

有机胺

在上述含有合金粉末的助焊片中，可以实现局部增加元器件引脚周围焊接活性和补焊功能，填补了贴片式助焊片焊接领域的空白，为SMT贴片式的物料实现高速SMT贴片机直接贴装提供了解决方案，具有很好的应用前景。

在上述含有合金粉末的助焊片中，所述松香包括氢化松香、歧化松香和聚合松香中的一种或多种；所述增塑剂包括乙烯-醋酸乙烯共聚物和石蜡中的一种或多种；所述缓蚀剂包括苯并三氮唑和苯并三氮唑衍生物中的一种或多种；所述活性剂包括柠檬酸和苹果酸中的一种或多种；有机胺包括异辛胺、三乙醇胺、3-丙醇胺和N,N-二甲基乙醇胺中的一种或多种。进一步地，所述合金粉末包括锡基合金粉末、铟基合金粉末、铋基合金粉末、锌基合金粉末、锑基合金粉末、银基合金粉末、铜基合金粉末和铝基合金粉末中的一种或多种。更进一步地，所述合金粉末的颗粒粒径为

本发明实施例提供的含有合金粉末的助焊片可由本发明实施例的上述助焊片的制备方法制备得到。具体包括如下步骤：将

松香和

增塑剂在

下进行混合溶解，然后降温至

后，加入

缓蚀剂进行混合，然后再降温至

后，加入

活性剂和

有机胺进行混合，最后加入

的合金粉末颗粒混合均匀，倒入不同厚度和尺寸的模具中，降温固化成固体，将助焊片制作成所要求不同厚度和尺寸的基板，制备完成待用。

本发明先后进行过多次试验，现举一部分试验结果作为参考对发明进行进一步详细描述，下面结合具体实施例进行详细说明。

实施例1

一种助焊片的制备方法，包括如下步骤：

将80克氢化松香和5克EVA加入反应釜中，在

的条件下溶解搅拌均匀；降温至

后，加入0.1克甲基苯并三氮唑，均匀搅拌；然后降温至

后，加入9.9克的柠檬酸和5克异辛胺，用搅拌器搅拌

分钟；最后，将混合物料倒入不同厚度和尺寸的模具中，降温至室温使混合物料凝固成固体，从而得到助焊片。该实施例可以将助焊片制作成所要求不同厚度和尺寸的基板。

实施例2

一种助焊片的制备方法，包括如下步骤：

将90克氢化松香和2克EVA加入反应釜中，在

的条件下溶解搅拌均匀；降温至

后，加入0.1克苯并三氮唑，均匀搅拌；然后降温至

后，加入5克的苹果酸和2.9克异辛胺，用搅拌器搅拌

实施例3

一种含锡合金粉的助焊片的制备方法，包括如下步骤：

将80克氢化松香和5克EVA加入反应釜中，在

的条件下溶解搅拌均匀；降温至

后，加入0.1克甲基苯并三氮唑，均匀搅拌；然后降温至

后，加入9.9克的柠檬酸和5克异辛胺，用搅拌器搅拌

分钟；加入900克的锡基合金粉末Sn_96.5Ag_3.0Cu_0.5，粉末颗粒粒径为20-38μm，用搅拌器搅拌

分钟，倒入不同厚度和尺寸的模具中，降温至室温使混合物料凝固成固体，从而得到含有锡合金粉的助焊片。该实施例可以将助焊片制作成所要求不同厚度和尺寸的基板。

实施例4

一种含锡合金粉的助焊片的制备方法，包括如下步骤：

将90克氢化松香和6.2克EVA加入反应釜中，在

的条件下溶解搅拌均匀；降温至

后，加入0.8克甲基苯并三氮唑，均匀搅拌；然后降温至

后，加入15克的柠檬酸和8克异辛胺，用搅拌器搅拌

分钟；加入880克锡基合金粉末Sn₉₉Ag_0.3Cu_0.7，粉末颗粒粒径为20-38μm，用搅拌器搅拌

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、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种助焊片的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

将氢化松香和增塑剂在150～200℃下进行混合溶解，得到第一混合物料，所述增塑剂为乙烯-醋酸乙烯共聚物；

将所述第一混合物料降温至80～100℃后，加入缓蚀剂进行混合，得到第二混合物料；

将所述第二混合物料降温至40～60℃后，加入有机酸活性剂和有机胺进行混合，得到第三混合物料；

将合金粉末加入所述第三混合物料中进行混合处理，然后置于模具中，在20～25℃条件下进行固化处理，得到所述助焊片；

以所述助焊片的总质量为100％计，所述助焊片包括如下质量百分含量的组分：合金粉末10～90％，氢化松香7～80％，增塑剂0.1～10％，缓蚀剂0.01～0.1％，有机酸活性剂0.5～15％，有机胺0.1～10％；其中，所述合金粉末的颗粒粒径为20～38μm，所述有机酸活性剂为柠檬酸，所述有机胺为异辛胺。

2.如权利要求1所述的助焊片的制备方法，其特征在于，所述合金粉末包括锡基合金粉末、铟基合金粉末、铋基合金粉末、锌基合金粉末、锑基合金粉末、银基合金粉末、铜基合金粉末和铝基合金粉末中的一种或多种。

3.如权利要求1-2任一项所述的助焊片的制备方法，其特征在于，所述缓蚀剂包括苯并三氮唑和苯并三氮唑衍生物中的一种或多种。

4.一种助焊片，其特征在于，所述助焊片由权利要求1-3任一项所述的制备方法制备得到。