CN117047341A - 一种低温助焊剂组分及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种低温助焊剂组分及其制备方法，涉及到焊接技术领域，包括以下质量百分比的原料：增稠触变剂4％‑5％；有机酸5％‑8％；混合溶剂40％‑50％；缓蚀剂2％‑5％；聚乙烯吡咯烷酮0.5％‑1％；石墨烯1％‑2％；氟化氢铵1％；表面活性剂2％；触变剂3％‑8％；其余为松香，上述组分重量百分比之和为100％；所述松香为按0.8‑1.4：1比例混合的聚合松香和氢化松香。本发明结构合理，实现了能达标、高焊接可靠性、高活性、环保的无卤无铅低温锡膏助焊剂。
Description
技术领域
本发明涉及焊接技术领域，特别涉及一种低温助焊剂组分及其制备方法。
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来制作电路板，特别使柔软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。
电子散热模组是将铜管等与散热鳍片或者是热源传热片进行焊接，其使用的是低温焊锡膏(焊接时最高温度低于200摄氏度)，一般通过印刷或点涂等工艺将焊锡膏涂布于铜管或散热鳍片之间，然后通过回流焊进行焊接。焊料合金目前已从传统的锡铅焊发展为无铅焊，因此对助焊剂的要求更高，故发展出性能更好或更精细并适应新的焊接工艺要求的助焊剂就十分重要，因此，本申请提供了一种低温助焊剂组分及其制备方法来满足需求。
发明内容
本申请的目的在于提供一种低温助焊剂组分及其制备方法，实现了能达标、高焊接可靠性、高活性、环保的无卤无铅低温锡膏助焊剂。
为实现上述目的，本申请提供如下技术方案：一种低温助焊剂组分及其制备方法，包括以下质量百分比的原料：增稠触变剂4％-5％；有机酸5％-8％；混合溶剂40％-50％；缓蚀剂2％-5％；聚乙烯吡咯烷酮0.5％-1％；石墨烯1％-2％；氟化氢铵1％；表面活性剂2％；触变剂3％-8％；其余为松香，上述组分重量百分比之和为100％；所述松香为按0.8-1.4：1比例混合的聚合松香和氢化松香。
优选地，所述机酸是乙二酸、乙二酸盐、丁二酸、丁二酸酐、衣康酸、水扬酸、苹果酸有机酸中一种或多种。
优选地，所述混合溶剂包括水、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。
优选地，所述表面活性剂是聚乙二醇辛基苯基醚、复合型抗氧化油、复合型无卤活性剂中的一种或两种混合物。
优选地，所述缓蚀剂是苯并三氮唑或氮唑类中的一种或多种组合。
优选地，所述触变剂选自氢化蓖麻油、聚酰胺改性的氢化蓖麻油、聚乙烯蜡、乙二撑双硬脂酸酰胺、乙撑双月桂酰胺中的一种或多种。
本发明还提供一种低温助焊剂组分的制备方法，具体制备步骤如下：
步骤一：使用一个容器将松香和增稠触变剂和溶剂均匀加热到170°，待物料全部溶清后，温度降低到140°。
步骤二：将步骤一中再加入活性剂，缓蚀剂，表面活性剂，松香等物料，搅拌所有物料溶解，直至外观为均一清透液体，将加热熔化好的助焊膏用100目过滤网过滤倒入耐高温塑料袋中，将盛有助焊膏的袋子放入冷却水循环池中快速冷却至常温。
步骤三：将锡铋共晶粉与助焊剂按重量比发到锡膏搅拌设备中，先开转速17rmp搅拌5分钟，将搅拌机转子升起，手工将转子和搅拌锅壁上的未搅拌均匀的锡膏用塑料刮刀刮刀搅拌锅中。
步骤四：然后再密闭设备，抽真空到-0.1Mpa，转速30rmp，搅拌10分钟，然后分装成锡膏成品包装，将包装好的锡膏储存在0～10°环境中，以备随时使用；
步骤五：然后将步骤四中的锡膏中加入增稠触变剂、有机酸、聚乙烯吡咯烷酮、石墨烯、氟化氢铵、触变剂，先放入搅拌锅内，搅拌10-15分钟，再此翻锅搅拌5-10分钟，停止搅拌得到助焊剂。
综上，本发明的技术效果和优点：
本发明结构合理，作为高活性使锡膏可用于各种难以焊接的金属和镀层表面焊接且焊点不会发黑，结合适当比例(低于传统比例)的松香与混合溶剂的配合，使助焊剂具有特别好的流变性和表面张力，保证焊接过程中的流变性与停驻的平衡，特别适合现发展出的高效焊接工艺，并同时具有很好的焊接可靠性，这特别适应电子产品向高密度、小体积、多功能的发展。
附图说明
为了更清楚地说明本申请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简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅是本申请的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明的助焊剂加工步骤图。
具体实施方式
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，所描述的实施例仅仅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。
实施例：参考图1所示的一种低温助焊剂组分及其制备方法，包括以下质量百分比的原料：增稠触变剂4％-5％；有机酸5％-8％；混合溶剂40％-50％；缓蚀剂2％-5％；聚乙烯吡咯烷酮0.5％-1％；石墨烯1％-2％；氟化氢铵1％；表面活性剂2％；触变剂3％-8％；其余为松香，上述组分重量百分比之和为100％；松香为按0.8-1.4：1比例混合的聚合松香和氢化松香。
具体的，触变剂赋予助焊剂一定的触变性能，即助焊剂受热状态粘度变小，以便于助焊剂浸焊，且浸焊完毕后不受热的状态下粘度变大，保持固有的形态，防止焊接处塌陷，的增稠触变剂为改性氢化蓖麻油或聚酰胺类中的一种或多种组合，上述的增稠触变剂与松香和混合溶剂共同配合调整助焊剂的流变性能以更便于印刷或涂点的焊接工艺，此时增稠触变剂占助焊剂的5％；的缓蚀剂是苯并三氮唑或氮唑类中的一种或多种组合，其占助焊剂的1.5％，起到保护焊点、防止被焊接金属的腐。
作为本实施例中的一种优选地实施方式，机酸是乙二酸、乙二酸盐、丁二酸、丁二酸酐、衣康酸、水扬酸、苹果酸有机酸中一种或多种，混合溶剂包括水、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。
具体的，氟化氢铵占助焊剂的1％，其与有机酸进行复配，作为高效活性剂，能够在各种难以焊接的金属和镀表面焊接，其关键是游离态的氟离子能够提供很强的电负性，从而提供较强离子活度，能够在焊接过程加快焊锡对表面镀层的侵蚀，加快形成合金属的速度，同时氟化氢铵在焊接过程中会随着温度的升高迅速分解挥发，最后完全不会残留在焊点上，保证了焊点的高可靠性；上述的复合型抗氧化油和复合型无卤活性剂是助焊剂中常用的活性剂；的混合溶剂指的是二丙二醇单乙醚、二丙二醇甲醚、乙二醇丁醚、二乙二醇单己醚等低沸点醇醚溶剂中的两种以上的混合物，的混合溶剂占助焊剂的38％，上述比例得到的助焊剂使用时的效果更佳。
在本实施例中，表面活性剂是聚乙二醇辛基苯基醚、复合型抗氧化油、复合型无卤活性剂中的一种或两种混合物，缓蚀剂是苯并三氮唑或氮唑类中的一种或多种组合。
具体的，的表面活性剂是聚乙二醇辛基苯基醚、复合型抗氧化油、复合型无卤活性剂中的一种或两种混合物，其占助焊剂的1％，其主要起到降低表面张力，加强焊接活性，形成光滑圆润的焊点。
在本实施例中，触变剂选自氢化蓖麻油、聚酰胺改性的氢化蓖麻油、聚乙烯蜡、乙二撑双硬脂酸酰胺、乙撑双月桂酰胺中的一种或多种。
本发明还提供一种低温助焊剂组分的制备方法，具体制备步骤如下：
步骤一：使用一个容器将松香和增稠触变剂和溶剂均匀加热到170°，待物料全部溶清后，温度降低到140°。
步骤二：将步骤一中再加入活性剂，缓蚀剂，表面活性剂，松香等物料，搅拌所有物料溶解，直至外观为均一清透液体，将加热熔化好的助焊膏用100目过滤网过滤倒入耐高温塑料袋中，将盛有助焊膏的袋子放入冷却水循环池中快速冷却至常温。
步骤三：将锡铋共晶粉与助焊剂按重量比发到锡膏搅拌设备中，先开转速17rmp搅拌5分钟，将搅拌机转子升起，手工将转子和搅拌锅壁上的未搅拌均匀的锡膏用塑料刮刀刮刀搅拌锅中。
步骤四：然后再密闭设备，抽真空到-0.1Mpa，转速30rmp，搅拌10分钟，然后分装成锡膏成品包装，将包装好的锡膏储存在0～10°环境中，以备随时使用；
步骤五：然后将步骤四中的锡膏中加入增稠触变剂、有机酸、聚乙烯吡咯烷酮、石墨烯、氟化氢铵、触变剂，先放入搅拌锅内，搅拌10-15分钟，再此翻锅搅拌5-10分钟，停止搅拌得到助焊剂。
本发明工作原理：作为高活性使锡膏可用于各种难以焊接的金属和镀层表面焊接且焊点不会发黑，结合适当比例(低于传统比例)的松香与混合溶剂的配合，使助焊剂具有特别好的流变性和表面张力，保证焊接过程中的流变性与停驻的平衡，特别适合现发展出的高效焊接工艺，并同时具有很好的焊接可靠性，这特别适应电子产品向高密度、小体积、多功能的发展趋。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换,凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种低温助焊剂组分，其特征在于，包括以下质量百分比的原料：增稠触变剂4％-5％；有机酸5％-8％；混合溶剂40％-50％；缓蚀剂2％-5％；聚乙烯吡咯烷酮0.5％-1％；石墨烯1％-2％；氟化氢铵1％；表面活性剂2％；触变剂3％-8％；其余为松香，上述组分重量百分比之和为100％；
所述松香为按0.8-1.4：1比例混合的聚合松香和氢化松香。
2.根据权利要求1所述一种低温助焊剂组分，其特征在于：所述机酸是乙二酸、乙二酸盐、丁二酸、丁二酸酐、衣康酸、水扬酸、苹果酸有机酸中一种或多种。
3.根据权利要求1所述一种低温助焊剂组分，其特征在于：所述混合溶剂包括水、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。
4.根据权利要求1所述一种低温助焊剂组分，其特征在于：所述表面活性剂是聚乙二醇辛基苯基醚、复合型抗氧化油、复合型无卤活性剂中的一种或两种混合物。
5.根据权利要求1所述一种低温助焊剂组分，其特征在于：所述缓蚀剂是苯并三氮唑或氮唑类中的一种或多种组合。
6.根据权利要求1所述一种低温助焊剂组分，其特征在于：所述触变剂选自氢化蓖麻油、聚酰胺改性的氢化蓖麻油、聚乙烯蜡、乙二撑双硬脂酸酰胺、乙撑双月桂酰胺中的一种或多种。
7.一种低温助焊剂组分的制备方法，用于制备权利要求1-6任一项所述的低温助焊剂，其特征在于：具体步骤包括如下：
步骤一：使用一个容器将松香和增稠触变剂和溶剂均匀加热到170°，待物料全部溶清后，温度降低到140°；
步骤二：将步骤一中再加入活性剂，缓蚀剂，表面活性剂，松香等物料，搅拌所有物料溶解，直至外观为均一清透液体，将加热熔化好的助焊膏用100目过滤网过滤倒入耐高温塑料袋中，将盛有助焊膏的袋子放入冷却水循环池中快速冷却至常温；
步骤三：将锡铋共晶粉与助焊剂按重量比发到锡膏搅拌设备中，先开转速17rmp搅拌5分钟，将搅拌机转子升起，手工将转子和搅拌锅壁上的未搅拌均匀的锡膏用塑料刮刀刮刀搅拌锅中；
步骤四：然后再密闭设备，抽真空到-0.1Mpa，转速30rmp，搅拌10分钟，然后分装成锡膏成品包装，将包装好的锡膏储存在0～10°环境中，以备随时使用；
步骤五：然后将步骤四中的锡膏中加入增稠触变剂、有机酸、聚乙烯吡咯烷酮、石墨烯、氟化氢铵、触变剂，先放入搅拌锅内，搅拌10-15分钟，再此翻锅搅拌5-10分钟，停止搅拌得到助焊剂。
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