CN85106862B - 活性芯软钎焊丝 - Google Patents

Abstract

本发明是关于活性芯软钎焊丝的配方。要解决的问题是研制合适的抗氧化剂和活性剂，选择合理的配方，使软钎焊丝在各项性能合格的同时，提高铺展率，钎焊迅速，焊点饱满消光，焊剂残渣无腐蚀性，绝缘电阻高。本发明的成分及重量百分比为：焊料９７～９９，焊剂１－３，其中焊剂的成分及重量百分比为：特级松香５０－９５，改性松香５－５０，抗氧化剂０．１－５，有机含氮化合物氢卤酸盐０．１－５，脂肪酸０．２－５。本发明适用于手工软钎焊。

Description

活性芯软钎焊丝

本发明是关于供电气、电子设备和仪表软钎焊用的活性芯软钎焊丝的配方。

活性芯软钎焊丝是将焊料拉制成空心线，同时压入焊剂，钎焊时焊剂从钎焊丝中流出，清洗被钎焊部位表面，降低熔融焊料的表面张力，使焊料与被钎焊金属充分润湿并紧密结合。该产品的技术关键是活性芯（即焊剂）的配方。这里引用美国专利US4523712和US4495007所描述的用于印刷线路板软钎焊的焊剂的组成：

例1：水白松香 23

壬二酸 3

二溴苯乙烯 0.6

异丙醇 73.4

例2：松香 11.5

二聚亚麻酸 8.5

壬二酸 1.5

二溴苯乙烯 0.6

异丙醇 77.9

上述焊剂可以采用发泡、喷雾、涂刷或浸渍等方法，用于印刷线路板的软钎焊，但是将它做为活性芯软钎焊丝焊剂有以下缺点：其一，拉制活性芯软钎焊丝时，焊剂必需加热到约140℃并保持一段时间，上述焊剂没有添加抗氧化剂，在高温下焊剂中的活性剂易氧化变质，减少或丧失助焊活性。其二，根据测试，上述焊剂的铺展率小于90%，在手工钎焊的条件下，钎焊速度较慢。

本发明的任务是：第一，研制适当的抗氧化剂，它不仅在活性芯软钎焊丝制造中能保护焊剂在高温下不被氧化，而且在钎焊温度下能保护焊料，防止渣生成。第二，研制更有效的活性剂，使焊剂的铺展率达到并超过90%，并扩大应用范围，使其对铜及铜合金、银、锌、铁等材料都具有优良的钎接能力。第三，达到钎焊迅速，不产生刺激性气体，焊点饱满均匀，且呈现柔和的光泽，避免焊点太亮刺激操作者的眼睛。

为完成以上任务，本发明的技术解决方案是：第一，通过实验，研制芳香醛，例如甲氧基羟基苯甲醛、二甲氧基苯甲醛等做为抗氧化剂，芳香醛具有三种功能：在制造活性芯软钎焊丝时，能保护熔融焊剂中的活性剂不被氧化;在钎焊时能保护焊料，减少渣生成;并能产生香味，使手工钎焊条件得到改善。第二，通过一系列软钎焊助焊机理探讨实验证实，当焊剂中同时含有有机含氮化合物的氢卤酸盐和脂肪酸时，这两类化合物配合作用的效果比单纯用一种更佳，能使活性芯软钎焊丝的铺展率比单独使用其中一种（百分含量相同）提高2-3%，使钎焊迅速完成，此外，对铜及铜合金、银、锌、铁等材料均具有良好的钎焊效果。第三，现有的活性芯软钎焊丝产品钎焊后焊点很光亮，刺激操作者的眼睛。有的焊剂加入大量有机酸盐或氧化铝、二氧化硅、氧化钛的细微粉末做为消光剂，前者钎焊后留下有机酸盐残渣，影响电性能，后者与松香不互溶，且降低产品的可焊性。本发明所研制的活性剂有机含氮化合物的氢卤酸盐和脂肪酸，在钎焊时能生成新的化合物。助焊机理实验证实，有机含氮化合物的氢卤酸盐在钎焊温度下分解生成有机含氮化合物。此中间产物与被钎焊金属表面的氧化膜反应生成一种络合物。脂肪酸在钎焊温度下与被钎焊金属表面的氧化膜反应，生成相应的脂肪酸盐。新生成的络合物和脂肪酸盐冷却后成为极细微颗粒附着在焊点表面，能对光线形成不规则反射，从而消除焊点表面刺眼的光泽，达到消光的目的，不必再添加消光剂，简化了配方和生产工艺。

本发明选择锡61-50%，铅39-50%做为焊料成分。焊剂芯选用松香、改性松香、抗氧化剂、有机含氮化合物的氢卤酸盐、脂肪酸等，拉制成活性芯软钎焊丝，其配方为：

焊料 97-99

焊剂（固体） 1-3

焊料成分及重量百分比为：

锡 50-61

铅 39-50

焊剂成分及重量百分比为：

特级松香 50-95

改性松香 5-50

抗氧化剂 0.1-5

有机含氮化合物氢卤酸盐 0.1-5

脂肪酸 0.2-5

其中，改性松香可选用：歧化松香、氢化松香、聚合松香、136松香甘油酯、138松香季戊四醇酯、424松香马来酸酯、210松香改性酚醛树脂等;抗氧化剂可选用：苯甲醛、甲氧基苯甲醛、二甲氧基苯甲醛、甲氧基羟基苯甲醛、苯基丙烯醛、3，4-亚甲二氧基苯甲醛等;有机含氮化合物氢卤酸盐可选用：盐酸三甲胺、盐酸三乙胺、正丁胺氢溴酸盐、己胺氢溴酸盐、环己胺氢溴酸盐、盐酸苯肼、盐酸谷氨酸、盐酸二乙醇胺、三乙醇胺氢溴酸盐、溴代十六烷基吡啶等;脂肪酸为含六个到廿个碳原子的一元和多元酸，脂肪酸可选用：己酸、十二酸、十四酸、软脂酸、硬脂酸、油酸、花生酸、己二酸、辛二酸、癸二酸等。

按照本发明配方制成的活性芯软钎焊丝样品，由福建省中心检验所、电子工业部第十五研究所、日本千住金属工业株式会社等部门，按照日本工业标准JIS Z 3197-1976规定的方法进行测试，并与进口试样进行对比。以下表1是日本标准与本发明样品性能测试结果比较，表2是本发明样品抗拉力测试，表3是铺展率测试。根据表中数据可以说明，本发明的活性芯软钎焊丝各项指标符合日本工业标准JIS Z 3283-1976规定的A级标准，尤其是与进口优质活性芯软钎焊丝样品对比，本发明的样品铺展率更高。本发明的活性芯软钎焊丝可焊性优越，对铜及铜合金、银、锌、铁等材料均具有优良的钎接能力：钎焊速度快，焊点饱满均匀，光泽柔和，无虚焊;焊接时无异味，焊后残渣少且残渣色泽浅，无腐蚀性，电绝缘性好，不必清洗;价格低于进口产品。总之，本发明具有焊剂配方及生产工艺较简单，产品技术指标高，钎焊效果好，适用范围广的优点，完全可以满足快速手工钎焊的需要。

本发明实施例如下：

实施例一：

焊料 98

焊剂（固体） 2

焊料成分及重量百分比为：

锡 60

铅 40

焊剂成分及重量百分比为：

特级松香 50

氢化松香 42

甲氧基羟基苯甲醛 1

三乙醇胺氢溴酸盐 2

软脂酸 5

实施例二：

焊料 98

焊剂（固体） 2

焊料成分及重量百分比为：

锡 55

铅 45

焊剂成分及重量百分比为：

特级松香 70

138松香季戊四醇酯 26

二甲氧基苯甲醛 0.5

己胺氢溴酸盐 1.5

硬脂酸 2

注：按照日本工业标准JISz 3197-1976规定的条件与方法进行测试

试样编号	抗拉力(kg/mm2)	断口位置	备　注
				1	26.4	母材上	试样由φ1.7mm紫铜线　 两根长160mm搭接钎焊， 对搭长度15mm，测试　 室温30℃
2	26.2	母材上
			3	26.4	母材上
4	26.2	母材上

试　　样	直径(mm)	焊剂含量(%)	铺展率(%)
				本发明样品	1.2	1.7	92.6
DauWa (日本产品)	1.2	2.0	90.0
				Alpha (美国产品)	1.2	2.2	89.6

Claims (19)

1、含有固体焊剂的活性芯软钎焊丝，其主要成分是抗氧化剂、活性剂、松香，其特征是活性芯中含有芳香醛做为抗氧化剂，有机含氮化合物的氢卤酸盐和脂肪酸做为活性剂，以及氢化松香、松香甘油酯、松香季戊四醇酯。

2、根据权利要求1的活性芯软钎焊丝，其特征是配方由以下物质及重量百分比组成：

焊料 97-99

焊剂（固体） 1-3

焊料成分及重量百分比为，

锡 50-61

铅 39-50

焊剂成分及重量百分比为，

特级松香 50-95

改性松香 5-50

抗氧化剂 0.1-5

有机含氮化合物氢卤酸盐 0.1-5

脂肪酸 0.2-5

3、根据权利要求1和权利要求2的活性芯软钎焊丝，其特征是焊剂的最佳成分及重量百分比为，

特级松香 50

氢化松香 42

甲氧基羟基苯甲醛 1

三乙醇胺氢溴酸盐 2

软脂酸 5。