专利名称：一种低松香无卤素无铅焊锡膏及其制备方法
技术领域：
本发明涉及ー种焊接电子装置的焊锡膏，特指ー种低松香无卤素无铅焊锡膏及其制备方法。
背景技术：
传统的焊锡膏由锡铅合金焊锡粉和助焊剂组成，其中合金焊锡粉的锡铅比例为 63 37，球形颗粒大小为25-45um，助焊剂是由改性松香树脂、高中沸点溶剤、触变剂、活性剂、抗氧防腐剂及其它添加剂组成。近年来，因传统的焊锡膏含铅，危害环境和人体健康，已被逐步禁止使用，无铅焊锡膏已取代传统的锡铅焊锡膏，目前市场上传统的无铅焊锡膏主要有Sn-Ag-Cu合金、Sn-Ag合金、Sn-Ag-Bi合金、Sn-Bi合金、Sn-Sb合金、但每种焊料都有一定的局限性，在焊接温度/机械强度/润湿性/抗老化性等方面不能同时达到理想效果。 传统的焊锡膏成膜剂大多采用松香合成物，溶剂采用単一的高沸点溶剤，使得锡膏焊后表面残渣较多，影响外面和焊后性能。活性剂采用的是卤素类产品，破坏了大气臭氧层，并且影响焊后产品的稳定性。
发明内容
一、要解决的技术问题本发明的目的是解决目前无铅焊膏焊后残留物过高、综合性能差的特点，特別解决目前无铅焊锡膏大多含有卤素，对臭氧层有破坏的缺点。此类焊锡膏焊后残留物少，并且是无色透明，常温下性能稳定，不吸潮，无卤素添加，焊后无腐蚀，特別适用于免清洗操作， 更符合环保要求。ニ、为解决上述技术问题的技术方案为解决上述技术问题，本发明一种低松香无卤素无铅焊锡膏，其中，由焊锡粉及助焊剂组成；上述焊锡粉的重量百分比为88 90% ；上述助焊剂的重量百分比为10 12% ；上述焊锡粉由Sn、Ag、Zn及Cu組成，其重量百分比依次为Sn为95. 3 97%、Ag为 2 2. 5%、も为 0. 5 1. 5%及 Cu 为 0. 5 0. 7%。作为优化，上述助焊剂由重量百分比为8 15%的有机酸活化剂、重量百分比为 25 35%的成膜剂、重量百分比为6 10%的触变剂、重量百分比为3 5%的表面活性剂、重量百分比为5 10%的酸值调节剂、重量百分比为2 3%的润滑保湿剂、重量百分比为1 2%的抗氧化剂及重量百分比为40 50%的溶剂组成。作为优化，上述有机酸活化剂为脂肪族、丁ニ酸、己ニ酸、癸ニ酸、戊ニ酸、衣康酸、 水杨酸、十二酸、十四酸、十六酸、硬脂酸、酒石酸、DL-苹果酸中的ー种或多种混合。此类活化剂受热达到一定温度后能迅速去除焊料表面的氧化物，又能较好的分解，降低焊后的腐蚀性，达到良好的焊后效果。
作为优化，上述脂肪族包括有一元酸、ニ元酸、羟基酸。作为优化，上述成膜剂为纤维素树脂、改性松香、聚乙ニ醇、丙烯酸树脂中的ー种或多种混合。成膜剂的作用是使锡膏产生粘度并且提供保护层抗氧化。作为优化，上述触变剂为氢化蓖麻油。触变剂的作用是增加膏体的流动性，使其在外力剪切下变稀流动，在静止状态下能保持稳定状态，改善锡膏的印刷性和脱膜性。作为优化，上述表面活性剂为壬基酚聚氧乙烯醚、油醇聚氧乙烯醚、ニ甘醇聚氧乙烯醚中的ー种或多种混合。此类物质能提高焊锡润湿力，降低熔锡的表面张力。作为优化，上述酸值调节剂为十二ニ胺、三乙醇胺、ニ乙醇胺、油酸酰胺中的ー种或多种混合。此类物质能中和焊剂中酸性物质产生生成盐，降低腐蚀性，在加热过程中又分解成酸和有机胺，提高助焊性能。作为优化，上述润滑保湿剂为丙ニ醇、丙三醇、石蜡中的ー种或多种混合。此类物质主要是保持锡膏湿润，使其不易挥发变干，延长使用寿命。作为优化，上述抗氧化剂为咪唑、苯并三氮唑、BHT中的ー种或多种混合。可有效抑制活性剂对金属的腐蚀，延长使用寿命作为优化，上述溶剂为ニ甘醇单辛醚、ニ甘醇ニ丁醚、ニ甘醇单丁醚、苯甲醇、丙ニ 醇苯醚、乙ニ醇丁醚中的多种混合。多种不同沸点的溶剂混合能保证溶剂在不同的温度下得到有效挥发，更适合锡膏回流焊接曲线。本发明还提供一种低松香无卤素无铅焊锡膏的制备方法步骤A 制作焊锡粉a、将Sn、Ag, Zn R Cu熔炼成混合物；b、将上述混合物离心雾化，得到粉末状颗粒；c、筛选出大小为25 38um的粉末状颗粒；步骤B:制作助焊剂a、先将成膜剂加入溶剂中加热溶解，成混合液；b、在混合液中依次加入有机酸活化剂、触变剂、酸值调节剂、表面活性剤，敷出溶剂；C、将混合液放置降温；d、在降温后的混合液中加入酸值调节剂、润滑保湿剂、抗氧化剂，搅拌并冷却；e、将冷却后的混合液冷藏二十四小时，备用；步骤C:将焊锡粉与助焊剂按照88 90 12 10的比例混合并搅拌均勻，抽取真空后形成焊锡膏。三、本发明的有益效果本发明焊锡膏不含铅及卤素，有利于环保，并且不会对大气层造成破坏，也大大降低了对环境的重金污染，本发明焊锡膏焊后残留物少，并且是无色透明，常温下性能稳定， 不吸潮，无卤素添加，焊后无腐蚀，特別适用于免清洗操作，更符合环保要求。本发明成膜剂是多种改性纤维树脂合成，易分解，耐氧化，活性剂采用的是无卤素复配方活性剂系统，大大提高了产品的可靠性和环境标准。
图1是本发明焊锡膏制备方法的エ艺流程图。
具体实施例方式实施方式一焊锡粉Sn、Ag、Zn、Cu四种材料按照95. 8%的Sn、2%的Ag、l. 5%的ん、0. 7% .的 Cu熔炼混合，并离心雾化，筛选出25-38um颗粒的粉末。助焊剂的重量百分比为成膜剂含有30% :其中，含有15%的纤维素树脂、10%的改性松香、5%的聚乙ニ有机酸活化剂含有10% 其中，含有4%的丁ニ酸、4%的己ニ酸、2%的衣康酸；表面活性剂含有4% 其中，含有4%的壬基酚聚氧乙烯醚；触变剂含有6% 其中，含有6%的氢化蓖麻油；酸值调节剂含有5% 其中，含有3%的ニ乙醇胺、2%的油酸酰胺；润滑保湿剂含有3% 其中，含3%有石蜡；抗氧化剂含有2% 其中，含有2%的苯并三氮唑；溶剂含有40%:其中，含有15%的丙ニ醇苯醚、5%的乙ニ醇丁醚、15%的ニ甘醇单辛醚、5%的苯甲醇。先将纤维素树脂、改性松香、聚乙ニ醇加入ニ甘醇单辛醚、丙ニ醇苯醚、乙ニ醇丁醚、苯甲醇中加热溶解，再依次加入丁ニ酸、己ニ酸、衣康酸、氢化蓖麻油、油酸酰胺、壬基酚聚氧乙烯醇，敷出溶剤，再放置降温到130度，再加入ニ乙醇胺、石蜡、苯并三氮唑，搅拌冷却后，再放入冷藏箱中冷藏二十四小时后，取出使用。将焊锡粉和助焊剂按90 10比例混合搅拌均勻，抽取真空后便形成细腻光滑的
焊锡膏，其规格如下合金成份 Sn/Ag2.0Znl.5Cu0.7
熔点 217°C
金属顆粒大小 25-38 um
助焊剂含量 10WT% 助焊剂表面绝缘阻抗值 >1.0χ10Λ13
助焊剂水溶剂阻抗值 >1.0χ10Λ5
粘度 200士 20 Pa.s
卤素含量 N.D
铜镜测试 PASS (无穿透)
铬酸银测试 PASS (无变色)
PH 5.5±0.5
扩展率 >80%实施方式ニ 焊锡粉Sn、Ag、Zn、Cu四种材料按照95. 8%的Sn、2%的Ag、l. 5%的ん、0. 7% .的 Cu熔炼混合，并离心雾化，筛选出25-38um颗粒的粉末。助焊剂的重量百分比为成膜剂含有35% :其中，含有15%的纤维素树脂、10%的改性松香、5%的聚乙ニ 醇、5%的丙烯酸树脂；有机酸活化剂含有8% 其中，含有4%的戊ニ酸、4%的癸ニ酸；表面活性剂含有3% 其中，含有3%的ニ甘醇聚氧乙烯醚；触变剂含有6% 6%的氢化蓖麻油；酸值调节剂含有5% 其中，含有4%的三乙醇胺、的油酸酰胺；润滑保湿剂含有2% 其中，含有2%的丙三醇；抗氧化剂含有1 % 其中，含有1 %的BHT ；溶剂含有40%:其中，含有15%的丙ニ醇苯醚、5%的乙ニ醇丁醚、15%的ニ甘醇单丁醚、5%的苯甲醇；先将纤维素树脂、改性松香、聚乙ニ醇、丙烯酸树脂加入ニ甘醇单丁醚、丙ニ醇苯醚、乙ニ醇丁醚、苯甲醇中加热溶解，再依次加入戊ニ酸、癸ニ酸、氢化蓖麻油、油酸酰胺、ニ 甘醇聚氧乙烯醚，敷出溶剤，再放置降温到130度，再加入三乙醇胺、丙三醇、BHT，搅拌冷却后，再放入冷藏箱中冷藏二十四小时后，取出使用。
焊锡粉和助焊剂按88 12比例混合搅拌均勻，抽取真空后便形成细腻光滑的焊
锡膏，其规格如下
合金成份Sn/Ag2.5Znl.0Cu0.7
熔点220°C
金属颗粒大小25-38um
助焊剂含量lOWT%
助焊剂表面绝缘阻抗值>1.0xl0^13
助焊剂水溶剂阻抗值>1.0xl0^5
粘度200± 20 Pa.s
卤素含量N.D
铜镜测试？八88(无穿透)
铬酸银测试PASS (无变色)
PH5.5±0.5
扩展率>80%实施方式三焊锡粉:Sn,Ag、Zn、Cu 四种材料按照:96. 3%的 Sn、2. 5%的 Ag、0. 5%的 Zn、0. 7% 的Cu熔炼混合，并离心雾化，筛选出25-38um颗粒的粉末。助焊剂的重量百分比为成膜剂含有25% 其中，含有川^的纤维素树脂ヽ川^的改性松香ス^的聚乙ニ 醇；有机酸活化剂含有8% 其中，含有も^的丁ニ酸“^的ロレ苹果酸；表面活性剂含有3% :其中，含有3%的油醇聚氧乙烯醚；触变剂含有6% 其中，含有6%的氢化蓖麻油；酸值调节剂含有5% 其中，含有も^的三乙醇胺^^的油酸酰胺；润滑保湿剂含有2 % 其中，含有2 %的丙二醇；抗氧化剂含有1 % 其中，含有1 %的咪唑；溶剂含有50% 其中，含有巧^的丙ニ醇苯醚ヽ巧^的乙ニ醇丁醚ヽ巧^的ニ甘醇 单丁醚、5%的苯甲醇；〔0075〕 先将纤维素树脂、改性松香、聚乙二醇加入二甘醇单丁醚、丙二醇苯醚、乙二醇丁 醚、苯甲醇中加热溶解，再依次加入丁二酸、苹果酸、氢化蓖麻油、油酸酰胺、油醇聚氧乙 烯醚，敷出溶剂，再放置降温到130度，再加入三乙醇胺、丙二醇、咪唑，搅拌冷却后，再放入 冷藏箱中冷藏二十四小时后，取出使用。
〔0076〕 助焊剂和焊锡粉按11 89比例混合搅拌均勻，抽取真空后便形成细腻光滑的焊
锡膏，其规格如下
合金成份 Sn/Ag2.5Zn0.5Cu0.7
熔点 220。C
金属颗粒大小 25-38um
助焊剂含量 10WT%
助焊剂表面绝缘阻抗值>1.0X10^13
助焊剂水溶剂阻抗值 >1.0X10^5
粘度 200± 20 Pa.s。
卤素含量 N.D
铜镜测试 PASS〔无穿透〉
铬酸银测试 PASS(无变色)
PH5.5+0.5
扩展率 >80%
权利要求
1.一种低松香无卤素无铅焊锡膏，其特征在干由焊锡粉及助焊剂组成；所述焊锡粉的重量百分比为88 90% ；所述助焊剂的重量百分比为10 12% ；所述焊锡粉由Sn、Ag、ん及Cu組成，其重量百分比依次为Sn为95. 3 97%、Ag为2 2. 5%、も为 0. 5 1. 5%及 Cu 为 0. 5 0. 7%。
2.根据权利要求1所述的低松香无卤素无铅焊锡膏，其特征在于所述助焊剂由重量百分比为8 15%的有机酸活化剂、重量百分比为25 35%的成膜剂、重量百分比为6 10%的触变剂、重量百分比为3 5%的表面活性剤、重量百分比为5 10%的酸值调节剂、重量百分比为2 3%的润滑保湿剂、重量百分比为1 2%的抗氧化剂及重量百分比为40 50%的溶剂组成。
3.根据权利要求2所述的低松香无卤素无铅焊锡膏，其特征在于所述有机酸活化剂为脂肪族、丁ニ酸、己ニ酸、癸ニ酸、戊ニ酸、衣康酸、水杨酸、十二酸、十四酸、十六酸、硬脂酸、酒石酸、DL-苹果酸中的ー种或多种混合。
4.根据权利要求3所述的低松香无卤素无铅焊锡膏，其特征在于所述脂肪族包括有一元酸、ニ元酸、羟基酸。
5.根据权利要求2所述的低松香无卤素无铅焊锡膏，其特征在于所述成膜剂为纤维素树脂、改性松香、聚乙ニ醇、丙烯酸树脂中的ー种或多种混合。
6.根据权利要求2所述的低松香无卤素无铅焊锡膏，其特征在于所述触变剂为氢化蓖麻油。
7.根据权利要求2所述的低松香无卤素无铅焊锡膏，其特征在于所述表面活性剂为壬基酚聚氧乙烯醚、油醇聚氧乙烯醚、ニ甘醇聚氧乙烯醚中的ー种或多种混合。
8.根据权利要求2所述的低松香无卤素无铅焊锡膏，其特征在于所述酸值调节剂为十二ニ胺、三乙醇胺、ニ乙醇胺、油酸酰胺中的ー种或多种混合。
9.根据权利要求2所述的低松香无卤素无铅焊锡膏，其特征在于所述润滑保湿剂为丙ニ醇、丙三醇、石蜡中的ー种或多种混合。
10.根据权利要求2所述的低松香无卤素无铅焊锡膏，其特征在于所述抗氧化剂为咪唑、苯并三氮唑、BHT中的ー种或多种混合。
11.根据权利要求2所述的低松香无卤素无铅焊锡膏，其特征在于所述溶剂为ニ甘醇单辛醚、ニ甘醇ニ丁醚、ニ甘醇单丁醚、苯甲醇、丙ニ醇苯醚、乙ニ醇丁醚中的多种混合。
12.一种低松香无卤素无铅焊锡膏的制备方法，其特征在于步骤A 制作焊锡粉a、将Sn、Ag、Zn及Cu熔炼成混合物；b、将所述混合物离心雾化，得到粉末状颗粒；c、筛选出大小为25 38um的粉末状颗粒；步骤B:制作助焊剂a、先将成膜剂加入溶剂中加热溶解，成混合液；b、在混合液中依次加入有机酸活化剂、触变剂、酸值调节剂、表面活性剤，敷出溶剤；c、将混合液放置降温；d、在降温后的混合液中加入酸值调节剂、润滑保湿剂、抗氧化剂，搅拌并冷却；e、将冷却后的混合液冷藏二十四小时，备用；步骤C:将焊锡粉与助焊剂按照88 90 12 10的比例混合并搅拌均勻，抽取真空后形成焊锡膏。
全文摘要
本发明涉及一种焊接电子装置的焊锡膏，特指一种低松香无卤素无铅焊锡膏及其制备方法。一种低松香无卤素无铅焊锡膏，其中，由焊锡粉及助焊剂组成；所述焊锡粉的重量百分比为88～90％；所述助焊剂的重量百分比为10～12％；所述焊锡粉由Sn、Ag、Zn及Cu组成，其重量百分比依次为Sn为95.3～97％、Ag为2～2.5％、Zn为0.5～1.5％及Cu为0.5～0.7％。本发明焊锡膏不含铅及卤素，有利于环保，并且不会对大气层造成破坏，也大大降低了对环境的重金污染，本发明焊锡膏焊后残留物少，并且是无色透明，常温下性能稳定，不吸潮，无卤素添加，焊后无腐蚀，特别适用于免清洗操作，更符合环保要求。
文档编号B23K35/363GK102554489SQ20111045916
公开日2012年7月11日 申请日期2011年12月31日 优先权日2011年12月28日
发明者潘惠凯 申请人:宁波圣之岛焊锡材料有限公司