掺杂镀锡合金粉的焊锡粉及包含其的焊膏的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种焊锡粉，尤其涉及一种掺杂镀锡合金粉的焊锡粉及包含该焊锡粉 的焊膏，属于电子器件组装用焊接和表面处理材料的加工领域。
【背景技术】
[0002] 随着社会的发展及矿产资源的开发利用，在2008-2009年国务院连续公布的全部 44个国家资源枯竭城市，其中以产锡闻名的云南省多个旧市名列其中。并且在最近十年来， 锡的价格波动频繁，最高涨到20多万一吨，最低跌倒8万多一吨，在这样的价格波动和矿产 资源日渐枯竭的情况下，作为生产锡产品的企业很难把握市场节奏，而锡作为锡膏合金粉 末（焊锡粉）主要原材料又是不可或缺的，在这样的背景下，如何减少或者取代锡材料在锡 膏中使用量的研宄已经成为电子表面组装技焊技术领域方面的紧迫任务。
[0003] 目前，国内锡膏用锡合金粉末主要有锡铋粉末合金、锡银铜粉末合金、锡铅粉末合 金等锡基金属粉末合金，这些合金的价格都比较昂贵。而采用一种价格低廉的物质与锡粉 末混合形成一种新型锡膏用金属合金粉末，一旦这样的合金粉末能满足锡膏性能的要求， 并且生产这种合金粉末的成本价格低廉，那么采用这种合金粉末生产的锡膏将在未来的市 场有很强的市场竞争力。
【发明内容】
[0004] 为了克服上述现有技术中存在的不足，本发明提供了一种掺杂镀锡合金粉的焊锡 粉及包含其的焊膏，由于焊锡粉中使用了能部分替代现有焊锡粉中锡合金粉末的镀锡合金 粉，且含有该焊锡粉的焊膏价格低廉并能够满足使用性能要求，它们能在电子元器件表面 组装领域的推广使用，并可用于其它金属材料回流焊。
[0005] 本发明为了解决其技术问题所采用的技术方案是：
[0006] -种掺杂镀锡合金粉的焊锡粉，由1~15wt. %的镀锡合金粉和余量的锡合金粉 末组成，其中所述镀锡合金粉为在颗粒直径为20~45 μ m的非锡合金粉末表面经化学镀锡 制备所得，所述锡合金粉末为锡铜合金、锡银铜合金和锡铋合金中的至少一种。
[0007] 其进一步的技术方案是：
[0008] 所述掺杂镀锡合金粉的焊锡粉由5~IOwt. %的镀锡合金粉和余量的锡合金粉末 组成。
[0009] 所述镀锡合金粉是通过含有下述步骤的方法制备所得：将非锡合金粉末经水洗、 酸洗、二次水洗后，采用化学镀锡液进行化学镀锡，其中所述化学镀锡液由150-500g/L有 机混合酸、50-100g/L有机锡盐、l-5g/L有机银盐、45-200g/L络合剂、30-60g/L次亚磷酸或 次亚磷酸钠还原剂、10-80g/L稳定剂、5-20g/L乳化剂、3-20g/L光亮剂和余量去离子水组 成。
[0010] 所述非锡合金粉末为金属铜粉、塑料镀铜粉、陶瓷镀铜粉和氧化硅镀铜粉中的至 少一种。
[0011] 本发明还公开了一种包含上述焊锡粉的焊膏。
[0012] 所述焊膏以总重量百分比计，由80~95wt. %的焊锡粉和5~20wt. %的无齒助 焊剂组成；其中所述无卤助焊剂由下述按重量百分比计的无卤原料组成：5~15wt. %活化 剂、32~50wt. %树脂、3~IOwt. %树脂添加剂、2~IOwt. %触变剂、1~15wt. %稳定剂、 0. 5~8. Owt. %抗氧化剂和余量溶剂。
[0013] 所述树脂中含有改性酚醛松香树脂，所述树脂添加剂为三异氰酸异丙酯和三异氰 酸正丁酯中的至少一种，所述活化剂为有机酸与胺形成的盐。
[0014] 本发明还公开了上述焊膏用于PCB电子元器件的组装和其他金属元件的回流焊 工艺。
[0015] 本发明的有益技术效果是：本发明在金属铜粉、塑料镀铜粉、陶瓷镀铜粉和氧化硅 镀铜粉的表面镀锡得到镀锡合金粉，然后将该镀锡合金粉和目前市售常见锡合金粉末混合 形成焊锡粉后用于焊膏中，镀锡合金粉和锡合金粉末两者间的润湿性好，结合力好，焊接后 外观一致，焊接后的焊点不会出现小锡珠，或者焊盘外残留小锡球的情况，且含有该焊锡粉 的焊膏焊锡效果优于市售焊锡粉，可用于PCB电子元器件的组装和其他金属元件的回流焊 工艺，能够大幅降低焊膏成本。
【附图说明】
[0016] 附图1为含本发明所述焊锡粉的焊膏进行焊接后焊点的实物图。
【具体实施方式】
[0017] 下面结合本申请的具体实施例对本发明进行详细说明。
[0018] 本发明所述掺杂镀锡合金粉的焊锡粉，由镀锡合金粉和余量的锡合金粉末组成， 其中所述镀锡合金粉为在颗粒直径为20~45 μ m的非锡合金粉末表面经化学镀锡制备所 得，该非锡合金粉末为金属铜粉、塑料镀铜粉、陶瓷镀铜粉和氧化硅镀铜粉中的至少一种， 所述锡合金粉末为锡铜合金、锡银铜合金和锡铋合金中的至少一种。本实施例中所采用的 非锡合金粉末如金属铜粉、塑料镀铜粉、陶瓷镀铜粉和氧化硅镀铜粉均为市面上所采购的 成品；本实施例中所采用的锡合金粉末如锡铜合金、锡银合金和锡铋合金均为市场上所采 购的成品，其中当使用锡铋合金时，熔点为138°C，比通常导电胶约150°C的固化温度要低。
[0019] 本发明中对上述采购来的非锡合金粉末进行化学镀锡，其按照一般的化学镀锡 步骤进行，经水洗、酸洗、二次水洗后，采用化学镀锡液进行化学镀锡。其中所述化学镀锡 液由150-500g/L有机混合酸、50-100g/L有机锡盐、l-5g/L有机银盐、45-200g/L络合剂、 30-60g/L次亚磷酸或次亚磷酸钠还原剂、10-80g/L稳定剂、5-20g/L乳化剂、3-20g/L光亮 剂和余量去离子水组成。有机混合酸可以采用甲磺酸、乙磺酸、2-羟基乙磺酸、柠檬酸、酒 石酸、乳酸、葡萄糖酸、磺基水杨酸和草酸等中的至少两种。有机锡盐可采用有机酸的锡二 价盐，如甲磺酸锡、2-羟基乙磺酸锡和2-羟基丙磺酸锡中的一种。有机银盐可采用甲磺 酸银、2-羟基乙磺酸银、2-羟基丙磺酸银和对甲酚磺酸银中的一种。络合剂可选用硫脲、 1，2-二甲基硫脲、甲基胍、胍基乙酸、2, 4-二硫缩二脲、2, 4, 6-三硫缩三脲、2, 2-二硫吡啶 和2, 2-二硫苯胺中的一种。稳定剂可采用抗败血酸、氨基苯酚、对苯二酚、邻苯二酚和麝香 草酚中的一种与环糊精的组合物。乳化剂可采用溴化十六烷基吡啶、氯化十六烷基吡 啶、溴化十六烷基三甲铵、氯化十六烷基三甲铵和辛基酚聚氧乙烯醚中的至少一种。光亮剂 为咪唑、α -吡啶甲酸、苯甲醛和2, 4, 6-三氯苯甲醛中的一种。
[0020] 将经上述镀锡工艺所得的镀锡合金粉与锡合金粉末按照表1中所述比例进行混 合，得到本发明所述的掺杂镀锡合金粉的焊锡粉。
[0021] 表1本发明具体实施例1-7中所用焊锡粉的组成
[0022]
【主权项】
1. 一种掺杂镀锡合金粉的焊锡粉，其特征在于：由1~15wt. %的镀锡合金粉和余量的 锡合金粉末组成，其中所述镀锡合金粉为在颗粒直径为20~45ym的非锡合金粉末表面经 化学镀锡制备所得，所述锡合金粉末为锡铜合金、锡银铜合金和锡铋合金中的至少一种。
2. 根据权利要求1所述的掺杂镀锡合金粉的焊锡粉，其特征在于：所述掺杂镀锡合金 粉的焊锡粉由5~IOwt. %的镀锡合金粉和余量的锡合金粉末组成。
3. 根据权利要求2所述的掺杂镀锡合金粉的焊锡粉，其特征在于：所述镀锡合金粉是 通过含有下述步骤的方法制备所得：将非锡合金粉末经水洗、酸洗、二次水洗后，采用化学 镀锡液进行化学镀锡，其中所述化学镀锡液由150_500g/L有机混合酸、50-100g/L有机锡 盐、l-5g/L有机银盐、45-200g/L络合剂、30-60g/L次亚磷酸或次亚磷酸钠还原剂、10-80g/ L稳定剂、5-20g/L乳化剂、3-20g/L光亮剂和余量去离子水组成。
4. 根据权利要求3所述的掺杂镀锡合金粉的焊锡粉，其特征在于：所述非锡合金粉末 为金属铜粉、塑料镀铜粉、陶瓷镀铜粉和氧化硅镀铜粉中的至少一种。
5. 包含权利要求1至4中任一权利要求所述焊锡粉的焊膏。
6. 根据权利要求5所述的焊膏，其特征在于：以总重量百分比计，由80~95wt. %的焊 锡粉和5~20wt. %的无卤助焊剂组成；其中所述无卤助焊剂由下述按重量百分比计的无 齒原料组成：5~15wt. %活化剂、32~50wt. %树脂、3~IOwt. %树脂添加剂、2~IOwt. % 触变剂、1~15wt. %稳定剂、0. 5~8.Owt. %抗氧化剂和余量溶剂。
7. 根据权利要求5所述的焊膏，其特征在于：所述树脂中含有改性酚醛松香树脂，所述 树脂添加剂为三异氰酸异丙酯和三异氰酸正丁酯中的至少一种，所述活化剂为有机酸与胺 形成的盐。
8. 根据权利要求6或7所述焊膏的应用，其特征在于：所述焊膏用于PCB电子元器件 的组装和其他金属元件的回流焊工艺。
【专利摘要】本发明公开了一种掺杂镀锡合金粉的焊锡粉及包含其的焊膏，其在金属铜粉、塑料镀铜粉、陶瓷镀铜粉和氧化硅镀铜粉的表面镀锡得到镀锡合金粉，然后将该镀锡合金粉和目前市售常见锡合金粉末混合形成焊锡粉后用于焊膏中，镀锡合金粉和锡合金粉末两者间的润湿性好，结合力好，焊接后外观一致，焊接后的焊点不会出现小锡珠，或者焊盘外残留小锡球的情况，且含有该焊锡粉的焊膏焊锡效果优于市售焊锡粉，可用于PCB电子元器件的组装和其他金属元件的回流焊工艺，能够大幅降低焊膏成本。
【IPC分类】C23C18-52, B23K35-363, B23K35-26, B23K101-42
【公开号】CN104785949
【申请号】CN201510239290
【发明人】苏传猛, 晏和刚, 谢明贵, 苏传港, 苏燕旋, 何繁丽
【申请人】昆山成利焊锡制造有限公司
【公开日】2015年7月22日
【申请日】2015年5月12日