一种高铺展率的无铅复合焊锡膏及制备方法与流程

本申请涉及无铅焊锡膏制备，尤其是涉及一种高铺展率的无铅复合焊锡膏及制备方法。

背景技术：

1、传统的焊锡膏主要是由含铅的焊锡粉(如铅锡合金焊锡粉)所配制的焊锡膏，具有优秀的焊接和导电性能。但是在对环境污染性较强，人们长期饮用受铅污染的水后，会导致铅中毒，对身体健康造成严重危害。通常作为无铅焊锡粉的合金有snagcu合金、snbi合金、snzn合金。但与snpb合金焊锡粉相比，多数无铅焊锡粉在焊接时处于部分熔融或凝固状态，很容易导致“虚焊”现象，这主要是因为无铅焊锡粉润湿性能差所造成的。

2、为了使无铅焊锡粉达到有铅焊锡粉类似的焊接效果，通常是添加较多的活性剂，以清除表面氧化膜和降低金属间的表面张力，同时还添加较多的松香，以保护无铅焊锡粉不在焊接时被再次氧化。但是松香里面的树脂酸中的双键具有很强的的化学反应活性，树脂酸在催化作用下发生聚合反应，产生的氧化物和聚合物分子链段较长，流动性差，构成残留物停留在焊点表面，影响焊点的光亮度以及焊锡膏的铺展性，在一定程度缩短了电子产品的使用寿命。在印刷、贴片和焊接等三个使用过程中都易产生焊锡珠不良现象，在印刷和贴片过程中出现冷塌，在焊接过程中的预热和保温阶段出现热塌，从而导致在最后的回流焊接阶段产生焊锡珠，焊接不良率较高。

技术实现思路

1、为了解决上述技术问题，开发一种铺展性好、焊锡膏残留物少且腐蚀性低、具有良好抗塌陷性能的无铅焊锡膏，本申请提供了一种高铺展率的无铅复合焊锡膏及制备方法。

2、第一方面，本申请提供了一种高铺展率的无铅复合焊锡膏，包括重量比为85-90:10-15的焊锡粉和助焊剂；

3、所述焊锡粉为95.4sn3.1ag1.5cu、96.5sn3.0ag0.5cu、98.5sn1.0ag0.5cu、99.0sn0.3ag0.7cu中的任意一种；

4、所述助焊剂包括以下重量份数的原料：改性松香20-35份，活化剂12-20份，表面活性剂2-3份，触变剂3.5-5.5份，热固性树脂4-6.5份，抗氧化剂1.5-2.5份，缓蚀剂3-6份和有机溶剂30-50份；

5、所述活化剂包括重量比为4-8:1-2：1-2的羟基丙烯酸树脂、对苯二甲酸和乙撑双硬脂酸酰胺。

6、通过采用上述技术方案，本申请中的活化剂中使用羟基丙烯酸树脂，而且羟基丙烯酸树脂中的聚合单体包括丙烯酸，使制得的羟基丙烯酸树脂中含有带羟基的丙烯酸结构，羟基酸中羟基的吸电子效应，使其酸性强于羧酸，可有效去除金属氧化物，同时不会对焊锡粉中的合金粉末造成强腐蚀作用，所述的锡离子与焊盘形成良好的治金结合，促进焊料的润湿。对苯二甲酸中由于甲基的吸电子效应，其酸性也能有效去除金属氧化物，同时不会对焊锡粉中的合金粉末造成强腐蚀作用。同时本申请中将羟基丙烯酸树脂、对苯二甲酸与乙撑双硬脂酸酰胺进行复配，使焊接的残留物流动性增强，使采用本申请的助焊膏在焊接过后残留物极少并且能很好地铺展在焊点周围，极大地降低残留物对焊点和元器件的腐蚀作用。

7、可选的，所述羟基丙烯酸树脂的制备方法包括以下步骤：将甲基丙烯酸羟乙酯、溶剂和聚合单体混合，升温至70-90℃，加入链转移剂和引发剂，反应2-3h，制得羟基丙烯酸树脂；甲基丙烯酸羟乙酯、聚合单体、链转移剂、引发剂和溶剂的重量比为10-15:20-30:2:0.5:50。

8、可选的，所述聚合单体包括30wt％或以上的丙烯酸，所述聚合单体还包括甲基丙烯酸甲酯、苯乙烯和正丁基丙烯酸酯的一种或多种。

9、可选的，所述链转移剂为巯基乙醇。

10、可选的，所述引发剂为偶氮二异丁腈。

11、通过采用上述技术方案，采用上述方案制得的羟基丙烯酸树脂，反应条件较温和，羟基丙烯酸树脂较为澄清，流动性好，制得的活性剂在焊锡是的铺展性佳、流动性好。

12、可选的，所述活化剂的制备方法包括以下步骤：按照质量比称取羟基丙烯酸树脂、对苯二甲酸和乙撑双硬脂酸酰胺，将三者转入有机溶剂中，混合搅拌均匀后，加热升温至120-150℃，继续搅拌20min；直至羟基丙烯酸树脂、对苯二甲酸和乙撑双硬脂酸酰胺完全溶解在有机溶剂中，在自然条件下冷却至室温，制得活性剂。

13、可选的，所述改性松香选自全氢化松香、歧化松香、聚合松香中的一种或多种。

14、通过采用上述技术方案，上述改性松香的热稳定性和抗氧化性好，在焊接温度下松香中的羧基可除去金属氧化物，并保护已去除氧化物的金属表面不被氧化，形成的有机膜绝缘性好，具有防潮、隔绝氧气的作用，延长焊点的服役寿命。

15、可选的，所述热固性树脂包括氰酸酯树脂、三聚氰胺树脂、糠醛树脂和呋喃树脂的一种或多种。

16、通过采用上述技术方案，助焊膏中的热固性树脂如氰酸酯树脂可以与活性剂中的羟基丙烯酸树脂在助焊膏制备时的加热过程中共聚生成具有高度交联网络结构的大分子，具有吸湿性低的特点，可有效避免焊锡膏在储存过程中由于吸水而损坏的问题，有效延长焊锡膏的使用寿命；同时，在焊接温度下也能发生共聚交联，形成的有机膜绝缘性好，具有防潮、隔绝氧气的作用，延长焊点的服役寿命。

17、可选的，所述有机溶剂包括重量比为2-3：1-5：1-2的正硅酸四乙酯、n，n-二甲基乙酰胺和二乙二醇丁醚。

18、通过采用上述技术方案，本申请中的有机溶剂中将正硅酸四乙酯、n，n-二甲基乙酰胺和二乙二醇丁醚三者复配，不仅可有效溶解、润湿助焊剂物料，为活性物质提供良好的电离环境，并且采用不同沸点的助溶剂可形成较宽的沸点范围以适应整个焊接过程的温度变化，使焊膏在焊接过程始终保持液体状态，维持良好的流动性和扩展性，保证焊接的可靠性。

19、可选的，所述缓蚀剂包括重量比为1-1.5:1的苯并三氮唑和三乙胺。

20、第二方面，本申请提供了上述高铺展率的无铅复合焊锡膏的制备方法，包括以下步骤：

21、s1、将表面活性剂、触变剂、热固性树脂、缓蚀剂和有机溶剂加至反应釜中，在100～120℃下充分搅拌溶解，待溶液冷却至70-80℃加入改性松香、活化剂和抗氧化剂，搅拌均匀，制得助焊剂；

22、s2、将助焊剂置于2-10℃冷藏18-24h，常温下回温，用三辊研磨机研磨至助焊剂颗粒大小为10-20μm；

23、s3、按比例将焊锡粉和助焊剂置于真空搅拌机中进行均匀混合，制得无铅复合焊锡膏。

24、综上所述，本发明包括以下至少一种有益技术效果：

25、1.本申请制得的无铅复合焊锡膏润湿性佳，印刷性好，腐蚀性低，残留少，能有效抑制锡珠、反润湿、塌陷等焊接不良现象的发生，大幅降低了印刷的不良率，提高焊接的可靠性；本申请制得的无铅复合焊锡膏储存稳定，吸湿性低，常温下对焊锡粉腐蚀小，可长期储存。

26、2.本申请中的无铅复合焊锡膏的制备方法简单易操作，原材料易获得，适合在工业上进行推广。

技术特征：

1.一种高铺展率的无铅复合焊锡膏，其特征在于，包括重量比为85-90:10-15的焊锡粉和助焊剂；

2.根据权利要求1所述的高铺展率的无铅复合焊锡膏，其特征在于，所述活化剂的制备方法包括以下步骤：

3.根据权利要求1所述的高铺展率的无铅复合焊锡膏，其特征在于，所述羟基丙烯酸树脂的制备方法包括以下步骤：将甲基丙烯酸羟乙酯、溶剂和聚合单体混合，升温至70-90℃，加入链转移剂和引发剂，反应2-3h，制得羟基丙烯酸树脂；甲基丙烯酸羟乙酯、聚合单体、链转移剂、引发剂和溶剂的重量比为10-15:20-30:2:0.5:50。

4.根据权利要求1所述的高铺展率的无铅复合焊锡膏，其特征在于，所述聚合单体包括30wt%或以上的丙烯酸，所述聚合单体还包括甲基丙烯酸甲酯、苯乙烯和正丁基丙烯酸酯的一种或多种。

5.根据权利要求1所述的高铺展率的无铅复合焊锡膏，其特征在于，

6.根据权利要求1所述的高铺展率的无铅复合焊锡膏，其特征在于，所述热固性树脂包括氰酸酯树脂、三聚氰胺树脂、糠醛树脂和呋喃树脂的一种或多种。

7.根据权利要求1所述的高铺展率的无铅复合焊锡膏，其特征在于，所述有机溶剂包括重量比为2-3：1-5：1-2的正硅酸四乙酯、n，n-二甲基乙酰胺和二乙二醇丁醚。

8.根据权利要求1所述的高铺展率的无铅复合焊锡膏，其特征在于，所述缓蚀剂包括重量比为1-1.5:1的苯并三氮唑和三乙胺。

9.一种权利要求1-8任一项所述的高铺展率的无铅复合焊锡膏的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

技术总结
本申请属于无铅焊锡膏制备技术领域，本申请公开了一种高铺展率的无铅复合焊锡膏及制备方法。本申请中的无铅复合焊锡膏包括焊锡粉和助焊剂，助焊剂的原料包括改性松香、活化剂、表面活性剂、触变剂、热固性树脂、抗氧化剂、缓蚀剂和有机溶剂；活化剂包括羟基丙烯酸树脂、对苯二甲酸和乙撑双硬脂酸酰胺。本申请制得的无铅复合焊锡膏润湿性佳，印刷性好，腐蚀性低，残留少，能有效抑制锡珠、反润湿、塌陷等焊接不良现象的发生，大幅降低了印刷的不良率，提高焊接的可靠性；本申请中的无铅复合焊锡膏的制备方法简单易操作，原材料易获得，适合在工业上进行推广。

技术研发人员：黄永逸,江伟龙,张兴贤,黄永钦,陈壁焕,梁恩恩
受保护的技术使用者：深圳市华远金属有限公司
技术研发日：
技术公布日：2025/3/3