專利名稱：電子工業(yè)用無鉛焊膏及制備方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種適用于電子工業(yè)用無鉛焊膏，屬焊接材料。
本發(fā)明還涉及該無鉛焊膏的制備方法背景技術近年來隨著電子產(chǎn)品日益高速發(fā)展，表面貼裝技術的應用更為廣泛，因為這種技術允許尺寸縮小、高密度、高性能和成本低。但是傳統(tǒng)的焊錫膏產(chǎn)品由錫鉛焊料粉和助焊劑組成，焊錫膏中的重金屬鉛在焊接PCB以后，會隨以后廢棄的電子產(chǎn)品散布于環(huán)境中，經(jīng)酸雨的長期浸蝕，鉛會滲入地下，溶入地下水系統(tǒng)，飲用后長期在人或動物的體內(nèi)積累會造成鉛重毒，危害著人及動物的健康，正因為人們意識到保護環(huán)境的重要性，所以環(huán)保法規(guī)也在日趨完善和嚴格。因此，無鉛焊膏在微電子表面組裝技術領域中的應用已經(jīng)是不可回避，現(xiàn)有無鉛錫膏種類少，有的易干燥，有的焊接性能不理想。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的正是為了克服上述已有技術的缺點與不足而提供一種具有良好焊接性能的免清洗電子工業(yè)用無鉛焊膏，從而為電子信息產(chǎn)品無鉛化提供優(yōu)質產(chǎn)品。
本發(fā)明還提供該無鉛焊膏的制備方法。
本發(fā)明的目的是通過下列技術方案實現(xiàn)的一種電子工業(yè)用無鉛焊膏，其特征在于它由下述重量百分比的無鉛焊錫粉和助焊劑組成無鉛焊錫粉87～93％，助焊劑7～13％，所述的無鉛焊錫粉由下述重量百分比原料組成Cu 0.01～2.0％、Ag0.01～4.0％、Ce 0.01～0.5％和余量為Sn制成的25～45微米的粉料，所述的助焊劑由下述重量百分比原料組成的組合物改性松香35～45％、觸變劑1～10％、穩(wěn)定劑0.5～8％、活化劑0.5～15％和余量溶劑。
所述的改性松香為歧化松香、聚合松香和氫化松香，或者是上述原料中的一種或兩種任意比例的組合；所述的觸變劑為氫化蓖麻油或酰胺化合物或是兩種任意比例的的組合；所述的穩(wěn)定劑為杯芳烴化合物或石蠟或是兩種任意比例的組合；所述的活化劑為己二酸、癸二酸、全氟己二酸、全氟癸二酸、二溴丁烯二醇、異丙胺或三乙醇胺其中的一種或兩種或兩種以上的任意比例的組合；溶劑為聚乙二醇、2-乙基-1，3-己二醇、三甘醇單乙醚和二甘醇單正乙醚，或者是上述原料中的一種或兩種或兩種以上的任意比例的組合；所述的酰胺化合物為十六酸酰胺、乙二撐雙硬脂酸酰胺、脂肪酸酰胺或甲酰胺；所述的杯芳烴化合物為對苯基杯[6]、對叔丁基杯[8]芳烴或間苯二酚杯[4]芳烴。
無鉛焊膏的制備方法，其特征在于它按下述步驟進行(a)將35～45％改性松香加入容器內(nèi)加熱并攪拌至完全熔化，在130～230℃溫度下加入1～10％觸變劑、0.5～8％穩(wěn)定劑、0.5～15％活化劑和余量的溶劑攪拌5～15分鐘；(b)冷卻到室溫后將容器封口，并置入溫度為1～10℃的冷藏室，冷藏48小時制成助焊劑，(c)最后將7～13％助焊劑和87～93％的由Cu 0.01～2.0％、Ag 0.01～4.0％、Ce 0.01～0.5％和余量為Sn制成的25～45微米的無鉛焊錫粉裝入錫膏攪拌機攪拌10～20分鐘后，分裝到包裝瓶內(nèi)密封在5～10℃保存錫膏產(chǎn)品。
本發(fā)明無鉛焊膏中選用SnAgCuCe無鉛焊錫粉，它在原料力學性能、焊點拉伸、剪切試驗、QFP引線45°拉伸試驗、片式元件焊點剪切試驗以及潤濕性、化學成分、擴展率、熔點、金相及性能均達到無鉛焊料使用標準，可與助焊劑復配；選用的助焊劑，其中改性香為歧化松香、聚合松香和氫化松香，改性松香在常溫下呈固態(tài)，不電離，釬焊后形成氣密性好、透明的有機薄膜，可將焊錫點包裹起來，隔絕了大氣和其他腐蝕性介質的接觸，具有良好的保護性能，很好地解決了助焊劑的活性和腐蝕性的矛盾；選用的觸變劑為氫化蓖麻油或酰胺化合物，酰胺化合物為十六酸酰胺、乙二撐雙硬脂酸酰胺、脂肪酸酰胺或甲酰胺，它可增強焊膏流體的切力變稀行為，改善焊膏的印刷性能，使焊膏易于脫膜，且不發(fā)生坍塌現(xiàn)象；選用的穩(wěn)定劑為杯芳烴化合物或石蠟，杯芳烴化合物為對苯基杯[6]、對叔丁基杯[8]芳烴或間苯二酚杯[4]芳烴，穩(wěn)定劑可增強松香溶膠粘稠狀的穩(wěn)定性，使焊膏保存穩(wěn)定，不易分層變質；選用的活化劑為己二酸、癸二酸、全氟己二酸、全氟癸二酸、二溴丁烯二醇、異丙胺或三乙醇胺，可去除母材和焊料表面的氧化膜，使母材表面的金屬部分露出，有利于母材和焊料在釬焊溫度下鋪展，達到良好的釬焊目的；選用的活性劑溶劑為聚乙二醇、2-乙基-1，3-己二醇、三甘醇單乙醚和二甘醇單正乙醚中，焊后殘留腐蝕性小，絕緣性能好，可提供一種電離環(huán)境，使松香和有機酸在溶劑中電離出游離的H+離子，同時溶劑還起到一種載體作用，在焊接過程中，載著游離的H+離子去除氧化膜，載著其它助焊劑成分起著助焊作用，溶劑還可起到調(diào)節(jié)助焊劑濃度和粘度的作用。
本發(fā)明所采用的原料均為市售產(chǎn)品。
本發(fā)明產(chǎn)品測試結果如下

從上述試驗結果可以看出本發(fā)明產(chǎn)品具有良好的擴展率，所以適宜焊接；焊后殘留腐蝕性小，是適合微電子表面組裝技術領域中很好的焊接用材料。
由于采取上述技術方案使本發(fā)明技術與已有技術相比具有如下優(yōu)點及效果(a)具有良好的保護性能，很好地解決了助焊劑的活性和腐蝕性的矛盾，(b)增強焊膏流體的切力變稀行為，改善焊膏的印刷性能，使焊膏易于脫膜，且不發(fā)生坍塌現(xiàn)象，(c)增強松香溶膠粘稠狀的穩(wěn)定性，使焊膏保存穩(wěn)定，不易分層變質，(d)具有良好的擴展率，焊后殘留腐蝕性小，絕緣性能好。
具體實施例方式
實施例1將歧化松香20kg、聚合松香11kg和氫化松香4kg加入容器內(nèi)，加熱并攪拌直至完全熔化，在230℃溫度下加入氫化蓖麻油5kg、十六酸酰胺5kg；石蠟0.5kg；己二酸5kg、癸二酸5kg、全氟己二酸0.5kg、全氟癸二酸0.5kg、二溴丁烯二醇1kg、三乙醇胺3kg和聚乙二醇8kg、2-乙基-1，3-己二醇12kg、二甘醇單正乙醚4.5kg、三甘醇單乙醚15kg攪拌5分鐘后，冷卻到室溫后將容器封口，并置入溫度為1℃的冷藏室，冷藏48小時制成助焊劑，最后取上述助焊劑7kg和93kg的由Cu 0.01kg、Ag 4kg、Ce 0.01kg和Sn 95.98kg制成的25微米的無鉛錫粉裝入錫膏攪拌機攪拌10分鐘后，分裝到包裝瓶內(nèi)密封10℃保存錫膏產(chǎn)品。
實施例2將歧化松香25kg、聚合松香15kg和氫化松香5kg加入容器內(nèi)，加熱并攪拌直至完全熔化，在210℃溫度下加入氫化蓖麻油4kg；對苯基杯[6]6kg、石蠟2g；二溴丁烯二醇0.5kg和聚乙二醇2kg、2-乙基-1，3-己二醇15kg、二甘醇單正乙醚10.5kg、三甘醇單乙醚15kg攪拌8分鐘后，冷卻到室溫后將容器封口，并置入溫度為5℃的冷藏室，冷藏48小時制成助焊劑，最后取上述助焊劑10kg和90kg的由Cu 1.0kg、Ag 0.1kg、Ce 0.1kg和Sn 98.8kg制成的30微米的無鉛錫粉裝入錫膏攪拌機攪拌12分鐘后，分裝到包裝瓶內(nèi)密封8℃保存錫膏產(chǎn)品。
實施例3將歧化松香30kg和氫化松香10kg加入容器內(nèi)，加熱并攪拌直至完全熔化，在200℃溫度下加入乙二撐雙硬脂酸酰胺1kg；對叔丁基杯[8]芳烴5kg；己二酸5kg、癸二酸5kg、全氟己二酸1kg、異丙胺0.5kg和聚乙二醇5kg、2-乙基-1，3-己二醇15kg、二甘醇單正乙醚8kg、三甘醇單乙醚14.5kg攪拌10分鐘后，冷卻到室溫后將容器封口，并置入溫度為8℃的冷藏室，冷藏48小時制成助焊劑，最后取上述助焊劑13kg和87kg的由Cu 2.0kg、Ag0.01kg、Ce 0.5kg和Sn 97.49kg制成的45微米的無鉛錫粉裝入錫膏攪拌機攪拌14分鐘后，分裝到包裝瓶內(nèi)密封5℃保存錫膏產(chǎn)品。
實施例4將聚合松香25kg和氫化松香18kg加入容器內(nèi)，加熱并攪拌直至完全熔化，在180℃溫度下加入氫化蓖麻油8kg；石蠟3kg；己二酸3kg、癸二酸5kg、全氟癸二酸0.5kg、二溴丁烯二醇2.5kg和聚乙二醇3kg、2-乙基-1，3-己二醇17kg、三甘醇單乙醚15kg攪拌12分鐘后，冷卻到室溫后將容器封口，并置入溫度為10℃的冷藏室，冷藏48小時制成助焊劑，最后取上述助焊劑10kg和90kg的由Cu 0.05kg、Ag 2kg、Ce 0.05kg和Sn 97.9kg制成的25微米的無鉛錫粉裝入錫膏攪拌機攪拌16分鐘后，分裝到包裝瓶內(nèi)密封7℃保存錫膏產(chǎn)品。
實施例5將歧化松香35kg加入容器內(nèi)，加熱并攪拌直至完全熔化，在150℃溫度加入氫化蓖麻油10kg；石蠟8kg；己二酸15kg和2-乙基-1，3-己二醇32kg攪拌14分鐘后，冷卻到室溫后將容器封口，并置入溫度為8℃的冷藏室，冷藏48小時制成助焊劑，最后取上述助焊劑11kg和89kg的由Cu 1.5kg、Ag3.0kg、Ce 0.2kg和Sn 95.3kg制成的45微米的無鉛錫粉裝入錫膏攪拌機攪拌18分鐘后，分裝到包裝瓶內(nèi)密封5℃保存錫膏產(chǎn)品。
實施例6將聚合松香45kg加入容器內(nèi)，加熱并攪拌直至完全熔化，在130℃溫度下加入氫化蓖麻油2kg、脂肪酸酰胺或甲酰胺3kg；間苯二酚杯[4]芳烴2kg、石蠟2kg；己二酸3.5kg、癸二酸2.5kg、全氟己二酸1kg、二溴丁烯二醇5kg、異丙胺1kg和2-乙基-1，3-己二醇18kg、三甘醇單乙醚15kg攪拌15分鐘至均勻后，冷卻到室溫后將容器封口，冷卻到室溫后將容器封口，并置入溫度為8℃的冷藏室，冷藏48小時制成助焊劑，最后取上述助焊劑10kg和90kg的由Cu 0.5kg、Ag 3kg、Ce 0.01kg和Sn 96.49kg制成的25微米的無鉛錫粉裝入錫膏攪拌機攪拌20分鐘后，分裝到包裝瓶內(nèi)密封7℃保存錫膏產(chǎn)品。
權利要求
1.一種電子工業(yè)用無鉛焊膏，其特征在于它由下述重量百分比的無鉛焊錫粉和助焊劑組成無鉛焊錫粉87～93％，助焊劑7～13％，所述的無鉛焊錫粉由下述重量百分比原料組成Cu 0.01～2.0％、Ag0.01～4.0％、Ce 0.01～0.5％和余量為Sn制成的25～45微米的粉料，所述的助焊劑由下述重量百分比原料組成的組合物改性松香35～45％、觸變劑1～10％、穩(wěn)定劑0.5～8％、活化劑0.5～15％和余量溶劑。
2.根據(jù)權利要求1所述的無鉛焊膏，其特征在于所述的改性松香為歧化松香、聚合松香和氫化松香，或者是上述原料中的一種或兩種任意比例的組合。
3.根據(jù)權利要求1所述的無鉛焊膏，其特征在于所述的觸變劑為氫化蓖麻油或酰胺化合物或是兩種任意比例的組合。
4.根據(jù)權利要求1所述的無鉛焊膏，其特征在于所述的穩(wěn)定劑為杯芳烴化合物或石蠟或是兩種任意比例的組合。
5.根據(jù)權利要求1所述的無鉛焊膏，其特征在于所述的活化劑為己二酸、癸二酸、全氟己二酸、全氟癸二酸、二溴丁烯二醇、異丙胺或三乙醇胺其中的一種或兩種或兩種以上的任意比例的組合。
6.根據(jù)權利要求1所述的無鉛焊膏，其特征在于所述的所述的溶劑為聚乙二醇、2-乙基-1，3-己二醇、三甘醇單乙醚和二甘醇單正乙醚，或者是上述原料中的一種或兩種或者兩種以上任意比例的組合。
7.根據(jù)權利要求3所述的無鉛焊膏，其特征在于所述的所述的酰胺化合物為十六酸酰胺、乙二撐雙硬脂酸酰胺、脂肪酸酰胺或甲酰胺。
8.根據(jù)權利要求4所述的無鉛焊膏，其特征在于所述的杯芳烴化合物為對苯基杯[6]、對叔丁基杯[8]芳烴或間苯二酚杯[4]芳烴。
9.如權利要求1所述無鉛焊膏的制備方法，其特征在于它按下述步驟進行(a)將35～45％改性松香加入容器內(nèi)加熱并攪拌至完全熔化，在130～230℃溫度下加入1～10％觸變劑、0.5～8％穩(wěn)定劑、0.5～15％活化劑和余量的溶劑攪拌5～15分鐘；(b)冷卻到室溫后將容器封口，并置入溫度為1～10℃的冷藏室，冷藏48小時制成助焊劑，(c)最后將7～13％助焊劑和87～93％的由Cu 0.01～2.0％、Ag 0.01～4.0％、Ce 0.01～0.5％和余量為Sn制成的25～45微米的無鉛焊錫粉裝入錫膏攪拌機攪拌10～20分鐘后，分裝到包裝瓶內(nèi)密封在5～10℃保存錫膏產(chǎn)品。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種電子工業(yè)用無鉛焊膏及制備方法，其特征在于它由87～93％無鉛焊錫粉7～13％和助焊劑組成，無鉛焊錫粉由Cu、Ag、Ce和Sn制成的25～45微米的粉料，助焊劑由改性松香、觸變劑、穩(wěn)定劑、活化劑和溶劑組成，先將改性松香熔化，再加入觸變劑、穩(wěn)定劑、活化劑和余量溶劑制成助焊劑，再將無鉛焊錫粉和助焊劑在錫膏機內(nèi)攪拌后包裝瓶內(nèi)密保存錫膏產(chǎn)品，該產(chǎn)品具有良好的保護性能，良好的擴展率，焊后殘留腐蝕性小，絕緣性能好的優(yōu)點及效果。
文檔編號B23K35/362GK1927526SQ200610113439
公開日2007年3月14日 申請日期2006年9月28日 優(yōu)先權日2006年9月28日
發(fā)明者蘇傳猛, 何繁麗, 謝明貴 申請人:昆山成利焊錫制造有限公司