專利名稱：一種無鉛膏體焊接材料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電子產(chǎn)品使用的無鉛膏體焊接材料，同時本發(fā)明還涉及一種 無鉛膏體焊接材料的制備方法。
背景技術(shù)：
本申請人發(fā)明的一種新型無鉛及無貴金屬Ag的焊料Sn-Cu-Ti (中國專利 ZL2004 1 0051200.6)，該材料己在波峰焊，PCB熱風(fēng)整平，引線浸錫，熱鍍錫 領(lǐng)域被廣泛應(yīng)用，為推廣到貼裝及需要以膏體形式使用的領(lǐng)域，需要研制成膏體 即成為焊膏，本發(fā)明旨在滿足該要求。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是提供一種電子產(chǎn)品使用的無鉛膏體焊接材料，該無鉛膏體焊 接材料適用在熔點227'C的溫度范圍內(nèi)實現(xiàn)焊接的領(lǐng)域，尤其適用于貼裝焊接或 需要用膏體材料焊接的其他領(lǐng)域。本發(fā)明的另一目的是提供一種工藝簡單的無鉛膏體焊接材料的制備方法。本發(fā)明提供的一種無鉛膏體焊接材料，由Sn-Cu-Ti焊料粉與焊膏助焊劑按 10:0.8 1.5的重量比例混合制成，其中Sn-Cu-Ti焊料粉的組成成分為Sn 95 99wt%， CuO. 5 2wt%， Ti余量；焊膏助焊劑的組成成分為粘結(jié)成膜劑 45 65%，活化及表面活性劑0.2 15%，觸變防沉增滑劑1 10%，配合添加 劑O. 5 10%，溶劑余量。所述的粘結(jié)成膜劑為氫化松香，聚合松香，水白松香，TSR-685樹脂，TSR-610 樹脂，壓克力120樹脂，聚合a—苯乙烯樹脂，甲基苯乙烯樹脂，氫化松香甘油 酯和FE_625樹脂中的二種或二種以上的混合物。所述的活化及表面活性劑為丁二酸，戊二酸，水楊酸，癸二酸，十八酸，二 乙醇胺，三乙醇胺，環(huán)己胺，十六垸基三甲基溴化銨和FSN-IOO氟油中的二種或 二種以上的混合物。所述的觸變防沉增滑劑為蓖麻油，氫化蓖麻油，聚酰胺蠟，聚乙烯蠟，脂肪 酸酰胺，乙二撐雙硬脂酸酰胺和亞甲基硬脂酸酰胺中的一種或幾種的混合物。所述的配合添加劑為甘油，苯并三氮唑，抗氧劑264和抗氧劑1010中的一 種或幾種的混合物。所述的溶劑為二甘醇單丁醚，二甘醇單己醚，乙二醇醚，苯甲醇，二甘醇， 二丙酮醇，聚乙二醇，N-甲基-2-吡咯垸酮，1， 2 —丙二醇和辛烷中的二種或二 種以上的混合物。本發(fā)明提供的無鉛膏體悍接材料的制備方法，其特征在于包括以下步驟(1) 制備Sn-Cu-Ti焊料粉由電爐熔煉法將Sn-Cu-Ti焊料合金制成粒度 組成為25 45um的球形焊料粉；(2) 制備焊料助焊劑先按配料量的溶劑和粘結(jié)成膜劑置于帶分散裝置的 容器中，加熱并不斷攪拌至物料完全溶解，然后一次性加入其余物料，繼續(xù)加熱 攪拌至所有物料完全溶解成清亮稀粘稠液體即停止加熱和攪拌，封好容器口，靜 置冷卻至室溫，得到焊料助焊劑；(3) 制備無鉛膏體焊接材料:將Sn-Cu-Ti焊料粉與焊膏助焊劑按10 : 0. 8 1.5的重量比例，先將焊膏助焊劑置于合成器中，然后加入Sn-Cu-Ti焊料粉，將合成器密封，然后啟動真空系統(tǒng)抽真空后充入N2氣至正壓，隨后啟動攪拌系統(tǒng)攪拌，停止攪拌，出料，即得。上述制備方法中，步驟(3)中啟動真空系統(tǒng)抽真空至一O. lMPa的真空度，達(dá)到該真空度后再充入N2氣至正壓；啟動攪拌系統(tǒng)攪拌時，先用低轉(zhuǎn)速攪拌10 15分鐘，然后逐漸加速至60轉(zhuǎn)/分，再繼續(xù)攪拌10 15分鐘后停止攪拌；無鉛 膏體焊接材料出料后裝入帶密封蓋的定量專用罐中，并置于4一8'C冷庫中保存。本發(fā)明無鉛膏體焊接材料，經(jīng)檢測和實際應(yīng)用具如下優(yōu)點膏體細(xì)膩，不含 鹵素，無異味，印刷性優(yōu)良，焊點成型性好，不粘板，不搭橋，不拔尖，有持久 的慢干性。經(jīng)回流后焊點光亮、飽滿，焊面平整，無殘渣，免清洗。焊接產(chǎn)品經(jīng) 標(biāo)準(zhǔn)檢測和破壞性檢測，證明可靠性優(yōu)良。本發(fā)明無鉛膏體焊接材料適用在熔點227°C的溫度范圍內(nèi)實現(xiàn)焊接的領(lǐng)域， 尤其適用于貼裝焊接或需要用膏體材料焊接的其他領(lǐng)域。
具體實施方式
以下列舉具體實施例對本發(fā)明進(jìn)行說明。需要指出的是，實施例只用于對本發(fā)明作進(jìn)一步說明，不代表本發(fā)明的保護(hù)范圍，其他人根據(jù)本發(fā)明的提示做出的非本質(zhì)的修改和調(diào)整，仍屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。實施例l一種無鉛膏體焊接材料，由Sn-Cu-Ti焊料粉與焊膏助焊劑按10 : 0. 9的重 量比例混合制成，其中Sn-Cu-Ti焊料粉的組成成分(wt%)為Sn 96， Cu 0.5， Ti 3.5;焊膏助焊劑的組成成分(wt%)為氫化松香45，聚合a—苯乙烯樹脂 10， 丁二酸6.8，乙二撐雙硬脂酸酰胺6，苯并三氮唑l，十六烷基三甲基溴化 銨0.2， 二甘醇單丁醚16，苯甲醇IO， 二甘醇5。上述無鉛膏體焊接材料的制備方法是 .(1) 制備Sn-Cu-Ti焊料粉由電爐熔煉法將Sn-Cu-Ti焊料合金制成粒度 組成為25um的球形焊料粉；(2) 制備焊料助焊劑先按配料量的溶劑和粘結(jié)成膜劑置于帶分散裝置的 容器中，加熱并不斷攪拌至物料完全溶解，然后一次性加入其余物料，繼續(xù)加熱 攪拌至所有物料完全溶解成清亮稀粘稠液體即停止加熱和攪拌，封好容器口，靜 置冷卻至室溫，得到焊料助焊劑；(3) 制備無鉛膏體焊接材料將Sn-Cu-Ti焊料粉與焊膏助焊劑按10 : 0.9 的重量比例，先將焊膏助焊劑置于合成器中，然后加入Sn-Cu-Ti焊料粉，將合成器密封，然后啟動真空系統(tǒng)抽真空后充入N2氣至正壓，隨后啟啤攪拌系統(tǒng)攪拌，先用低轉(zhuǎn)速攪拌10分鐘，然后逐漸加速至60轉(zhuǎn)/分，再繼續(xù)攪拌10分鐘停 止攪拌，出料，即得，出料后裝入帶密封蓋的定量專用罐中，并置于4一8'C冷 庫中保存。 實施例2一種無鉛膏體焊接材料，由Sn-Cu-Ti焊料粉與焊膏助焊劑按10 : 1. 0的重 量比例混合制成，其中Sn-Cu-Ti焊料粉的組成成分(wt%)為Sn 96， Cu 1， Ti 3;焊膏助焊劑的組成成分(wt。/。)為聚合松香30，壓克力120樹脂18， TSR-610 樹脂6， 丁二酸5.9，亞甲基硬脂酸酰胺5，聚乙烯蠟4，苯并三氮唑l，十六垸 基三甲基溴化銨O. 1， 二甘醇單丁醚20，苯甲醇IO。上述無鉛膏體焊接材料的制備方法是(1) 制備Sn-Cu-Ti焊料粉由電爐熔煉法將Sn-Cu-Ti焊料合金制成粒度 組成為25um的球形焊料粉；(2) 制備焊料助焊劑先按配料量的溶劑和粘結(jié)成膜劑置于帶分散裝置的容器中，加熱并不斷攪拌至物料完全溶解，然后一次性加入其余物料，繼續(xù)加熱 攪拌至所有物料完全溶解成清亮稀粘稠液體即停止加熱和攪拌，封好容器口，靜置冷卻至室溫，得到焊料助焊劑；(3) 制備無鉛膏體焊接材料將Sn-Cu-Ti焊料粉與焊膏助焊劑按10 : 1.0 的重量比例，先將焊膏助焊劑置于合成器中，然后加入Sn-Cu-Ti焊料粉，將合成器密封，然后啟動真空系統(tǒng)抽真空后充入N2氣至正壓，隨后啟動攪拌系統(tǒng)攪 拌，先用低轉(zhuǎn)速攪拌10分鐘，然后逐漸加速至60轉(zhuǎn)/分，再繼續(xù)攪拌10分鐘停 止攪拌，出料，即得，出料后裝入帶密封蓋的定量專用罐中，并置于4一8'C冷 庫中保存。 ' 實施例3一種無鉛膏體焊接材料，由Sn-Cu-Ti焊料粉與焊膏助焊劑按10 : 1. 3的重 量比例混合制成，其中Sn-Cu-Ti焊料粉的組成成分(wt%)為Sn 98， Cu 1， Ti 1;焊膏助焊劑的組成成分(wt%)為聚合松香28， TSR-685樹脂16， TSR-610 樹脂ll， 丁二酸6，水楊酸2.4，乙二撐雙硬脂酸酰胺2. 5，氫化蓖麻油2.5， 蓖麻油3，苯并三氮唑l，十六烷基三甲基溴化銨O. 1， 二甘醇單丁醚16.5， N-甲基-2-吡咯院酮8.5， 二甘醇2.5。上述無鉛膏體焊接材料的制備方法是 (1) 制備Sn-Cu-Ti焊料粉由電爐熔煉法將Sn-Cu-Ti焊料合金制成粒度 組成為30um的球形焊料粉；(2) 制備焊料助焊劑先按配料量的溶劑和粘結(jié)成膜劑置于帶分散裝置的 容器中，加熱并不斷攪拌至物料完全溶解，然后一次性加入其余物料，繼續(xù)加熱 攪拌至所有物料完全溶解成清亮稀粘稠液體即停止加熱和攪拌，封好容器口，靜 置冷卻至室溫，得到焊料助焊劑；G)制備無鉛膏體焊接材料將Sn-Cu-Ti焊料粉與焊膏助焊劑按10 : 1. 3的重量比例，先將焊膏助焊劑置于合成器中，然后加入Sn-Cu-Ti焊料粉，將合 成器密封，然后啟動真空系統(tǒng)抽真空至一O. lMPa的真空度，達(dá)到該真空度后再充入N2氣至正壓，隨后啟動攪拌系統(tǒng)攪拌，先用低轉(zhuǎn)速攪拌12分鐘，然后逐漸 加速至60轉(zhuǎn)/分，再繼續(xù)攪拌12分鐘停止攪拌，出料，即得，出料后裝入帶密 封蓋的定量專用罐中，并置于4一8t:冷庫中保存。 實施例4一種無鉛膏體焊接材料，由Sn-Cu-Ti焊料粉與焊膏助焊劑按10 : 1. 2的重 量比例混合制成，其中Sn-Cu-Ti焊料粉的組成成分(wt%)為Sn 97， Cu 2， Ti 1;焊膏助焊劑的組成成分(wt%)為氫化松香30，聚合松香IO，氫化松香甘 油酯ll，氫化蓖麻油5，亞甲基硬脂酸酰胺5， 丁二酸1.8，十八酸1.5，苯并 三氮唑l， FSN-100氟油0.2， 二甘醇單丁醚28，三乙醇胺3. 5，辛烷3。上述無鉛膏體焊接材料的制備方法是(1) 制備Sn-Cu-Ti焊料粉由電爐熔煉法將Sn-Cu-Ti焊料合金制成粒度 組成為35um的球形焊料粉；(2) 制備焊料助焊劑先按配料量的溶劑和粘結(jié)成膜劑置于帶分散裝置的 容器中，加熱并不斷攪拌至物料完全溶解，然后一次性加入其余物料，繼續(xù)加熱 攪拌至所有物料完全溶解成清亮稀粘稠液體即停止加熱和攪拌，封好容器口，靜 置冷卻至室溫，得到焊料助焊劑；(3) 制備無鉛膏體焊接材料將Sn-Cu-Ti焊料粉與焊膏助焊劑按10 : 1. 2 的重量比例，先將焊膏助焊劑置于合成器中，然后加入Sn-Cu-Ti焊料粉，將合 成器密封，然后啟動真空系統(tǒng)抽真空至一O. lMPa的真空度，達(dá)到該真空度后再充入N2氣至正壓，隨后啟動攪拌系統(tǒng)攪拌，先用低轉(zhuǎn)速攪拌15分鐘，然后逐漸 加速至60轉(zhuǎn)/分，再繼續(xù)攪拌15分鐘停止攪拌，出料，即得，出料后裝入帶密 封蓋的定量專用罐中，并置于4一8'C冷庫中保存。 實施例5一種無鉛膏體焊接材料，由Sn-Cu-Ti焊料粉與焊膏助焊劑按10:1.5的重 量比例混合制成，其中Sn-Cu-Ti焊料粉的組成成分(wt%)為Sn 99， Cu 0.5， Ti 0.5;焊膏助焊劑的組成成分(wt%)為氫化松香25，聚合松香15， FE-625樹 脂10， TSR-685樹脂10，氫化蓖麻油2，聚乙烯臘2，亞甲基硬脂酸酰胺5，水 楊酸2，十八酸1.5，苯甲醇2， 二甘醇單已醚20，辛烷3， FSN-100氟油0.5， 苯并三氮唑l，抗氧劑264 1。上述無鉛膏體焊接材料的制備方法是(1) 制備Sn-Cu-Ti焊料粉由電爐熔煉法將Sn-Cu-Ti焊料合金制成粒度 組成為35mn的球形焊料粉；(2) 制備焊料助焊劑先按配料量的溶劑和粘結(jié)成膜劑置于帶分散裝置的 容器中，加熱并不斷攪拌至物料完全溶解，然后一次性加入其余物料，繼續(xù)加熱 攪拌至所有物料完全溶解成清亮稀粘稠液體即停止加熱和攪拌，封好容器口，靜 置冷卻至室溫，得到焊料助焊劑；(3) 制備無鉛膏體焊接材料將Sn-Cu-Ti焊料粉與焊膏助焊劑按10 : 1. 5 的重量比例，先將焊膏助焊劑置于合成器中，然后加入Sn-Cu-Ti焊料粉，將合 成器密封，然后啟動真空系統(tǒng)抽真空至—O.lMPa的真空度，達(dá)到該真空度后再充入N2氣至正壓，隨后啟動攪拌系統(tǒng)攪拌，先用低轉(zhuǎn)速攪拌15分鐘，然后逐漸 加速至60轉(zhuǎn)/分，再繼續(xù)攪拌15分鐘停止攪拌，出料，即得，出料后裝入帶密 封蓋的定量專用罐中，并置于4一8'C冷庫中保存。
權(quán)利要求
1.一種無鉛膏體焊接材料，其特征在于由Sn-Cu-Ti焊料粉與焊膏助焊劑按10∶0.8～1.5的重量比例混合制成，其中Sn-Cu-Ti焊料粉的組成成分為Sn95～99wt％，Cu 0.5～2wt％，Ti余量；焊膏助焊劑的組成成分為粘結(jié)成膜劑45～65％，活化及表面活性劑0.2～15％，觸變防沉增滑劑1～10％，配合添加劑0.5～10％，溶劑余量。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的無鉛膏體焊接材料，其特征在于所述的粘結(jié)成 膜劑為氫化松香，聚合松香，水白松香，TSR-685樹脂，TSR-610樹脂，壓克力 120樹脂，聚合a—苯乙烯樹脂，甲基苯乙烯樹脂，氫化松香甘油酯和FE—625 樹脂中的二種或二種以上的混合物。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的無鉛膏體焊接材料，其特征在于所述的活化及 表面活性劑為丁二酸，戊二酸，水楊酸，癸二酸，十八酸，二乙醇胺，三乙醇胺， 環(huán)己胺，十六烷基三甲基溴化銨和FSN-100氟油中的二種或二種以上的混合物。
4. 根據(jù)專利要求1所述的無鉛膏體焊接材料，其特征在于所述的觸變防 沉增滑劑為蓖麻油，氫化蓖麻油，聚酰胺蠟，聚乙烯蠟，脂肪酸酰胺，乙二撐雙 硬脂酸酰胺和亞甲基硬脂酸酰胺中的 一種或幾種的混合物。 .
5. 根據(jù)專利要求1所述的無鉛膏體焊接材料，其特征在于所述的配合添 加劑為甘油，苯并三氮唑，抗氧劑264和抗氧劑1010中的一種或幾種的混合物。
6. 根據(jù)專利要求1所述的無鉛膏體焊接材料，其特征在于所述的溶劑為 二甘醇單丁醚，二甘醇單己醚，乙二醇醚，苯甲醇，二甘醇，二丙酮醇，聚乙二 醇，N-甲基-2-吡咯烷酮，1， 2—丙二醇和辛烷中的二種或二種以上的混合物。
7. 權(quán)利要求1所述的無鉛膏體焊接材料的制備方法，其特征在于包括以下步驟(1) 制備Sn-Cu-Ti焊料粉由電爐熔煉法將Sn-Cu-Ti焊料合金制成粒度 組成為25 45um的球形焊料粉；(2) 制備焊料助焊劑先按配料量的溶劑和粘結(jié)成膜劑置于帶分散裝置的 容器中，加熱并不斷攪拌至物料完全溶解，然后一次性加入其余物料，繼續(xù)加熱 攪拌至所有物料完全溶解成清亮稀粘稠液體即停止加熱和攪拌，封好容器口，靜 置冷卻至室溫，得到焊料助焊劑；(3) 制備無鉛膏體焊接材料:將Sn-Cu-Ti焊料粉與焊膏助焊劑按IO : 0.8 1.5的重量比例，先將焊膏助焊劑置于合成器中，然后加入Sn-Cu-Ti焊料粉，將合成器密封，然后啟動真空系統(tǒng)抽真空后充入N2氣至正壓，隨后啟動攪拌系統(tǒng)攪拌，停止攪拌，出料，即得。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的無鉛膏體焊接材料的制備方法，其特征在于步驟(3)中啟動真空系統(tǒng)抽真空至一O. lMPa的真空度，達(dá)到該真空度后再充入N2 氣至正壓。
9. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的無鉛膏體焊接材料的制備方法，其特征在于步 驟(3)中啟動攪拌系統(tǒng)攪拌時，先用低轉(zhuǎn)速攪拌10 15分鐘，然后逐漸加速至 60轉(zhuǎn)/分，再繼續(xù)攪拌10 15分鐘后停止攪拌。
10. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的無鉛膏體焊接材料的制備方法，其特征在于步 驟(3)中無鉛膏體焊接材料出料后裝入帶密封蓋的定量專用罐中，并置于4一8 'C冷庫中保存。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種無鉛膏體焊接材料，由Sn-Cu-Ti焊料粉與焊膏助焊劑按10∶0.8～1.5的重量比例混合制成，其中Sn-Cu-Ti焊料粉的組成成分為Sn95～99wt％，Cu 0.5～2wt％，Ti余量；焊膏助焊劑的組成成分為粘結(jié)成膜劑45～65％，活化及表面活性劑0.2～15％，觸變防沉增滑劑1～10％，配合添加劑0.5～10％，溶劑余量。本發(fā)明還公開了該無鉛膏體焊接材料的制備方法。本發(fā)明無鉛膏體焊接材料，經(jīng)檢測和實際應(yīng)用具如下優(yōu)點膏體細(xì)膩，不含鹵素，無異味，印刷性優(yōu)良，焊點成型性好，不粘板，不搭橋，不拔尖，有持久的慢干性。經(jīng)回流后焊點光亮、飽滿，焊面平整，無殘渣，免清洗。本發(fā)明無鉛膏體焊接材料適用在熔點227℃的溫度范圍內(nèi)實現(xiàn)焊接的領(lǐng)域，尤其適用于貼裝焊接或需要用膏體材料焊接的其他領(lǐng)域。
文檔編號B23K35/26GK101224525SQ200810025929
公開日2008年7月23日 申請日期2008年1月21日 優(yōu)先權(quán)日2008年1月21日
發(fā)明者曾憲逸, 雁 陸 申請人:廣州瀚源電子科技有限公司