摻雜鍍錫合金粉的焊錫粉及包含其的焊膏的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種焊錫粉，尤其涉及一種摻雜鍍錫合金粉的焊錫粉及包含該焊錫粉 的焊膏，屬于電子器件組裝用焊接和表面處理材料的加工領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著社會(huì)的發(fā)展及礦產(chǎn)資源的開(kāi)發(fā)利用，在2008-2009年國(guó)務(wù)院連續(xù)公布的全部 44個(gè)國(guó)家資源枯竭城市，其中以產(chǎn)錫聞名的云南省多個(gè)舊市名列其中。并且在最近十年來(lái)， 錫的價(jià)格波動(dòng)頻繁，最高漲到20多萬(wàn)一噸，最低跌倒8萬(wàn)多一噸，在這樣的價(jià)格波動(dòng)和礦產(chǎn) 資源日漸枯竭的情況下，作為生產(chǎn)錫產(chǎn)品的企業(yè)很難把握市場(chǎng)節(jié)奏，而錫作為錫膏合金粉 末（焊錫粉）主要原材料又是不可或缺的，在這樣的背景下，如何減少或者取代錫材料在錫 膏中使用量的研宄已經(jīng)成為電子表面組裝技焊技術(shù)領(lǐng)域方面的緊迫任務(wù)。
[0003] 目前，國(guó)內(nèi)錫膏用錫合金粉末主要有錫鉍粉末合金、錫銀銅粉末合金、錫鉛粉末合 金等錫基金屬粉末合金，這些合金的價(jià)格都比較昂貴。而采用一種價(jià)格低廉的物質(zhì)與錫粉 末混合形成一種新型錫膏用金屬合金粉末，一旦這樣的合金粉末能滿足錫膏性能的要求， 并且生產(chǎn)這種合金粉末的成本價(jià)格低廉，那么采用這種合金粉末生產(chǎn)的錫膏將在未來(lái)的市 場(chǎng)有很強(qiáng)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，本發(fā)明提供了一種摻雜鍍錫合金粉的焊錫 粉及包含其的焊膏，由于焊錫粉中使用了能部分替代現(xiàn)有焊錫粉中錫合金粉末的鍍錫合金 粉，且含有該焊錫粉的焊膏價(jià)格低廉并能夠滿足使用性能要求，它們能在電子元器件表面 組裝領(lǐng)域的推廣使用，并可用于其它金屬材料回流焊。
[0005] 本發(fā)明為了解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是：
[0006] -種摻雜鍍錫合金粉的焊錫粉，由1~15wt. %的鍍錫合金粉和余量的錫合金粉 末組成，其中所述鍍錫合金粉為在顆粒直徑為20~45 μ m的非錫合金粉末表面經(jīng)化學(xué)鍍錫 制備所得，所述錫合金粉末為錫銅合金、錫銀銅合金和錫鉍合金中的至少一種。
[0007] 其進(jìn)一步的技術(shù)方案是：
[0008] 所述摻雜鍍錫合金粉的焊錫粉由5~IOwt. %的鍍錫合金粉和余量的錫合金粉末 組成。
[0009] 所述鍍錫合金粉是通過(guò)含有下述步驟的方法制備所得：將非錫合金粉末經(jīng)水洗、 酸洗、二次水洗后，采用化學(xué)鍍錫液進(jìn)行化學(xué)鍍錫，其中所述化學(xué)鍍錫液由150-500g/L有 機(jī)混合酸、50-100g/L有機(jī)錫鹽、l-5g/L有機(jī)銀鹽、45-200g/L絡(luò)合劑、30-60g/L次亞磷酸或 次亞磷酸鈉還原劑、10-80g/L穩(wěn)定劑、5-20g/L乳化劑、3-20g/L光亮劑和余量去離子水組 成。
[0010] 所述非錫合金粉末為金屬銅粉、塑料鍍銅粉、陶瓷鍍銅粉和氧化硅鍍銅粉中的至 少一種。
[0011] 本發(fā)明還公開(kāi)了一種包含上述焊錫粉的焊膏。
[0012] 所述焊膏以總重量百分比計(jì)，由80~95wt. %的焊錫粉和5~20wt. %的無(wú)齒助 焊劑組成；其中所述無(wú)鹵助焊劑由下述按重量百分比計(jì)的無(wú)鹵原料組成：5~15wt. %活化 劑、32~50wt. %樹(shù)脂、3~IOwt. %樹(shù)脂添加劑、2~IOwt. %觸變劑、1~15wt. %穩(wěn)定劑、 0. 5~8. Owt. %抗氧化劑和余量溶劑。
[0013] 所述樹(shù)脂中含有改性酚醛松香樹(shù)脂，所述樹(shù)脂添加劑為三異氰酸異丙酯和三異氰 酸正丁酯中的至少一種，所述活化劑為有機(jī)酸與胺形成的鹽。
[0014] 本發(fā)明還公開(kāi)了上述焊膏用于PCB電子元器件的組裝和其他金屬元件的回流焊 工藝。
[0015] 本發(fā)明的有益技術(shù)效果是：本發(fā)明在金屬銅粉、塑料鍍銅粉、陶瓷鍍銅粉和氧化硅 鍍銅粉的表面鍍錫得到鍍錫合金粉，然后將該鍍錫合金粉和目前市售常見(jiàn)錫合金粉末混合 形成焊錫粉后用于焊膏中，鍍錫合金粉和錫合金粉末兩者間的潤(rùn)濕性好，結(jié)合力好，焊接后 外觀一致，焊接后的焊點(diǎn)不會(huì)出現(xiàn)小錫珠，或者焊盤(pán)外殘留小錫球的情況，且含有該焊錫粉 的焊膏焊錫效果優(yōu)于市售焊錫粉，可用于PCB電子元器件的組裝和其他金屬元件的回流焊 工藝，能夠大幅降低焊膏成本。
【附圖說(shuō)明】
[0016] 附圖1為含本發(fā)明所述焊錫粉的焊膏進(jìn)行焊接后焊點(diǎn)的實(shí)物圖。
【具體實(shí)施方式】
[0017] 下面結(jié)合本申請(qǐng)的具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。
[0018] 本發(fā)明所述摻雜鍍錫合金粉的焊錫粉，由鍍錫合金粉和余量的錫合金粉末組成， 其中所述鍍錫合金粉為在顆粒直徑為20~45 μ m的非錫合金粉末表面經(jīng)化學(xué)鍍錫制備所 得，該非錫合金粉末為金屬銅粉、塑料鍍銅粉、陶瓷鍍銅粉和氧化硅鍍銅粉中的至少一種， 所述錫合金粉末為錫銅合金、錫銀銅合金和錫鉍合金中的至少一種。本實(shí)施例中所采用的 非錫合金粉末如金屬銅粉、塑料鍍銅粉、陶瓷鍍銅粉和氧化硅鍍銅粉均為市面上所采購(gòu)的 成品；本實(shí)施例中所采用的錫合金粉末如錫銅合金、錫銀合金和錫鉍合金均為市場(chǎng)上所采 購(gòu)的成品，其中當(dāng)使用錫鉍合金時(shí)，熔點(diǎn)為138°C，比通常導(dǎo)電膠約150°C的固化溫度要低。
[0019] 本發(fā)明中對(duì)上述采購(gòu)來(lái)的非錫合金粉末進(jìn)行化學(xué)鍍錫，其按照一般的化學(xué)鍍錫 步驟進(jìn)行，經(jīng)水洗、酸洗、二次水洗后，采用化學(xué)鍍錫液進(jìn)行化學(xué)鍍錫。其中所述化學(xué)鍍錫 液由150-500g/L有機(jī)混合酸、50-100g/L有機(jī)錫鹽、l-5g/L有機(jī)銀鹽、45-200g/L絡(luò)合劑、 30-60g/L次亞磷酸或次亞磷酸鈉還原劑、10-80g/L穩(wěn)定劑、5-20g/L乳化劑、3-20g/L光亮 劑和余量去離子水組成。有機(jī)混合酸可以采用甲磺酸、乙磺酸、2-羥基乙磺酸、檸檬酸、酒 石酸、乳酸、葡萄糖酸、磺基水楊酸和草酸等中的至少兩種。有機(jī)錫鹽可采用有機(jī)酸的錫二 價(jià)鹽，如甲磺酸錫、2-羥基乙磺酸錫和2-羥基丙磺酸錫中的一種。有機(jī)銀鹽可采用甲磺 酸銀、2-羥基乙磺酸銀、2-羥基丙磺酸銀和對(duì)甲酚磺酸銀中的一種。絡(luò)合劑可選用硫脲、 1，2-二甲基硫脲、甲基胍、胍基乙酸、2, 4-二硫縮二脲、2, 4, 6-三硫縮三脲、2, 2-二硫吡啶 和2, 2-二硫苯胺中的一種。穩(wěn)定劑可采用抗敗血酸、氨基苯酚、對(duì)苯二酚、鄰苯二酚和麝香 草酚中的一種與環(huán)糊精的組合物。乳化劑可采用溴化十六烷基吡啶、氯化十六烷基吡 啶、溴化十六烷基三甲銨、氯化十六烷基三甲銨和辛基酚聚氧乙烯醚中的至少一種。光亮劑 為咪唑、α -吡啶甲酸、苯甲醛和2, 4, 6-三氯苯甲醛中的一種。
[0020] 將經(jīng)上述鍍錫工藝所得的鍍錫合金粉與錫合金粉末按照表1中所述比例進(jìn)行混 合，得到本發(fā)明所述的摻雜鍍錫合金粉的焊錫粉。
[0021] 表1本發(fā)明具體實(shí)施例1-7中所用焊錫粉的組成
[0022]
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種摻雜鍍錫合金粉的焊錫粉，其特征在于：由1~15wt. %的鍍錫合金粉和余量的 錫合金粉末組成，其中所述鍍錫合金粉為在顆粒直徑為20~45ym的非錫合金粉末表面經(jīng) 化學(xué)鍍錫制備所得，所述錫合金粉末為錫銅合金、錫銀銅合金和錫鉍合金中的至少一種。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的摻雜鍍錫合金粉的焊錫粉，其特征在于：所述摻雜鍍錫合金 粉的焊錫粉由5~IOwt. %的鍍錫合金粉和余量的錫合金粉末組成。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的摻雜鍍錫合金粉的焊錫粉，其特征在于：所述鍍錫合金粉是 通過(guò)含有下述步驟的方法制備所得：將非錫合金粉末經(jīng)水洗、酸洗、二次水洗后，采用化學(xué) 鍍錫液進(jìn)行化學(xué)鍍錫，其中所述化學(xué)鍍錫液由150_500g/L有機(jī)混合酸、50-100g/L有機(jī)錫 鹽、l-5g/L有機(jī)銀鹽、45-200g/L絡(luò)合劑、30-60g/L次亞磷酸或次亞磷酸鈉還原劑、10-80g/ L穩(wěn)定劑、5-20g/L乳化劑、3-20g/L光亮劑和余量去離子水組成。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的摻雜鍍錫合金粉的焊錫粉，其特征在于：所述非錫合金粉末 為金屬銅粉、塑料鍍銅粉、陶瓷鍍銅粉和氧化硅鍍銅粉中的至少一種。
5. 包含權(quán)利要求1至4中任一權(quán)利要求所述焊錫粉的焊膏。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的焊膏，其特征在于：以總重量百分比計(jì)，由80~95wt. %的焊 錫粉和5~20wt. %的無(wú)鹵助焊劑組成；其中所述無(wú)鹵助焊劑由下述按重量百分比計(jì)的無(wú) 齒原料組成：5~15wt. %活化劑、32~50wt. %樹(shù)脂、3~IOwt. %樹(shù)脂添加劑、2~IOwt. % 觸變劑、1~15wt. %穩(wěn)定劑、0. 5~8.Owt. %抗氧化劑和余量溶劑。
7. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的焊膏，其特征在于：所述樹(shù)脂中含有改性酚醛松香樹(shù)脂，所述 樹(shù)脂添加劑為三異氰酸異丙酯和三異氰酸正丁酯中的至少一種，所述活化劑為有機(jī)酸與胺 形成的鹽。
8. 根據(jù)權(quán)利要求6或7所述焊膏的應(yīng)用，其特征在于：所述焊膏用于PCB電子元器件 的組裝和其他金屬元件的回流焊工藝。
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種摻雜鍍錫合金粉的焊錫粉及包含其的焊膏，其在金屬銅粉、塑料鍍銅粉、陶瓷鍍銅粉和氧化硅鍍銅粉的表面鍍錫得到鍍錫合金粉，然后將該鍍錫合金粉和目前市售常見(jiàn)錫合金粉末混合形成焊錫粉后用于焊膏中，鍍錫合金粉和錫合金粉末兩者間的潤(rùn)濕性好，結(jié)合力好，焊接后外觀一致，焊接后的焊點(diǎn)不會(huì)出現(xiàn)小錫珠，或者焊盤(pán)外殘留小錫球的情況，且含有該焊錫粉的焊膏焊錫效果優(yōu)于市售焊錫粉，可用于PCB電子元器件的組裝和其他金屬元件的回流焊工藝，能夠大幅降低焊膏成本。
【IPC分類(lèi)】C23C18-52, B23K35-363, B23K35-26, B23K101-42
【公開(kāi)號(hào)】CN104785949
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510239290
【發(fā)明人】蘇傳猛, 晏和剛, 謝明貴, 蘇傳港, 蘇燕旋, 何繁麗
【申請(qǐng)人】昆山成利焊錫制造有限公司
【公開(kāi)日】2015年7月22日
【申請(qǐng)日】2015年5月12日