[發(fā)明專利]一種無鉛錫膏及其助焊劑的制備方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 200910052819.1
• 申請日: 2009-06-10
• 公開（公告）號: CN101569966A
• 公開（公告）日: 2009-11-04
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 吳堅;吳念祖
• 申請（專利權(quán)）人: 上海華慶焊材技術(shù)有限公司
• 主分類號: B23K35/26
• 分類號: B23K35/26;B23K35/363;B23K35/40
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

所屬技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種無鉛錫膏，尤其是一種電子組裝印制板用無鉛錫膏。

背景技術(shù)

電子工業(yè)用錫鉛焊料已有五十多年的歷史，近年來為了減少鉛對環(huán)境的污染和人類健康的影響，世界各國相繼研發(fā)出各種無鉛焊料，如錫銀系、錫銅系、錫鉍系、錫鋅系等無鉛焊料。目前主流的無鉛錫膏為錫銀銅無鉛錫膏，錫銀銅系的主流無鉛合金為Sn96.5％Ag3％Cu0.5，熔點為217-219℃，大大高于錫鉛(Sn63/Pb37)合金183℃的熔點，其再流焊峰值溫度在235℃以上，大大高于錫鉛(Sn63/Pb37)錫膏再流焊峰值溫度(210-230℃)。目前可以達(dá)到或接近錫鉛合金(Sn63/Pb37)熔點(183℃)的合金有錫鋅(Sn91％Zn9％)合金，其熔點為199℃；但由于鋅極易氧化，可焊性差，很難制成優(yōu)良的錫膏。而錫鉍(Sn52％Bi48％)合金由于其熔點溫度為139℃，雖然可焊性好，但熔點太低，可靠性較差。同時，典型無鉛錫膏合金(如：Sn96.5％Ag3.5％，Sn96.5％Ag3％Cu0.5％等)由于所需再流峰值溫度較高，容易對耐熱性差的元件或PCB造成損傷；無鉛錫膏由無鉛錫粉與助焊劑組成。通常助焊劑活性成分由離子鹵化物和有機(jī)酸組成，由于具有不同的活性溫度，可以較好地去除金屬錫、銅、鎳等的表面氧化層。但在常溫時，由于鹵素及有機(jī)酸易與無鉛錫粉的氧化層發(fā)生反應(yīng)，從而導(dǎo)致錫膏粘度發(fā)生變化，使錫膏性能變壞，壽命減少。

總之，上述各種無鉛焊料系列與傳統(tǒng)用的有鉛焊料相比或者熔點太高、致使再流焊峰值溫度高；或者易氧化，可焊性差；或者熔點太低，致使可靠性較差等等；而助焊劑導(dǎo)致錫膏粘度發(fā)生變化，使錫膏性能變壞，壽命減少等等。

因此一種新的穩(wěn)定性好，可焊性好，可靠性好的無鉛錫膏，一種可以改善錫膏性能的助焊劑的發(fā)明勢在必行。

發(fā)明內(nèi)容

為解決前述背景技術(shù)中存在的問題，如：無鉛錫膏的種類少、易干燥、焊接性能差、印刷性能不理想等問題，本發(fā)明提供一種新型的無鉛錫膏及其助焊劑的制備方法。

本發(fā)明提供了一種由錫鉍銅無鉛合金和具有特殊設(shè)計活性系統(tǒng)的助焊劑組成的無鉛錫膏，即一種適合于錫鉛(Sn63/Pb37)錫膏再流焊溫度曲線的錫鉍銅無鉛錫膏；一種無鉛錫膏包括無鉛錫粉和助焊劑，其特征在于：所述無鉛錫粉為錫鉍銅合金粉末，所述助焊劑為松香型助焊劑，其包括：松香、有機(jī)酸、非離子鹵化物、觸變劑以及有機(jī)胺化合物；所述無鉛錫粉包括球形合金粉末，其球形率大于95％；合金粉末粒徑約為25-45μ；所述錫鉍銅合金粉末中錫的重量約占80％-85％，鉍重量約占15％-20％，銅的重量約占0.3％-0.8％；所述無鉛錫粉與松香型助焊劑的重量比約為6∶1至10∶1；所述松香型助焊劑的活性系統(tǒng)由非離子鹵化物、有機(jī)酸和有機(jī)胺化合物等組成；所述松香通常包括聚合松香、氫化松香、歧化松香、妥爾油松香、松香甘油酯中的一種或幾種的組合；所述的有機(jī)酸包括丁二酸、己二酸、辛二酸、葵二酸中的一種或幾種的組合；所述助焊劑中的溶劑包括乙二醇乙醚、二乙二醇乙醚、二乙二醇丁醚、二乙二醇己醚中的一種或幾種的組合；所述助焊劑中松香的比例約為30-60％，溶劑30-50％，活性劑1-10％，觸變劑2-10％，抗氧化劑1-10％。一種無鉛錫膏及其助焊劑的制備方法，其包括如下制備過程：

1)將松香、有機(jī)酸、非離子鹵化物、觸變劑以及有機(jī)胺化合物各組分按比例稱量加熱溶解成均勻液體后在5-10℃保存?zhèn)溆茫?

2)將重量約占80％-85％的錫粉，鉍重量約占15％-20％的鉍粉，重量約占0.3％-0.8％的銅粉充分混合形成錫鉍銅合金粉末。

3)將80％-95％的上述無鉛焊料的錫鉍銅合金球形粉末與5％-20％的上述松香型助焊劑徹底混合，以制備本發(fā)明的無鉛錫膏。

所述松香型助焊劑的活性系統(tǒng)由非離子鹵化物、有機(jī)酸和有機(jī)胺化合物組成。