專利名稱：電子工業(yè)用焊膏的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電子工業(yè)用焊膏，特別涉及用于電子元器件安裝的釬焊膏，其合金焊粉為Sn-Pb合金或者無(wú)鉛合金。
背景技術(shù)：
焊膏由超細(xì)(20-75微米)的球形合金焊粉與焊劑組成。焊劑作為焊粉的懸浮載體，使焊膏具備一定的活性、粘彈性、觸變性等性能。焊劑包含樹脂、溶劑、活化劑、流變調(diào)節(jié)劑、穩(wěn)定劑等多種化合物，活化劑一般為有機(jī)胺的氫鹵酸鹽或者全氫的有機(jī)一元或二元羧酸，穩(wěn)定劑一般為苯酚類化合物或抗壞血酸。
焊膏存放期間有一種隨時(shí)間增長(zhǎng)而硬化或凝固的趨勢(shì)(不論是否使用它都會(huì)硬化或凝固)，因而不能大量貯存，必須連續(xù)供料。對(duì)于不同種類的焊膏而言，在相同的時(shí)間范圍內(nèi)，硬化或凝固的速度是不同的，硬化或凝固的速度快，則稱之為保存穩(wěn)定性差，硬化或凝固的速度慢，則稱之為保存穩(wěn)定性好。隨著電子制品的小型化發(fā)展，需要精細(xì)程度更高的焊接，致使合金焊粉的平均粒徑不斷減小，比表面積增大，因而使釬焊膏的保存穩(wěn)定性進(jìn)一步變差。
無(wú)鉛焊膏是焊膏的發(fā)展方向，在一篇題為“回流焊無(wú)鉛替代品的前景”的技術(shù)報(bào)告中，美國(guó)Indium公司Benlih Huang博士等研究了鉛錫合金焊粉及十余種富有前景的無(wú)鉛合金焊粉與現(xiàn)行幾種不同的主流焊劑的相容性。結(jié)果表明，在焊料球、潤(rùn)濕性、焊點(diǎn)外觀等方面，鉛錫合金焊粉的評(píng)分27.1(滿分30)，無(wú)鉛體系中SnAg的幾種合金焊粉的評(píng)分在17-20.3(滿分30)之間，主要是潤(rùn)濕性低。而89Sn8Zn3Bi的評(píng)分僅為2.2(滿分30)，究其原因是合金焊粉中的活潑金屬Zn與焊劑反應(yīng)造成的，使釬焊膏的保存穩(wěn)定性變得極差。綜上所述，對(duì)焊劑進(jìn)行改進(jìn)是提高無(wú)鉛焊膏潤(rùn)濕性和保存穩(wěn)定性的關(guān)鍵所在。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提高焊膏的潤(rùn)濕性和保存穩(wěn)定性，為電子工業(yè)焊接提供一種新型的焊膏。
本發(fā)明的技術(shù)方案是對(duì)現(xiàn)有焊膏的焊劑進(jìn)行改進(jìn)，通過改變組成焊劑的活性劑和穩(wěn)定劑來(lái)提高焊膏的潤(rùn)濕性和保存穩(wěn)定性。
本發(fā)明所述的電子工業(yè)用焊膏由合金焊粉與焊劑組成，合金焊粉的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)85～94％，焊劑的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)6～15％。焊劑包括樹脂、溶劑、流變調(diào)節(jié)劑、活化劑、穩(wěn)定劑，樹脂的含量為焊劑質(zhì)量的40～60％，溶劑的含量為焊劑質(zhì)量的30～50％，流變調(diào)節(jié)劑的含量為焊劑質(zhì)量的1～10％，活化劑的含量為焊劑質(zhì)量的0.2～15％，穩(wěn)定劑的含量為焊劑質(zhì)量的0.01～10％。合金焊粉包括有鉛焊粉(Sn-Pb系)與無(wú)鉛焊粉(Sn-Ag-Cu系、Sn-Ag-Bi系、Sn-Zn系)。焊劑中的樹脂可以是天然樹脂，也可以是合成樹脂。焊劑中的溶劑可以是醇類、醚類、酯類或芳香族有機(jī)溶劑，例如使用異丙醇、苯甲醇、甲基溶纖劑、乙基溶纖劑、丁基卡比醇、松油醇、二甘醇乙醚、丙二醇單苯醚等。焊劑中的流變調(diào)節(jié)劑為氫化蓖麻油或改性氫化蓖麻油。為了提高焊膏的潤(rùn)濕性，活化劑選用含氟羧酸或含氟羧酸酯類有機(jī)化合物，具體的講，就是包含碳原子數(shù)為4～20的含氟或全氟一元羧酸、二元羧酸及其相應(yīng)的酯，這些酯的醇?xì)埢鶅?yōu)選烷基、烯丙基，環(huán)烷基，特別優(yōu)選叔丁基、異丙基、異丁基，另外這些醇?xì)埢部梢院宣u素原子；含氟羧酸至少為全氟辛酸、全氟丁二酸、全氟戊二酸、全氟己二酸、全氟癸二酸中的一種，含氟羧酸酯至少為全氟辛酸叔丁酯、全氟戊二酸叔丁酯、全氟己二酸叔丁酯、全氟癸二酸叔丁酯中的一種?；罨瘎┻€可以根據(jù)潤(rùn)濕性要求的高低，添加少量環(huán)己胺氫溴酸鹽、丁二胺鹽酸鹽、谷氨酸鹽酸鹽、谷氨酸氫溴酸鹽、二苯基胍氫溴酸鹽等。為了提高焊膏的保存穩(wěn)定性，穩(wěn)定劑選用結(jié)構(gòu)式如下的杯芳烴化合物 R1＝H或苯基或-CH2CH2COOEtR2＝H或叔丁基或苯基或-CH2CH2COOEt杯芳烴化合物與其它受阻酚、受阻胺復(fù)配，效果更佳。
此外，焊劑中還可以加入含氟表面活性劑，以進(jìn)一步提高焊膏的保存穩(wěn)定性，含氟表面活性劑的加入量為焊劑質(zhì)量的的0.01-10％。含氟表面活性劑為全氟甜菜堿或全氟辛基磺?；句@碘化物。
將符合配方要求的合金焊粉與焊劑充分混合均勻即制備成焊膏，產(chǎn)品應(yīng)保持在5℃以下冷藏。
本發(fā)明的有益效果1、由于活性劑、穩(wěn)定劑的優(yōu)選及含氟表面活性劑的加入，本發(fā)明所述焊膏具有優(yōu)良的潤(rùn)濕性和保存穩(wěn)定性，按照標(biāo)準(zhǔn)J-STD-004，J-STD-006，MIL-STD-2000檢測(cè)，潤(rùn)濕性為I級(jí)，擴(kuò)展率大于65mm2；在5℃冷藏保存六個(gè)月性能無(wú)變化。
2、本發(fā)明所述焊膏不僅具有優(yōu)良的潤(rùn)濕性和保存穩(wěn)定性，而且其它性能均符合要求，按照標(biāo)準(zhǔn)J-STD-004，J-STD-006，MIL-STD-2000檢測(cè)，干燥度合格，銅鏡腐蝕試驗(yàn)合格，焊料球試驗(yàn)最佳，離子污染度≤0.25μgNaCl/cm2，塌落為＞0.15mm間隙未出現(xiàn)橋連現(xiàn)象，焊接之后168小時(shí)絕緣電阻＞1.8×109Ω。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例1本實(shí)施例中，合金焊粉為Sn63-Pb37，其含量90％(質(zhì)量百分?jǐn)?shù))，焊劑的含量10％(質(zhì)量百分?jǐn)?shù))。
焊劑的組分及各組分的含量如下樹脂氫化松香焊劑質(zhì)量的35％特級(jí)松香焊劑質(zhì)量的19％溶劑異丙醇 焊劑質(zhì)量的17％松油醇 焊劑質(zhì)量的25.6％流變調(diào)節(jié)劑 改性氫化蓖麻油 焊劑質(zhì)量的2.95％活化劑 全氟辛酸焊劑質(zhì)量的0.25％全氟戊二酸 焊劑質(zhì)量的0.15％穩(wěn)定劑 對(duì)叔丁基杯[4] 焊劑質(zhì)量的0.05％將上述合金焊粉與焊劑充分混合均勻即制備成焊膏，產(chǎn)品應(yīng)保持在5℃以下冷藏。
實(shí)施例2本實(shí)施例中，合金焊粉為Sn95.5-Ag3.8-Cu0.7，其含量85％(質(zhì)量百分?jǐn)?shù))，焊劑的含量15％(質(zhì)量百分?jǐn)?shù))。
焊劑的組分及各組分的含量如下樹脂 聚丙烯酸酯焊劑質(zhì)量的20％聚氨酯焊劑質(zhì)量的25％溶劑 二甘醇乙醚焊劑質(zhì)量的40％流變調(diào)節(jié)劑氫化蓖麻油焊劑質(zhì)量的5％
活化劑全氟戊二酸叔丁酯 焊劑質(zhì)量的4％全氟己二酸焊劑質(zhì)量的4％穩(wěn)定劑對(duì)叔丁基杯[6] 焊劑質(zhì)量的2％將上述合金焊粉與焊劑充分混合均勻即制備成焊膏，產(chǎn)品應(yīng)保持在5℃以下冷藏。
實(shí)施例3本實(shí)施例中，合金焊粉為Sn91.8-3.4Ag-4.8Bi，其含量94％(質(zhì)量百分?jǐn)?shù))，焊劑的含量6％(質(zhì)量百分?jǐn)?shù))。
焊劑的組分及各組分的含量如下樹脂聚合松香 焊劑質(zhì)量的45％溶劑甲基溶纖劑焊劑質(zhì)量的38.5％流變調(diào)節(jié)劑 氫化蓖麻油焊劑質(zhì)量的8％活化劑 全氟戊二酸焊劑質(zhì)量的1.5％全氟己二酸叔丁酯 焊劑質(zhì)量的3％穩(wěn)定劑 對(duì)苯基杯[4] 焊劑質(zhì)量的3.95％含氟表面活性劑 全氟甜菜堿焊劑質(zhì)量的0.05％將上述合金焊粉與焊劑充分混合均勻即制備成焊膏，產(chǎn)品應(yīng)保持在5℃以下冷藏。
實(shí)施例4本實(shí)施例中，合金焊粉為Sn89-8Zn-3Bi，其含量90％(質(zhì)量百分?jǐn)?shù))，焊劑的含量10％(質(zhì)量百分?jǐn)?shù))。
焊劑的組分及各組分的含量如下樹脂歧化松香焊劑質(zhì)量的40％溶劑乙基溶纖劑 焊劑質(zhì)量的34％流變調(diào)節(jié)劑 改性氫化蓖麻油 焊劑質(zhì)量的6％活化劑 全氟癸二酸 焊劑質(zhì)量的6％全氟癸二酸叔丁酯焊劑質(zhì)量的6％穩(wěn)定劑 對(duì)苯基杯[6] 焊劑質(zhì)量的6％含氟表面活性劑 全氟辛基磺酰基季銨碘化物焊劑質(zhì)量的2％將上述合金焊粉與焊劑充分混合均勻即制備成焊膏，產(chǎn)品應(yīng)保持在5℃以下冷藏。
實(shí)施例5本實(shí)施例中，合金焊粉為Sn91-9Zn，其含量85％(質(zhì)量百分?jǐn)?shù))，焊劑的含量15％(質(zhì)量百分?jǐn)?shù))。
焊劑的組分及各組分的含量如下樹脂氫化松香 焊劑質(zhì)量的40％溶劑丙二醇單苯醚 焊劑質(zhì)量的38％流變調(diào)節(jié)劑 改性氫化蓖麻油 焊劑質(zhì)量的2％活化劑 全氟辛酸叔丁酯 焊劑質(zhì)量的10％穩(wěn)定劑 對(duì)苯基杯[6]焊劑質(zhì)量的4％含氟表面活性劑 全氟辛基磺?；句@碘化物 焊劑質(zhì)量的6％將上述合金焊粉與焊劑充分混合均勻即制備成焊膏，產(chǎn)品應(yīng)保持在5℃以下冷藏。
權(quán)利要求
1.一種電子工業(yè)用焊膏，由合金焊粉與焊劑組成，合金焊粉的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)85～94％，焊劑的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)6～15％，焊劑包括樹脂、溶劑、流變調(diào)節(jié)劑、活化劑、穩(wěn)定劑，樹脂的含量為焊劑質(zhì)量的40～60％，溶劑的含量為焊劑質(zhì)量的30～50％，流變調(diào)節(jié)劑的含量為焊劑質(zhì)量的1～10％，活化劑的含量為焊劑質(zhì)量的0.2～15％，穩(wěn)定劑的含量為焊劑質(zhì)量的0.01～10％，其特征在于活化劑為含氟羧酸或含氟羧酸酯類有機(jī)化合物。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電子工業(yè)用焊膏，其特征在于含氟羧酸至少為全氟辛酸、全氟丁二酸、全氟戊二酸、全氟己二酸、全氟癸二酸中的一種，含氟羧酸酯至少為全氟辛酸叔丁酯、全氟戊二酸叔丁酯、全氟己二酸叔丁酯、全氟癸二酸叔丁酯中的一種。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的電子工業(yè)用焊膏，其特征在于穩(wěn)定劑為杯芳烴化合物，結(jié)構(gòu)式如下 R1＝H或苯基或-CH2CH2COOEtR2＝H或叔丁基或苯基或-CH2CH2COOEt
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的電子工業(yè)用焊膏，其特征在于焊劑中還可以加入提高保存穩(wěn)定性的含氟表面活性劑，其加入量為焊劑質(zhì)量的的0.01-10％。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的電子工業(yè)用焊膏，其特征在于焊劑中還可以加入提高保存穩(wěn)定性的含氟表面活性劑，其加入量為焊劑質(zhì)量的的0.01-10％。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的電子工業(yè)用焊膏，其特征在于含氟表面活性劑為全氟甜菜堿或全氟辛基磺?；句@碘化物。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的電子工業(yè)用焊膏，其特征在于含氟表面活性劑為全氟甜菜堿或全氟辛基磺酰基季銨碘化物。
全文摘要
一種電子工業(yè)用焊膏，由合金焊粉與焊劑組成，合金焊粉的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)85～94％，焊劑的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)6～15％。焊劑包括樹脂、溶劑、流變調(diào)節(jié)劑、活化劑、穩(wěn)定劑，樹脂的含量為焊劑質(zhì)量的40～60％，溶劑的含量為焊劑質(zhì)量的30～50％，流變調(diào)節(jié)劑的含量為焊劑質(zhì)量的1～10％，活化劑的含量為焊劑質(zhì)量的0.2～15％，穩(wěn)定劑的含量為焊劑質(zhì)量的0.01～10％。為了提高焊膏的潤(rùn)濕性，活化劑選用含氟羧酸或含氟羧酸酯類有機(jī)化合物，為了提高焊膏的保存穩(wěn)定性，穩(wěn)定劑選用杯芳烴化合物。此外，焊劑中還可以加入含氟表面活性劑，以進(jìn)一步提高焊膏的保存穩(wěn)定性。
文檔編號(hào)B23K35/362GK1569384SQ20041002240
公開日2005年1月26日 申請(qǐng)日期2004年4月27日 優(yōu)先權(quán)日2004年4月27日
發(fā)明者黃艷, 謝明貴, 李龍章, 蔣青 申請(qǐng)人:四川大學(xué)