專利名稱：：一種包含助焊劑的鋁合金無鉛焊絲及其助焊劑的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種焊材，尤其是一種包含助焊劑的鋁合金無鉛焊絲及其助焊劑的制備方法。它主要應(yīng)用于電子電工行業(yè)無鉛軟釬焊工藝中。(二)
背景技術(shù)：
：隨著電子電工行業(yè)的飛速發(fā)展，對(duì)軟釬焊接用材料提出了更高的要求，同時(shí)，環(huán)境保護(hù)和人身健康已經(jīng)凌駕于生產(chǎn)和品質(zhì)之上，成為合格的生產(chǎn)過程和產(chǎn)品的充分必要條件。無鉛焊料主要就是限制使用鉛、汞、鎘、六價(jià)鉻等有害金屬，,從而保障生產(chǎn)和使用者的身體健康，另外由于銅的價(jià)格遠(yuǎn)高于鋁，所以很多原先使用銅材質(zhì)的部件現(xiàn)在用鋁及鋁合金替代，以降低成本。根據(jù)鋁合金的成分工業(yè)上應(yīng)用的主要有鋁-錳，鋁-鎂，鋁-鎂-銅，鋁-鎂-硅-銅，鋁-鋅-鎂-銅等合金，軟釬焊接上常用的鋁合金主要是鋁-鎂，鋁-鎂-銅合金和純鋁，由于鋁的化學(xué)性質(zhì)很活潑，很容易氧化，很難進(jìn)行軟釬焊。因此研究一種可使鋁合金用于軟釬焊的新型助焊劑，已成為急需解決的重大課題之一。(三)
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于提供一種包含助焊劑的鋁合金無鉛焊絲及其助焊劑的制備方法，它使合金焊材在配有助焊劑時(shí)得以進(jìn)行軟釬焊，是一種實(shí)用性強(qiáng)的新型焊材。'本發(fā)明的技術(shù)方案是一種包含助焊劑的鋁合金無鉛焊絲，其特征在于是由無鉛焊料和助焊劑組成；無鉛焊料占總重量的98-96%，助焊劑占總重量的2-4o/o;所說的無鉛焊料包括錫、銀、銅主合金，并含有0.1-2.0%的鋁、鋅，主合金按重量比的組成如下錫銀合金，錫96.0-99.9%;銀0.1-4.0%;錫銅合金，錫98.0-99.7%;銅0.3-2.0%;錫銀銅合金，錫94.0-99.6%;銀:0.1-4.0%;銅:0.3-2.0%;所說的助焊劑包括有機(jī)羧酸及衍生物活性劑、高沸點(diǎn)溶劑、氟碳表面活性劑、緩蝕劑、水溶性樹脂、溶劑，其重量百分比為有機(jī)羧酸及衍生物活性劑10-20%，高沸點(diǎn)溶劑10-15%，氟碳表面活性劑0.1-2%，,緩蝕劑0.1-0.4%，水溶性樹脂40-50%，溶劑12.6—39.8%。上述所說的鋁合金無鉛焊絲中的助焊劑所包含的有機(jī)羧酸及衍生物活性劑可以是機(jī)單羧酸、二羧酸及其胺鹽或酰胺鹽，包括乙酸、苯甲酸、癸酸、12酸、14酸、16酸、18酸、油酸、檸檬酸、草酸、丁二酸、己二酸、癸二酸、12酸至18酸胺、12酸至18酸酰胺、羥基乙酸、丁二酸、己二酸、癸二酸，氟硼酸鋅、氟硼酸錫、氟硅酸鋅、氟硅酸錫等可選一種或兩種以上的復(fù)配。上述所說的鋁合金無鉛焊^中的助焊劑所包含的高沸點(diǎn)溶劑可以是丙二醇、丙三醇、單乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、二乙烯三胺、三乙烯四胺等可選一種或兩種以上的復(fù)配上述所說的鋁合金無鉛焊絲中的助焊劑所包含的氟碳表面活性劑可以是FC-3、FC-4、FC-5、FSN100、FC4430等可選一種或兩種以上的復(fù)配。上述所說的鋁合金無鉛焊絲中的助焊劑所包含的緩蝕劑可以是改性肌醇六磷酸酯、咪唑啉、苯并三唑、巰基苯并噻唑等可選一種或兩種以上的復(fù)配。上述所說的鋁合金無鉛焊絲中的助焊劑所包含的水溶性樹脂是脂肪醇聚氧乙烯醚、聚乙二醇4Q0-1500、0P-10或0P-15中的一種。上述所說的鋁合金無鉛焊絲中的助焊劑所包含的溶劑可取異丙醇、乙醇或去離子水，可選一種或兩種以上的復(fù)配。上述所說的鋁合金無鉛焊絲中的助焊劑的制備方法，其特征在于它包括以下步驟(1)將助焊劑配方中的有機(jī)羧酸及衍生物活性劑溶入溶劑，攪拌均勻，酸堿中和會(huì)有放熱反應(yīng)出現(xiàn)，注意保持溫度不要超過100°C，必要時(shí)可用冰水浴降溫，放置至室溫；(2)將氟碳表面活性劑加入步驟(1)制得的液體中，攪拌均勻；(3)將高沸點(diǎn)溶劑加入步驟(2)制得的液體中，攪拌均勻；(4)將水溶性樹脂加入步驟(3)制得的液體中，攪拌均勻；(5)將緩蝕劑加入步驟(4)制得的液體中，攪拌均勻；(6)出料，包裝。上述所說的步驟(1)中的有機(jī)羧酸及衍生物活性劑取一種或兩種以上的復(fù)配。本發(fā)明的工作原理1、在軟釬焊溫度能迅速破壞鋁的氧化膜，清潔被焊金屬活性表面；2、剝離鋁的氧化膜后，焊劑能在鋁的表面殘留下一層活性膜，能有效降低釬料與金屬之間的表面強(qiáng)力，提高無鉛焊料的流動(dòng)性和潤濕性；3、能適用于手工電烙鐵焊接，工作溫度在260-35(TC;4、基體金屬與釬料的結(jié)合緊密、不易脫落；5、殘留物為水溶性，可以用清水清洗干凈；6、鋁合金軟釬焊接用無鉛焊絲配套專用助焊劑，能最大程度發(fā)揮功效。本發(fā)明的優(yōu)越性在于本發(fā)明無鉛焊料助焊劑應(yīng)用于無鉛鋁合金軟釬焊，針對(duì)無鉛焊料的特性和焊接工藝特點(diǎn)研制而成，其設(shè)計(jì)科學(xué)、配方合理、工藝性強(qiáng)，具有以下^優(yōu)點(diǎn)1、離子污染度低，所以焊接殘留低，板面干凈，無松香類樹脂殘留；2、擴(kuò)展率高所以透錫性能好，潤濕性好，無拉尖連焊現(xiàn)象；3、表面絕緣電阻高，PH值為中性、無腐蝕所以可靠性好；4、對(duì)現(xiàn)有的設(shè)備工藝適應(yīng)性強(qiáng)，特別適用于鋁合金漆包線的無鉛軟釬焊。具體實(shí)施例方式實(shí)施例1:一種包含助焊劑的鋁合金無鉛焊絲，其特征在于是由無鉛焊料和助焊劑組成；無鉛焊料占總重量的97%，助焊劑占總重量的3%;所說的無鉛焊料包括錫、，銀主合金，并含有1.8%的鋁、鋅，主合金按重量比的組成如下'錫銀合金中錫97%,銀3%;所說的助焊劑包括有機(jī)羧酸及衍生物活性劑、高沸點(diǎn)溶劑、氟碳表面活性劑、緩蝕劑、水溶性樹脂、溶劑；其中有機(jī)羧酸及衍生物活性劑采用己二酸、檸檬酸、氟硼酸鋅、氟硼酸錫；其中高沸點(diǎn)溶劑采用三乙烯四胺、二乙醇胺；其中氟碳表面活性劑采用FSN100;其中緩蝕劑采用苯并三唑；其中水溶性樹脂采用聚乙二醇400-1500;其中溶劑采用乙醇、去離子水；其重量百分比為己二酸1%檸檬酸2%氟硼酸鋅7%氟硼酸錫8%三乙烯四胺10%二乙醇胺10%FSN1000.1%苯并三唑0.3%聚乙二醇400—50040%乙醇5%去離子水16.6%。上述所說的鋁合金無鉛焊絲中的助焊劑的制備方法，其特征在于包括以下步驟(1)將助焊劑配方中的己二酸、檸檬酸及氟硼酸鋅、氟硼酸錫溶入去乙醇和離子水，攪拌均勻，酸堿中和會(huì)有放熱反應(yīng)出現(xiàn)，注意保持溫度不要超過10(TC，必要時(shí)可用冰水浴降溫，放置至室溫；(2)將FSN100加入步驟(1)制得的液體中，攪拌均勻；(3)將三乙烯四胺、二乙醇胺加入步驟(2)制得的液體中，攪拌均勻；(4)將聚乙二醇400—500加入步驟(3)制得的液體中，攪拌均勻；(5)將苯并三唑加入步驟(4)制得的液體中，攪拌均勻；(6)出料，包裝。'實(shí)施例2:一種包含助焊劑的鋁合金無鉛焊絲，其特征在于是由無鉛焊料和助焊劑組成；無鉛焊料占總重量的98%，助焊劑占總重量的2%;所說的無鉛焊料包括錫銅主合金，并含有1.2%的鋁、鋅。主合金按重量比的組成如下錫銅合金中錫99.5%，銅:0.5%;所說的助焊劑包括有機(jī)羧酸及衍生物活性劑、高沸點(diǎn)溶劑、氟碳表面活性劑、緩蝕劑、水溶性樹脂、溶劑；其中有機(jī)羧酸及衍生物活性劑采用羥基乙酸、草酸、氟硼酸鋅、氟硼酸錫、氟硅酸鋅、氟硅酸錫；其中高沸點(diǎn)溶劑采用單乙醇胺、二乙醇胺、二乙烯三胺；其中氟碳表面活性劑采用FC-4;其中緩蝕劑采用苯并三唑；其中水溶性樹脂采用0P-10;其中溶劑采用異丙醇、去離子水；其重量百分比為羥基乙酸2%草酸2%氟硼酸鋅5%氟硼酸錫5%氟硅酸鋅3%氟硅酸錫2%單乙醇胺5%二乙醇胺5%二乙烯三胺10%FC-40.1%苯并三唑0.3%0P-1040%異丙醇5%去離子水15.6%上述所說的鋁合金無鉛焊絲中的助焊劑的制備方法，其特征在于它包括以下步驟(1)將助焊劑配方中的羥基乙,酸、草酸及氟硼酸鋅、氟硼酸錫、氟硅酸鋅、氟硅酸錫溶入去異丙醇'和離子水，攪拌均勻。酸堿中和會(huì)有放熱反應(yīng)出現(xiàn)，注意保持溫度不要超過100。C，必要時(shí)可用冰水浴降溫，放置至室溫；(2)將FC-4加入步驟(1)制得的液體中，攪拌均勻；(3)將單乙醇胺、二乙醇胺、二乙烯三胺加入步驟(2)制得的液體中，攪拌均勻；(4)將OP-10加入步驟(3)制得的液體中，攪拌均勻；(5)將苯并三唑加入步驟(4)制得的液體中，攪拌均勻；(6)出料，包裝。實(shí)施例3:一種包含助焊劑的鋁合金無鉛焊絲，其特征在于是由無鉛焊料和助焊劑組成；無鉛焊料占總重量的96%，助悍劑占總重量的4%;所說的無鉛焊料包括錫銀銅主合金，并含有0.5%的鋁、鋅。主合金按重量比的組成如下錫銀銅合金中錫96.5，銀3.0%，銅0.5%;所說的助焊劑包括有機(jī)羧酸及衍生物活性劑、高沸點(diǎn)溶劑、氟碳表面活性劑、緩蝕劑、水溶性樹脂、溶劑；其中有機(jī)羧酸及衍生物活性劑采用癸二酸、18酸胺、氟硼酸鋅、氟硼酸錫、氟硅酸鋅；其中高沸點(diǎn)溶劑采用丙二醇、三乙醇胺、三乙烯四胺；其中氟碳表面活性劑采用FC-3;其中緩蝕劑采用巰基苯并噻唑；其中水溶性樹脂采用脂肪醇聚氧乙烯醚；其中溶劑采用異丙醇、去離子水；其重量百分比為癸二酸2%18酸胺2%氟硼酸鋅7%氟硼酸錫5%氟硅酸鋅3%丙二醇5%三乙醇胺5%三乙烯四胺10%FC-30.1%巰基苯并噻唑0.3%脂肪醇聚氧乙烯醚40°/0異丙醇15%去離子水5.6%上述所說的鋁合金無鉛焊絲中的助焊劑的制備方法，其特征在于它包括以下步驟.(1)將助焊劑配方中的癸二酸及癸二酸、18酸胺、氟硼酸鋅、氟硼酸錫、氟硅酸鋅溶入去異丙醇和離子水，攪拌均勻。酸堿中和會(huì)有放熱反應(yīng)出現(xiàn)，注意保持溫度不要超過10(TC，必要時(shí)可用冰水浴降溫，放置至室溫；(2)將FC-3加入步驟(1)制得的液體中，攪拌均勻；(3)將丙二醇、三乙烯四胺、三乙醇胺加入步驟(2)制得的液體中，攪拌均勻；(4)將脂肪醇聚氧乙烯醚加入步驟(3)制得的液體中，攪拌均勻；(5)將巰基苯并噻唑加入步驟(4)制得的液體中，攪拌均勻；(6)出料，包裝。根據(jù)GB/T15829.1-15829.4-1995軟釬焊用釬劑》國家標(biāo)準(zhǔn)測(cè)定各項(xiàng)性能為實(shí)施例1實(shí)施例2實(shí)施例3參照例<table>tableseeoriginaldocumentpage10</column></row><table>參照例為市售同類產(chǎn)品的檢測(cè)數(shù)據(jù)。權(quán)利要求1、一種包含助焊劑的鋁合金無鉛焊絲，其特征在于是由無鉛焊料和助焊劑組成；無鉛焊料占總重量的98-96％，助焊劑占總重量的2-4％所說的無鉛焊料包括錫、銀、銅等主合金，并含有0.1-2.0％的鋁、鋅。主合金按重量比的組成如下錫銀合金，錫96.0-99.9％；銀0.1-4.0％；錫銅合金，錫98.0-99.7％；銅0.3-2.0％；錫銀銅合金，錫94.0-99.6％；銀0.1-4.0％；銅0.3-2.0％；所說的助焊劑包括有機(jī)羧酸及衍生物活性劑、高沸點(diǎn)溶劑、氟碳表面活性劑、緩蝕劑、水溶性樹脂、溶劑，其重量百分比為有機(jī)羧酸及衍生物活性劑10-20％，高沸點(diǎn)溶劑10-15％，氟碳表面活性劑0.1-2％，緩蝕劑0.1-0.4％，水溶性樹脂40-50％，溶劑12.6-39.8％。2、根據(jù)權(quán)利要求1所說的一種包含助焊劑的鋁合金無鉛焊絲，其特征在于所說的鋁合金無鉛焊絲中的助焊劑所包含的有機(jī)羧酸及衍生物活性劑可以是機(jī)單羧酸、二羧酸及其胺鹽或酰胺鹽，包括乙酸、苯甲酸、癸酸、12酸、14酸、16酸、18酸、油酸、檸檬酸、草酸、丁二酸、己二酸、癸二酸、12酸至18酸胺、12酸至18酸酰胺、羥基乙酸、丁二酸、己二酸、癸二酸，氟硼酸鋅、氟硼酸錫、氟硅酸鋅、氟硅酸錫等可選一種或兩禾，以上的復(fù)配。3、根據(jù)權(quán)利要求1所說的二種包含助焊劑的鋁合金無鉛焊絲，其特征在于所說的鋁合金無鉛焊絲中的助焊劑所包含的高沸點(diǎn)溶劑可以是丙二醇、丙三醇、單乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、二乙烯三胺、三乙烯四胺等可選一種或兩種以上的復(fù)配4、根據(jù)權(quán)利要求1所說的一種包含助焊劑的鋁合金無鉛焊絲，其特征在于所說的鋁合金無鉛焊絲中的助焊劑所包含的氟碳表面活性劑可以是FC-3、FC-4、FC-5、FSN100、FC4430等可選一種或兩種以上的復(fù)配。5、根據(jù)權(quán)利要求1所說的一種包含助焊劑的鋁合金無鉛焊絲，其特征在于所說的鋁合金無鉛焊絲中的助焊劑所包含的緩蝕劑可以是改性肌醇六磷酸酯、咪唑啉、苯并三唑、巰基苯并噻唑等可選一種或兩種以上的復(fù)配。6、根據(jù)權(quán)利要求1所說的廠種包含助焊劑的鋁合金無鉛焊絲，其特征在于所說的鋁合金無鉛焊絲中的助焊劑所包含的水溶性樹脂是脂肪醇聚氧乙烯醚、聚乙二醇400-1500、0P-10或0P-15中的一種。.7、根據(jù)權(quán)利要求1所說的一種包含助焊劑的鋁合金無鉛焊絲，其特征在于所說的鋁合金無鉛焊絲中的助焊劑所包含的溶劑可取異丙醇、乙醇或去離子水，可選一種或兩種以上的復(fù)配。8、根據(jù)權(quán)利要求1所說的一種鋁合金無鉛焊絲中的助焊劑的制備方法，其特征在于它包括以下步驟(1)將助焊劑配方中的有機(jī)羧酸及衍生物活性劑溶入溶劑，攪拌均勻，酸堿中和會(huì)有放熱反應(yīng)出現(xiàn)，注意保持溫度不要超過IO(TC，必要時(shí)可用冰水浴降溫，放置至室溫；(2)將氟碳表面活性劑加入步驟(1)制得的液體中，攪拌均勻；(3)將高沸點(diǎn)溶劑加入步驟(2)制得的液體中，攪拌均勻；(4)將水溶性樹脂加入步驟(3)制得的液體中，攪拌均勻；(5)將緩蝕劑加入步驟(4)制得的液體中，攪拌均勻；(6)出料，包裝。上述所說的步驟(1)中的有機(jī)羧酸及衍生物活性劑取一種或兩種以上的復(fù)配。全文摘要一種包含助焊劑的鋁合金無鉛焊絲及其助焊劑的制備方法，其特征在于其中無鉛焊料由錫、銀、銅、鋁、鋅合金構(gòu)成；無鉛助焊劑由下述重量配比的物質(zhì)組成有機(jī)羧酸及衍生物活性劑10-20％、高沸點(diǎn)溶劑10-15％、氟碳表面活性劑0.1-2％、緩蝕劑0.1-0.4％、水溶性樹脂40-50％，其余為溶劑異丙醇、乙醇，或去離子水。本發(fā)明應(yīng)用于無鉛鋁合金軟釬焊，針對(duì)無鉛焊料的特性和焊接工藝特點(diǎn)研制而成，其設(shè)計(jì)科學(xué)、配方合理、工藝性強(qiáng)，具有以下優(yōu)點(diǎn)1.焊接殘留低，板面干凈，無松香類樹脂殘留；2.透錫性能好；3.潤濕性好，無拉尖連焊現(xiàn)象；4.對(duì)現(xiàn)有的設(shè)備工藝適應(yīng)性強(qiáng)。特別適用于鋁合金漆包線、端子的無鉛軟釬焊。文檔編號(hào)B23K35/22GK101244493SQ20081005248公開日2008年8月20日申請(qǐng)日期2008年3月21日優(yōu)先權(quán)日2008年3月21日發(fā)明者于耀強(qiáng),張建輝,韋鐵良申請(qǐng)人:天津市瑞星高新技術(shù)發(fā)展公司