专利名称：：一种包含助焊剂的铝合金无铅焊丝及其助焊剂的制备方法
技术领域：
：本发明涉及一种焊材，尤其是一种包含助焊剂的铝合金无铅焊丝及其助焊剂的制备方法。它主要应用于电子电工行业无铅软钎焊工艺中。(二)
背景技术：
：随着电子电工行业的飞速发展，对软钎焊接用材料提出了更高的要求，同时，环境保护和人身健康已经凌驾于生产和品质之上，成为合格的生产过程和产品的充分必要条件。无铅焊料主要就是限制使用铅、汞、镉、六价铬等有害金属，,从而保障生产和使用者的身体健康，另外由于铜的价格远高于铝，所以很多原先使用铜材质的部件现在用铝及铝合金替代，以降低成本。根据铝合金的成分工业上应用的主要有铝-锰，铝-镁，铝-镁-铜，铝-镁-硅-铜，铝-锌-镁-铜等合金，软钎焊接上常用的铝合金主要是铝-镁，铝-镁-铜合金和纯铝，由于铝的化学性质很活泼，很容易氧化，很难进行软钎焊。因此研究一种可使铝合金用于软钎焊的新型助焊剂，已成为急需解决的重大课题之一。(三)
发明内容本发明的目的在于提供一种包含助焊剂的铝合金无铅焊丝及其助焊剂的制备方法，它使合金焊材在配有助焊剂时得以进行软钎焊，是一种实用性强的新型焊材。'本发明的技术方案是一种包含助焊剂的铝合金无铅焊丝，其特征在于是由无铅焊料和助焊剂组成；无铅焊料占总重量的98-96%，助焊剂占总重量的2-4o/o;所说的无铅焊料包括锡、银、铜主合金，并含有0.1-2.0%的铝、锌，主合金按重量比的组成如下锡银合金，锡96.0-99.9%;银0.1-4.0%;锡铜合金，锡98.0-99.7%;铜0.3-2.0%;锡银铜合金，锡94.0-99.6%;银:0.1-4.0%;铜:0.3-2.0%;所说的助焊剂包括有机羧酸及衍生物活性剂、高沸点溶剂、氟碳表面活性剂、缓蚀剂、水溶性树脂、溶剂，其重量百分比为有机羧酸及衍生物活性剂10-20%，高沸点溶剂10-15%，氟碳表面活性剂0.1-2%，,缓蚀剂0.1-0.4%，水溶性树脂40-50%，溶剂12.6—39.8%。上述所说的铝合金无铅焊丝中的助焊剂所包含的有机羧酸及衍生物活性剂可以是机单羧酸、二羧酸及其胺盐或酰胺盐，包括乙酸、苯甲酸、癸酸、12酸、14酸、16酸、18酸、油酸、柠檬酸、草酸、丁二酸、己二酸、癸二酸、12酸至18酸胺、12酸至18酸酰胺、羟基乙酸、丁二酸、己二酸、癸二酸，氟硼酸锌、氟硼酸锡、氟硅酸锌、氟硅酸锡等可选一种或两种以上的复配。上述所说的铝合金无铅焊^中的助焊剂所包含的高沸点溶剂可以是丙二醇、丙三醇、单乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、二乙烯三胺、三乙烯四胺等可选一种或两种以上的复配上述所说的铝合金无铅焊丝中的助焊剂所包含的氟碳表面活性剂可以是FC-3、FC-4、FC-5、FSN100、FC4430等可选一种或两种以上的复配。上述所说的铝合金无铅焊丝中的助焊剂所包含的缓蚀剂可以是改性肌醇六磷酸酯、咪唑啉、苯并三唑、巯基苯并噻唑等可选一种或两种以上的复配。上述所说的铝合金无铅焊丝中的助焊剂所包含的水溶性树脂是脂肪醇聚氧乙烯醚、聚乙二醇4Q0-1500、0P-10或0P-15中的一种。上述所说的铝合金无铅焊丝中的助焊剂所包含的溶剂可取异丙醇、乙醇或去离子水，可选一种或两种以上的复配。上述所说的铝合金无铅焊丝中的助焊剂的制备方法，其特征在于它包括以下步骤(1)将助焊剂配方中的有机羧酸及衍生物活性剂溶入溶剂，搅拌均匀，酸碱中和会有放热反应出现，注意保持温度不要超过100°C，必要时可用冰水浴降温，放置至室温；(2)将氟碳表面活性剂加入步骤(1)制得的液体中，搅拌均匀；(3)将高沸点溶剂加入步骤(2)制得的液体中，搅拌均匀；(4)将水溶性树脂加入步骤(3)制得的液体中，搅拌均匀；(5)将缓蚀剂加入步骤(4)制得的液体中，搅拌均匀；(6)出料，包装。上述所说的步骤(1)中的有机羧酸及衍生物活性剂取一种或两种以上的复配。本发明的工作原理1、在软钎焊温度能迅速破坏铝的氧化膜，清洁被焊金属活性表面；2、剥离铝的氧化膜后，焊剂能在铝的表面残留下一层活性膜，能有效降低钎料与金属之间的表面强力，提高无铅焊料的流动性和润湿性；3、能适用于手工电烙铁焊接，工作温度在260-35(TC;4、基体金属与钎料的结合紧密、不易脱落；5、残留物为水溶性，可以用清水清洗干净；6、铝合金软钎焊接用无铅焊丝配套专用助焊剂，能最大程度发挥功效。本发明的优越性在于本发明无铅焊料助焊剂应用于无铅铝合金软钎焊，针对无铅焊料的特性和焊接工艺特点研制而成，其设计科学、配方合理、工艺性强，具有以下^优点1、离子污染度低，所以焊接残留低，板面干净，无松香类树脂残留；2、扩展率高所以透锡性能好，润湿性好，无拉尖连焊现象；3、表面绝缘电阻高，PH值为中性、无腐蚀所以可靠性好；4、对现有的设备工艺适应性强，特别适用于铝合金漆包线的无铅软钎焊。具体实施例方式实施例1:一种包含助焊剂的铝合金无铅焊丝，其特征在于是由无铅焊料和助焊剂组成；无铅焊料占总重量的97%，助焊剂占总重量的3%;所说的无铅焊料包括锡、，银主合金，并含有1.8%的铝、锌，主合金按重量比的组成如下'锡银合金中锡97%,银3%;所说的助焊剂包括有机羧酸及衍生物活性剂、高沸点溶剂、氟碳表面活性剂、缓蚀剂、水溶性树脂、溶剂；其中有机羧酸及衍生物活性剂采用己二酸、柠檬酸、氟硼酸锌、氟硼酸锡；其中高沸点溶剂采用三乙烯四胺、二乙醇胺；其中氟碳表面活性剂采用FSN100;其中缓蚀剂采用苯并三唑；其中水溶性树脂采用聚乙二醇400-1500;其中溶剂采用乙醇、去离子水；其重量百分比为己二酸1%柠檬酸2%氟硼酸锌7%氟硼酸锡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%去离子水16.6%。上述所说的铝合金无铅焊丝中的助焊剂的制备方法，其特征在于包括以下步骤(1)将助焊剂配方中的己二酸、柠檬酸及氟硼酸锌、氟硼酸锡溶入去乙醇和离子水，搅拌均匀，酸碱中和会有放热反应出现，注意保持温度不要超过10(TC，必要时可用冰水浴降温，放置至室温；(2)将FSN100加入步骤(1)制得的液体中，搅拌均匀；(3)将三乙烯四胺、二乙醇胺加入步骤(2)制得的液体中，搅拌均匀；(4)将聚乙二醇400—500加入步骤(3)制得的液体中，搅拌均匀；(5)将苯并三唑加入步骤(4)制得的液体中，搅拌均匀；(6)出料，包装。'实施例2:一种包含助焊剂的铝合金无铅焊丝，其特征在于是由无铅焊料和助焊剂组成；无铅焊料占总重量的98%，助焊剂占总重量的2%;所说的无铅焊料包括锡铜主合金，并含有1.2%的铝、锌。主合金按重量比的组成如下锡铜合金中锡99.5%，铜:0.5%;所说的助焊剂包括有机羧酸及衍生物活性剂、高沸点溶剂、氟碳表面活性剂、缓蚀剂、水溶性树脂、溶剂；其中有机羧酸及衍生物活性剂采用羟基乙酸、草酸、氟硼酸锌、氟硼酸锡、氟硅酸锌、氟硅酸锡；其中高沸点溶剂采用单乙醇胺、二乙醇胺、二乙烯三胺；其中氟碳表面活性剂采用FC-4;其中缓蚀剂采用苯并三唑；其中水溶性树脂采用0P-10;其中溶剂采用异丙醇、去离子水；其重量百分比为羟基乙酸2%草酸2%氟硼酸锌5%氟硼酸锡5%氟硅酸锌3%氟硅酸锡2%单乙醇胺5%二乙醇胺5%二乙烯三胺10%FC-40.1%苯并三唑0.3%0P-1040%异丙醇5%去离子水15.6%上述所说的铝合金无铅焊丝中的助焊剂的制备方法，其特征在于它包括以下步骤(1)将助焊剂配方中的羟基乙,酸、草酸及氟硼酸锌、氟硼酸锡、氟硅酸锌、氟硅酸锡溶入去异丙醇'和离子水，搅拌均匀。酸碱中和会有放热反应出现，注意保持温度不要超过100。C，必要时可用冰水浴降温，放置至室温；(2)将FC-4加入步骤(1)制得的液体中，搅拌均匀；(3)将单乙醇胺、二乙醇胺、二乙烯三胺加入步骤(2)制得的液体中，搅拌均匀；(4)将OP-10加入步骤(3)制得的液体中，搅拌均匀；(5)将苯并三唑加入步骤(4)制得的液体中，搅拌均匀；(6)出料，包装。实施例3:一种包含助焊剂的铝合金无铅焊丝，其特征在于是由无铅焊料和助焊剂组成；无铅焊料占总重量的96%，助悍剂占总重量的4%;所说的无铅焊料包括锡银铜主合金，并含有0.5%的铝、锌。主合金按重量比的组成如下锡银铜合金中锡96.5，银3.0%，铜0.5%;所说的助焊剂包括有机羧酸及衍生物活性剂、高沸点溶剂、氟碳表面活性剂、缓蚀剂、水溶性树脂、溶剂；其中有机羧酸及衍生物活性剂采用癸二酸、18酸胺、氟硼酸锌、氟硼酸锡、氟硅酸锌；其中高沸点溶剂采用丙二醇、三乙醇胺、三乙烯四胺；其中氟碳表面活性剂采用FC-3;其中缓蚀剂采用巯基苯并噻唑；其中水溶性树脂采用脂肪醇聚氧乙烯醚；其中溶剂采用异丙醇、去离子水；其重量百分比为癸二酸2%18酸胺2%氟硼酸锌7%氟硼酸锡5%氟硅酸锌3%丙二醇5%三乙醇胺5%三乙烯四胺10%FC-30.1%巯基苯并噻唑0.3%脂肪醇聚氧乙烯醚40°/0异丙醇15%去离子水5.6%上述所说的铝合金无铅焊丝中的助焊剂的制备方法，其特征在于它包括以下步骤.(1)将助焊剂配方中的癸二酸及癸二酸、18酸胺、氟硼酸锌、氟硼酸锡、氟硅酸锌溶入去异丙醇和离子水，搅拌均匀。酸碱中和会有放热反应出现，注意保持温度不要超过10(TC，必要时可用冰水浴降温，放置至室温；(2)将FC-3加入步骤(1)制得的液体中，搅拌均匀；(3)将丙二醇、三乙烯四胺、三乙醇胺加入步骤(2)制得的液体中，搅拌均匀；(4)将脂肪醇聚氧乙烯醚加入步骤(3)制得的液体中，搅拌均匀；(5)将巯基苯并噻唑加入步骤(4)制得的液体中，搅拌均匀；(6)出料，包装。根据GB/T15829.1-15829.4-1995软钎焊用钎剂》国家标准测定各项性能为实施例1实施例2实施例3参照例<table>tableseeoriginaldocumentpage10</column></row><table>参照例为市售同类产品的检测数据。权利要求1、一种包含助焊剂的铝合金无铅焊丝，其特征在于是由无铅焊料和助焊剂组成；无铅焊料占总重量的98-96％，助焊剂占总重量的2-4％所说的无铅焊料包括锡、银、铜等主合金，并含有0.1-2.0％的铝、锌。主合金按重量比的组成如下锡银合金，锡96.0-99.9％；银0.1-4.0％；锡铜合金，锡98.0-99.7％；铜0.3-2.0％；锡银铜合金，锡94.0-99.6％；银0.1-4.0％；铜0.3-2.0％；所说的助焊剂包括有机羧酸及衍生物活性剂、高沸点溶剂、氟碳表面活性剂、缓蚀剂、水溶性树脂、溶剂，其重量百分比为有机羧酸及衍生物活性剂10-20％，高沸点溶剂10-15％，氟碳表面活性剂0.1-2％，缓蚀剂0.1-0.4％，水溶性树脂40-50％，溶剂12.6-39.8％。2、根据权利要求1所说的一种包含助焊剂的铝合金无铅焊丝，其特征在于所说的铝合金无铅焊丝中的助焊剂所包含的有机羧酸及衍生物活性剂可以是机单羧酸、二羧酸及其胺盐或酰胺盐，包括乙酸、苯甲酸、癸酸、12酸、14酸、16酸、18酸、油酸、柠檬酸、草酸、丁二酸、己二酸、癸二酸、12酸至18酸胺、12酸至18酸酰胺、羟基乙酸、丁二酸、己二酸、癸二酸，氟硼酸锌、氟硼酸锡、氟硅酸锌、氟硅酸锡等可选一种或两禾，以上的复配。3、根据权利要求1所说的二种包含助焊剂的铝合金无铅焊丝，其特征在于所说的铝合金无铅焊丝中的助焊剂所包含的高沸点溶剂可以是丙二醇、丙三醇、单乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、二乙烯三胺、三乙烯四胺等可选一种或两种以上的复配4、根据权利要求1所说的一种包含助焊剂的铝合金无铅焊丝，其特征在于所说的铝合金无铅焊丝中的助焊剂所包含的氟碳表面活性剂可以是FC-3、FC-4、FC-5、FSN100、FC4430等可选一种或两种以上的复配。5、根据权利要求1所说的一种包含助焊剂的铝合金无铅焊丝，其特征在于所说的铝合金无铅焊丝中的助焊剂所包含的缓蚀剂可以是改性肌醇六磷酸酯、咪唑啉、苯并三唑、巯基苯并噻唑等可选一种或两种以上的复配。6、根据权利要求1所说的厂种包含助焊剂的铝合金无铅焊丝，其特征在于所说的铝合金无铅焊丝中的助焊剂所包含的水溶性树脂是脂肪醇聚氧乙烯醚、聚乙二醇400-1500、0P-10或0P-15中的一种。.7、根据权利要求1所说的一种包含助焊剂的铝合金无铅焊丝，其特征在于所说的铝合金无铅焊丝中的助焊剂所包含的溶剂可取异丙醇、乙醇或去离子水，可选一种或两种以上的复配。8、根据权利要求1所说的一种铝合金无铅焊丝中的助焊剂的制备方法，其特征在于它包括以下步骤(1)将助焊剂配方中的有机羧酸及衍生物活性剂溶入溶剂，搅拌均匀，酸碱中和会有放热反应出现，注意保持温度不要超过IO(TC，必要时可用冰水浴降温，放置至室温；(2)将氟碳表面活性剂加入步骤(1)制得的液体中，搅拌均匀；(3)将高沸点溶剂加入步骤(2)制得的液体中，搅拌均匀；(4)将水溶性树脂加入步骤(3)制得的液体中，搅拌均匀；(5)将缓蚀剂加入步骤(4)制得的液体中，搅拌均匀；(6)出料，包装。上述所说的步骤(1)中的有机羧酸及衍生物活性剂取一种或两种以上的复配。全文摘要一种包含助焊剂的铝合金无铅焊丝及其助焊剂的制备方法，其特征在于其中无铅焊料由锡、银、铜、铝、锌合金构成；无铅助焊剂由下述重量配比的物质组成有机羧酸及衍生物活性剂10-20％、高沸点溶剂10-15％、氟碳表面活性剂0.1-2％、缓蚀剂0.1-0.4％、水溶性树脂40-50％，其余为溶剂异丙醇、乙醇，或去离子水。本发明应用于无铅铝合金软钎焊，针对无铅焊料的特性和焊接工艺特点研制而成，其设计科学、配方合理、工艺性强，具有以下优点1.焊接残留低，板面干净，无松香类树脂残留；2.透锡性能好；3.润湿性好，无拉尖连焊现象；4.对现有的设备工艺适应性强。特别适用于铝合金漆包线、端子的无铅软钎焊。文档编号B23K35/22GK101244493SQ20081005248公开日2008年8月20日申请日期2008年3月21日优先权日2008年3月21日发明者于耀强,张建辉,韦铁良申请人:天津市瑞星高新技术发展公司