专利名称：一种水清洗低温焊膏及其制备方法
技术领域：
本发明属电子、化学工业技术领域，尤其涉及一种水清洗低温焊膏及其制备方法。
背景技术：
电子元器件及组装工艺所需要的软钎焊膏大多为松香卤素型的，在焊接完成后， 需要用专用的清洗剂——氯氟烃类溶剂进行清洗，若清洗不干净，会造成电子元器件及线路的腐蚀，焊接质量难以保证，同时也会污染环境。20世纪80年代起，国外先进工业国家开始研制水清洗焊膏，用于高可靠电子元器件的焊接，以满足商业、军事用途。国内电子封装和组装行业使用的软钎焊膏主要依赖进口，且为松香卤素型的，供货周期长，定货量受制约，电子元器件的焊接质量得不到保证。
发明内容
本发明的目的是提供一种水清洗低温焊膏，该焊膏可适宜多种焊接工艺，不含卤素，无腐蚀性，焊后残留物少。本发明的另一目的是提供该水清洗低温焊膏的制备方法。为实现上述目的，本发明采取以下设计方案一种水清洗低温焊膏，按重量百分比由以下组分组成焊锡合金粉 85% 90%;助焊剂10% 15% ；上述组分总量 100%。其中的焊锡合金粉，按重量百分比，由36 % 44 %的Pb、18 % 22 %的Bi和余量 Sn组成，上述组分总量100% ；其中的助焊剂，按重量百分比，由2% 10%的活性剂、 10%的成膏剂、 20% 30%的润湿剂、2% 10%的触变剂、50% 70%的溶剂混合而成；所述活性剂为苹果酸、乙醇酸、氨基酸、酒石酸、芥酸、衣康酸中的至少一种；所述成膏剂为羟乙基纤维素、聚乙醇2000、聚乙醇4000、聚乙醇6000中的至少一种；所述润湿剂为二甲基烷基甜菜碱、椰子油酰胺丙基甜菜碱中的至少一种；所述触变剂为氢化蓖麻油、改性氢化蓖麻油和蜂蜡中的至少一种；所述溶剂为山梨糖醇、甘油、乙二醇、丁二醇、2-丁氧基乙醇、二甘醇二乙醚、二丙二醇中的至少一种。一种制备水清洗低温焊膏的方法，该方法包括下述步骤步骤1:焊锡合金熔炼按重量百分比，分别取36%的此、2%的Bi和余量Sn，上述组分总量100%，将各组分混合，熔炼得合金；步骤2 焊锡合金粉制备
采用雾化法，以氮气作为雾化气体，将步骤1制得的合金置于压力为0. 5MPa 1. OMPa，温度为380°C 420°C的条件下，雾化制得合金粉末，将该合金粉末，通过筛选，制得粒度在25um 50um的焊锡合金粉；步骤3 助焊剂制备按重量百分比，分别取2% 10%的活性剂、 10%的成膏剂、20% 30%的润湿剂、2% 10%的触变剂、50% 70%的溶剂，各组分总量100%，将活性剂、成膏剂、润湿剂、触变剂加至溶剂中，加热搅拌，待完全溶解后，混合均勻，静置，制得助焊剂；步骤4 焊膏制备按重量百分比，分别取步骤2制得的焊锡合金粉85% 90%和步骤3制得的助焊剂10% 15%，混合均勻，即制得水清洗低温焊膏。本发明水清洗低温焊膏设计科学、配比合理、制备工艺简单，可适宜多种焊接工艺。该焊膏不含卤素、无腐蚀性，焊后残留物少，可用无需皂化的水清洗，清洗后绝缘电阻高ο本发明的优点是1、本发明方法制造的水清洗低温焊膏适宜多种焊接工艺，包括电子元器件、表面贴装元器件和电子电路装联特殊焊接工艺。2、本发明方法制造的水清洗低温焊膏熔点低，焊接速度快，缩短了对耐热性差的电子元器件的焊接时间，不易损伤元器件。3、本发明方法制造的水清洗低温焊膏的焊接工艺性好，具有良好的润湿性、流动性，焊缝缺陷少，可靠性高。4、焊接清洗后的本发明方法制造的水清洗低温焊膏绝缘电阻高，保证了电子产品的使用安全。5、使用本发明方法制造的水清洗低温焊膏，焊后清洗工艺简单，用冷水或温水均能洁净焊后残余物，成本低、无腐蚀、无毒、无污染。
具体实施例方式下面将结合具体配料计算的实施例对本发明水清洗低温焊膏及其制备方法作进一步描述。实施例1 步骤1 焊锡合金熔炼按重量百分比，分别取36% 44%的Pb、18% 22%的Bi和余量Sn，各组分总量 100%，将各组分混合，熔炼得合金；步骤2 焊锡合金粉制备采用雾化法，以氮气作为雾化气体，将步骤1制得的合金置于压力位0. 5MPa 1. OMPa，温度为380°C 420°C的条件下，雾化制得合金粉末，将该合金粉末，通过筛选，制得粒度在25um 50um的焊锡合金粉；步骤3 助焊剂制备按重量百分比，分别取6%的苹果酸、4%的羟乙基纤维素、20%的二甲基烷基甜菜碱、5 %的氢化蓖麻油、55 %的甘油、10 %的山梨糖醇，各组分总量100 %，将苹果酸、羟乙基
4纤维素、二甲基烷基甜菜碱、氢化蓖麻油、山梨糖醇加至甘油中，加热至60°C 70°C搅拌， 待完全溶解后，混合均勻，静置，制得助焊剂；步骤4:焊膏制备按重量百分比，分别取步骤2制得的焊锡合金粉85%和步骤3制得的助焊剂 15%，混合均勻，即制得水清洗低温焊膏。实施例2 步骤1、步骤2同实施例1，不同点在于步骤3助焊剂的制备及步骤4焊膏的制备。按重量百分比，分别取8%的苹果酸、3%的羟乙基纤维素、20%的二甲基烷基甜菜碱、4%的氢化蓖麻油、55 %的甘油、10 %的山梨糖醇，各组分总量100 %，将苹果酸、羟乙基纤维素、二甲基烷基甜菜碱、氢化蓖麻油、山梨糖醇加至甘油中，加热搅拌，待完全溶解后， 混合均勻，静置，制得助焊剂；步骤4 焊膏制备按重量百分比，分别取步骤2制得的焊锡合金粉88 %和步骤3制得的助焊剂 12%，混合均勻，即制得水清洗低温焊膏。实施例3 步骤1、步骤2同实施例1，不同点在于步骤3助焊剂的制备及步骤4焊膏的制备。步骤3 助焊剂制备按重量百分比，分别取7%的苹果酸、6%的羟乙基纤维素、20%的二甲基烷基甜菜碱、4%的氢化蓖麻油、55 %的甘油、8 %的山梨糖醇，各组分总量100 %，将苹果酸、羟乙基纤维素、二甲基烷基甜菜碱、氢化蓖麻油、山梨糖醇加至甘油中，加热搅拌，待完全溶解后，混合均勻，静置，制得助焊剂；步骤4 焊膏制备按重量百分比，分别取步骤2制得的焊锡合金粉87%和步骤3制得的助焊剂 13%，混合均勻，即制得水清洗低温焊膏。实施例4 步骤1、步骤2同实施例1，不同点在于步骤3助焊剂的制备及步骤4焊膏的制备。步骤3 助焊剂制备按重量百分比，分别取2%的苹果酸、8%的羟乙基纤维素、30%的二甲基烷基甜菜碱、10 %的氢化蓖麻油、45 %的甘油、5 %的山梨糖醇，各组分总量100 %，将苹果酸、羟乙基纤维素、二甲基烷基甜菜碱、氢化蓖麻油、山梨糖醇加至甘油中，加热搅拌，待完全溶解后， 混合均勻，静置，制得助焊剂；步骤4 焊膏制备按重量百分比，分别取步骤2制得的焊锡合金粉90%和步骤3制得的助焊剂 10%，混合均勻，即制得水清洗低温焊膏。实施例5 步骤1、步骤2同实施例1，不同点在于步骤3助焊剂的制备及步骤4焊膏的制备。步骤3 助焊剂制备按重量百分比，分别取10%的苹果酸、10%的羟乙基纤维素、10%的二甲基烷基甜菜碱、8 %的氢化蓖麻油、54%的甘油、8 %的山梨糖醇，各组分总量100 %，将苹果酸、羟乙基纤维素、二甲基烷基甜菜碱、氢化蓖麻油、山梨糖醇加至甘油中，加热搅拌，待完全溶解后， 混合均勻，静置，制得助焊剂；步骤4 焊膏制备按重量百分比，分别取步骤2制得的焊锡合金粉86%和步骤3制得的助焊剂 14%，混合均勻，即制得水清洗低温焊膏。上述实施例中仅仅举出本发明水清洗低温焊膏部分的实施例，在上述本发明的技术方案中所述的活性剂苹果酸还可以由乙醇酸、氨基酸、酒石酸、芥酸、衣康酸替代，或用上述的活性剂两种以上的组合，无论是一种还是多种，它们的总量应在助焊剂材料中占为 2 % 10 %的重量百分比。所述的成膏剂羟乙基纤维素还可以由聚乙醇2000、聚乙醇4000、 聚乙醇6000替代，或用上述的成膏剂两种以上的组合，无论是一种还是多种，它们的总量应在助焊剂材料中占为 10%的重量百分比。所述的润湿剂二甲基烷基甜菜碱可以由椰子油酰胺丙基甜菜碱替代，或用上述两种润湿剂的组合，无论是一种还是两种，它们的总量应在助焊剂材料中占为20% 30%的重量百分比。所述的触变剂氢化蓖麻油还可以由改性氢化蓖麻油和蜂蜡替代，或用上述的触变剂两种以上的组合，无论是一种还是多种， 它们的总量应在助焊剂材料中占为2% 10%的重量百分比。上述实施例中，本发明采用了两种溶剂甘油和山梨糖醇，这两种溶剂同时使用的效果较佳，当然，亦可只用其中的一种，还可是乙二醇、丁二醇、2- 丁氧基乙醇、二甘醇二乙醚、二丙二醇中的一种，或所有这些溶剂中的两种或多种组合使用，无论是一种还是多种，它们的总量应在助焊剂材料中占为 50% 70%的重量百分比。此处不再一一列举，故以上的说明所包含的技术方案应视为例示性，而非用以限制本发明申请专利的保护范围。
权利要求
1.一种水清洗低温焊膏，其特征在于其组分及其重量百分比为焊锡合金粉85% 90% ；助焊剂10% 15% ；其中，所述的焊锡合金粉，按重量百分比，由36% 44%的此、18% 22%的Bi和余量Sn 组成，各组分总量100% ；所述的助焊剂，按重量百分比，由以下原料制成2% 10%的活性剂、 10%的成膏剂、20% 30%的润湿剂、2% 10%的触变剂、50% 70%的溶剂混合而成，各组分总量 100%。
2.根据权利要求1所述的水清洗低温焊膏，其特征在于所述的活性剂为苹果酸、乙醇酸、氨基酸、酒石酸、芥酸和衣康酸中的至少一种；所述的成膏剂为羟乙基纤维素、聚乙醇 2000、聚乙醇4000和聚乙醇6000中的至少一种；所述的润湿剂为二甲基烷基甜菜碱和椰子油酰胺丙基甜菜碱中的至少一种；所述的触变剂为氢化蓖麻油、改性氢化蓖麻油和蜂蜡中的至少一种；所述的溶剂为山梨糖醇、甘油、乙二醇、丁二醇、2-丁氧基乙醇、二甘醇二乙醚和二丙二醇中的至少一种。
3.根据权利要求1所述的水清洗低温焊膏，其特征在于所述的活性剂为苹果酸；所述的成膏剂为羟乙基纤维素；所述的润湿剂为二甲基烷基甜菜碱；所述的触变剂为氢化蓖麻油。
4.根据权利要求1或3所述的水清洗低温焊膏，其特征在于所述的溶剂为甘油和山梨糖醇。
5.一种制备权利要求1所述的水清洗低温焊膏的方法，该方法包括下列步骤1)按重量百分比，分别取36% 44%的Pb、18% 22%的Bi和余量Sn，上述组分总量100%，将各组分混合，熔炼得合金；2)采用雾化法，以氮气作为雾化气体，将步骤1制得的合金置于380°C 420°C温度及 0. 5MPa 1. OMPa定压力条件下，雾化制得粒度在25um 50um的焊锡合金粉；3)按重量百分比，分别取2% 10%的活性剂、 10%的成膏剂、20% 30%的润湿剂、2% 10%的触变剂、50% 70%的溶剂，各组分总量100%，将活性剂、成膏剂、润湿剂和触变剂加至溶剂中，加热至60°C 70°C搅拌，待完全溶解后，混合均勻，静置，制得助焊剂；4)按重量百分比，分别取步骤2制得的焊锡合金粉85% 90%和步骤3制得的助焊剂 10 % 15 %，完全溶解后至混合均勻，即制得水清洗低温焊膏。
6.根据权利要求5所述的水清洗低温焊膏的制备方法，其特征在于所述的活性剂为苹果酸、乙醇酸、氨基酸、酒石酸、芥酸和衣康酸中的至少一种；所述的成膏剂为羟乙基纤维素、聚乙醇2000、聚乙醇4000和聚乙醇6000中的至少一种；所述的润湿剂为二甲基烷基甜菜碱和椰子油酰胺丙基甜菜碱中的至少一种；所述的触变剂为氢化蓖麻油、改性氢化蓖麻油和蜂蜡中的至少一种；所述的溶剂为山梨糖醇、甘油、乙二醇、丁二醇、2-丁氧基乙醇、二甘醇二乙醚和二丙二醇中的至少一种。
7.根据权利要求5所述的水清洗低温焊膏的制备方法，其特征在于所述的溶剂为甘油和山梨糖醇。
全文摘要
本发明公开了一种水清洗低温焊膏及其制备方法，该焊膏的组分及其重量百分比为焊锡合金粉85％～90％；助焊剂10％～15％；其中的焊锡合金粉，按重量百分比，由36％～44％的Pb、18％～22％的Bi和余量Sn组成；助焊剂按重量百分比，由2％～10％的活性剂、1％～10％的成膏剂、20％～30％的润湿剂、2％～10％的触变剂、50％～70％的溶剂混合而成各组分总量100％。该焊膏可适宜多种焊接工艺，焊接速度快，不易损伤元器件，不含卤素，无腐蚀性，焊后残留物少。
文档编号B23K35/26GK102398122SQ201010278010
公开日2012年4月4日 申请日期2010年9月8日 优先权日2010年9月8日
发明者李刚 申请人:北京有色金属与稀土应用研究所