专利名称：一种焊膏组合物、焊膏及一种助焊剂的制作方法
技术领域：
本发明具体的涉及一种焊膏组合物、焊膏及一种助焊剂。
背景技术：
焊膏是由合金粉末和糊状助焊剂载体均勻混合的膏状焊料，是表面组装再流焊工 艺的必需材料。目前比较常用的合金焊粉有Sn-Ag系，Sn-Pb系，Sn-Sb系，Sn-Cu系，Sn-Bi 系，Sn-Ag-Cu系合金等。而助焊剂通常由树脂、触变剂、活化剂、溶剂和其他添加剂所组成。 助焊剂是净化金属表面，提高润湿性，防止焊料氧化和保证焊膏质量以及优良工艺的关键 材料，其组成对焊膏的存贮寿命有较大影响。焊膏在存放期间会随着时间推移而硬化或凝固，通常用硬化或凝固的速度来衡量 焊膏的存贮稳定性，硬化或凝固得越慢则存贮稳定性越好，反之则越差。现有焊膏中将有机酸类或有机胺类小分子或含卤化合物用作活化剂，该有机酸类 或有机胺类小分子会在焊膏存放期间与焊粉发生作用，从而影响焊膏的流变及其他性能， 显著降低了焊膏的存贮稳定性。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是为了克服现有的焊膏中的活化剂会在焊膏存放期 间与焊粉发生作用，从而降低了焊膏的存贮稳定性的缺陷，而提供了一种助焊剂，一种焊膏 组合物及一种焊膏。本发明的焊膏在焊接性能良好的同时仍然具有很高的存贮稳定性。本发明人经过深入研究发现通过在助焊剂中引入长链硫醇和/或有机螯合剂， 可以使之在与合金焊粉混合后于焊粉颗粒的表面形成单分子膜，从而阻止合金焊粉和助焊 剂中活化剂的作用，可显著的提高焊膏的存贮稳定性。推测其作用机理如下将含有长链硫 醇和/或有机螯合剂的助焊剂与合金焊粉进行混合的过程中，长链硫醇或者有机螯合剂可 以与合金焊粉颗粒的表面形成化学键合，通过自组装形成单分子膜，进而减缓助焊剂与合 金焊粉之间的作用。该单分子膜可以在室温下稳定存在以确保焊膏的存贮稳定性，而在高 温回流过程中可以分解或挥发，不会影响焊膏的焊接性能，因此使焊膏同时具备优异的存 贮稳定性和焊接性。因此，本发明涉及一种助焊剂，其包含树脂、触变剂、活化剂、溶剂，以及长链硫醇 和/或有机螯合剂。本发明中，所述的长链硫醇为带有-SH基团的链长大于或等于7个碳的化合物，较 佳的选自通式R(CH2)nSH中的一种或多种，其中R为甲基、羧基、羟基、甲酰基或者酰胺基，η 为7 21，优选12 18 ；更佳的，所述的长链硫醇为己硫醇、辛硫醇、癸硫醇、十二硫醇和 十八硫醇等中的一种或多种。本发明中，所述的有机螯合剂较佳的为邻二氮杂菲类螯合剂，更佳的为1，10_邻 二氮杂菲、2，9- 二甲基-4，7- 二苯基-1，10-菲啰啉、4，7- 二甲基-1，10-邻二氮杂菲和4， 7- 二苯基-1，10-邻二氮杂菲中的一种或多种。
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本发明中，所述的长链硫醇和/或有机螯合剂的含量以可在合金焊粉颗粒表面形 成单分子保护膜，同时不影响焊膏其他性能的量为宜，较佳的为助焊剂的0. 2 10wt%，更 佳的为0. 5 5wt%。当用量低于0. 2wt%，虽然在合金焊粉颗粒的表面能形成单分子膜， 但单分子膜不够完整，因而不能较好的达到保护合金焊粉的效果；而当用量高于10wt%， 会影响到活化剂的添加量，进而影响焊膏的其他性能，如焊接性能或印刷性能等。本发明中，所述的树脂为本领域助焊剂中常规使用的树脂，一般为松香类树脂，较 佳的为松香、酸改性松香、氢化松香、歧化松香和聚合松香中的一种或多种。树脂的含量可 为本领域常规量，较佳的为助焊剂的10 60wt%，更佳的为30 55wt%。本发明中，所述的触变剂为本领域助焊剂中常规使用的触变剂，即能使助焊剂产 生触变现象的助剂，较佳的为聚酰胺类、氢化蓖麻油类和酰胺改性的氢化蓖麻油类等中的 一种或多种。触变剂的含量可为本领域常规量，较佳的为助焊剂的1 10wt%。本发明中，所述的活化剂为本领域助焊剂中常规使用的活化剂，即用来除去焊锡 粉表面氧化层从而达到焊接目的的助剂，较佳的为含卤化合物、有机酸和有机胺类化合物 中一种或多种。活化剂的含量可为本领域常规量，较佳的为助焊剂的0. 5 30wt%。本发明中，所述的溶剂为本领域助焊剂中常规使用的溶剂，较佳的为二元醇单醚 和/或二元醇双醚类溶剂，如二乙二醇单己醚和/或聚乙二醇双丁醚等。溶剂的含量可为 本领域常规量，较佳的为助焊剂的10 60wt%。本发明的助焊剂还可含有本领域其他常规添加剂，如增塑剂和/或抗氧化剂等。根据需要，本发明所述的助焊剂可为所有成分混合的一组分形式，也可为各成分 独立或将各成分分成若干组的多组分套装形式。本发明中，所述的助焊剂可按本领域常规方法制备，如将各成分按比例加热混合 即可。本发明还涉及一种焊膏组合物，其包含上述助焊剂和合金焊粉，所述的合金焊粉 为无铅焊粉或有铅焊粉。其中，所述的助焊剂与合金焊粉的体积比较佳的为0.8 1 1. 2 1。所述的无铅焊粉较佳的为Sn-Ag-Cu系、Sn-Ag系、Sn-Cu系、Sn-Si系或Sn-Bi系 合金；所述的有铅焊粉较佳的为Sn-Pb系合金。所述的合金焊粉较佳的为球形粉末，粒径大 小较佳的为1 45 μ m。本发明中，所述的焊膏组合物为各成分独立或将各成分分成若干组的多组分套装 形式，其中，长链硫醇和/或有机螯合剂成分，与合金焊粉不共存于同一组分。例如，所述的 焊膏组合物为包括助焊剂和合金焊粉的二组分套装形式。再如，所述的焊膏组合物为包括 长链硫醇和/或有机螯合剂、除此外助焊剂中其他的成分，以及合金焊粉的三组分形式。本发明还涉及一种焊膏，其为上述焊膏组合物中所有成分的混合物。本发明的焊膏中，合金焊粉的颗粒表面覆盖有单分子膜，该单分子膜即由长链硫 醇或有机螯合剂中的一种或多种自组装形成。本发明的焊膏还可含有本领域常规的添加剂，如增塑剂和/或抗氧化剂等。本发明的焊膏可由下述制备方法制得将上述助焊剂与合金焊粉按体积比进行混 合，即可。本发明中，所述的焊膏产品一般在0 5°C保存，存贮稳定性能最佳。由本发明的效果实施例可以看出，本发明的焊膏在30°C存贮4天的条件下其粘度变化小于士6%。而通常的焊膏在相同条件下粘度增加了 84. 1%。这说明本发明的焊膏具 有优异的存贮稳定性。除特殊说明外，本发明涉及的原料和试剂均市售可得。本发明的积极进步效果在于与现有的焊膏相比，本发明的焊膏的存贮稳定性显 著提高，具有更佳的存储性能，与此同时保持了良好的焊接性能；并且本发明焊膏的制备步 骤简单。
具体实施例方式下面用实施例来进一步说明本发明，但本发明并不受其限制。下述实施例给出了助焊剂和焊膏的配方，助焊剂和焊膏的具体制备方法均如下所 述助焊剂的制备将本发明中的溶剂、树脂、活化剂、触变剂按比例加入到不锈钢反 应釜中，在100-150°C加热搅拌，直到完全溶解，迅速冷却，补充部分挥发的溶剂部分，密闭
放置备用。焊膏的制备将11. 5%比例的助焊剂和88. 5%比例的合金焊粉放入双行星搅拌 器中室温搅拌均勻，500g锡膏罐分装。实施例1本实施例中，合金焊粉为Sn-3. OAg-O. 5Cu，含量为88. 5wt% ；含长链硫醇或有机螯 合剂的助焊剂，含量为11. 5wt%。助焊剂的具体配方如下松香50wt%二甘醇己醚40wt%丁二酸1.00wt%二苯胍氢溴酸盐 2. OOwt %邻二氮杂菲1.00wt%脂肪酸酰胺蜡6. OOwt %总计100%实施例2本实施例中，合金焊粉为Sn-3. OAg-O. 5Cu，含量为88. 5wt% ；含长链硫醇或有机螯 合剂的助焊剂，含量为11. 5wt%。助焊剂的具体配方如下松香50wt%二甘醇己醚40wt%丁二酸1.00wt%二苯胍氢溴酸盐 2. OOwt %十二硫醇1.00wt%脂肪酸酰胺蜡6. OOwt %总计100%实施例3
本实施例中，合金焊粉为Sn-3. OAg-O. 5Cu，含量为88. 5wt% ；含长链硫醇或有机螯 合剂的助焊剂，含量为11. 5wt%。助焊剂的具体配方如下松香50wt%二甘醇己醚40wt%丁二酸1.00wt%二苯胍氢溴酸盐2. OOwt %十八硫醇1.00wt%脂肪酸酰胺蜡6. OOwt %总计100%对比实施例本实施例中，合金焊粉为Sn-3. OAg-O. 5Cu，含量为88. 5wt% ；不含长链硫醇或有机 螯合剂的助焊剂，含量为11.5Wt%。具体配方如下松香50wt%二甘醇己醚41wt%丁二酸1.00wt%二苯胍氢溴酸盐2. OOwt %脂肪酸酰胺蜡6. OOwt %总计100%效果实施例对比实施例和本发明的实施例制得的焊膏的存贮稳定性和焊接润湿 性实验Malcom 粘度用Malcom P⑶-201粘度计分别测得储存前后的粘度，将IOrpm的粘度进行比较来
表征粘度变化。粘度变化％ =(储存后IOrpm粘度-储存前IOrpm粘度)/储存前IOrpm粘度将上述实施例中制得的焊膏300C下存贮4天后，利用Malcom黏度检测其存贮稳定 性。其测试及比较结果如表1所示表 权利要求
1.一种助焊剂，其特征在于其包含树脂、触变剂、活化剂、溶剂，以及长链硫醇和/或 有机螯合剂。
2.如权利要求1所述的助焊剂，其特征在于所述的长链硫醇为选自通式R(CH2)nSH中 的一种或多种，其中R为甲基、羧基、羟基、甲酰基或者酰胺基，η为7 21。
3.如权利要求2所述的助焊剂，其特征在于所述的长链硫醇为选自通式R(CH2)nSH中 的一种或多种，其中R为甲基、羧基、羟基、甲酰基或者酰胺基，η为12 18。
4.如权利要求3所述的助焊剂，其特征在于所述的长链硫醇为己硫醇、辛硫醇、癸硫 醇、十二硫醇和十八硫醇中的一种或多种。
5.如权利要求1所述的助焊剂，其特征在于所述的有机螯合剂为邻二氮杂菲类螯合剂。
6.如权利要求5所述的助焊剂，其特征在于所述的有机螯合剂为1，10_邻二氮杂菲、 2,9- 二甲基-4，7- 二苯基-1，10-菲啰啉、4，7- 二甲基-1，10-邻二氮杂菲和4，7- 二苯 基-1，10-邻二氮杂菲中的一种或多种。
7.如权利要求1所述的助焊剂，其特征在于所述的长链硫醇和/或有机螯合剂的含 量为助焊剂的0.2 IOwt%。
8.如权利要求7所述的助焊剂，其特征在于所述的长链硫醇和/或有机螯合剂的含 量为助焊剂的0. 5 5wt%。
9.如权利要求1所述的助焊剂，其特征在于所述的树脂为松香、酸改性松香、氢化松 香、歧化松香和聚合松香中的一种或多种；所述的树脂的含量为助焊剂的10 60wt%。
10.如权利要求1所述的助焊剂，其特征在于所述的触变剂为聚酰胺类、氢化蓖麻油 类和酰胺改性的氢化蓖麻油类中的一种或多种；触变剂的含量为助焊剂的1 10wt%。
11.如权利要求1所述的助焊剂，其特征在于所述的活化剂为含卤化合物、有机酸和 有机胺类化合物中一种或多种；活化剂的含量为助焊剂的0. 5 30wt%。
12.如权利要求1所述的助焊剂，其特征在于所述的溶剂为二元醇单醚和/或二元醇 双醚类溶剂；溶剂的含量为助焊剂的10 60wt%。
13.如权利要求11所述的助焊剂，其特征在于所述的溶剂为二乙二醇单己醚和/或 聚乙二醇双丁醚。
14.一种焊膏组合物，其特征在于其包含权利要求1 13任一项所述的助焊剂以及 合金焊粉，所述的合金焊粉为无铅焊粉或有铅焊粉。
15.如权利要求14所述的焊膏组合物，其特征在于所述的助焊剂与合金焊粉的体积 比为 0. 8 1 1. 2 1。
16.如权利要求14所述的焊膏组合物，其特征在于所述的合金焊粉为球形粉末，粒径 大小为1 45 μ m。
17.如权利要求14所述的焊膏组合物，其特征在于所述的无铅焊粉为Sn-Ag-Cu系、 Sn-Ag系、Sn-Cu系、Sn-Zn系或Sn-Bi系合金；所述的有铅焊粉为Sn-Pb系合金。
18.一种焊膏，其特征在于其为权利要求14 17任一项所述的焊膏组合物中所有成 分的混合物。
全文摘要
本发明公开了一种助焊剂，其包含树脂、触变剂、活化剂、溶剂以及长链硫醇和/或有机螯合剂。本发明还公开了一种焊膏组合物，其包含上述助焊剂和合金焊粉。本发明还公开了一种焊膏，本发明的焊膏在焊接性能良好的同时仍然具有很高的存贮稳定性。
文档编号B23K35/36GK102107340SQ20091021513
公开日2011年6月29日 申请日期2009年12月24日 优先权日2009年12月24日
发明者吕道强, 杨慧英 申请人:汉高股份有限及两合公司