适用于SnBi系列焊锡膏用无卤助焊剂及制备方法
【专利摘要】适用于SnBi系列焊锡膏用无卤助焊剂及制备方法。本发明涉及一种焊锡膏用助焊剂的配方及制备工艺，作为SMT的助焊材料，属焊接材料【技术领域】。本助焊剂体系中的活性剂为联二丙酸和无卤有机酸，二者重量比为2～3∶1～3；溶剂为不同沸点的两种醚混合成，且沸点低于SnBi系列合金粉体的熔点；本助焊剂中各组分的质量百分比为，活性剂3.0%～8.0%、抗氧化剂1.0%～2.0%、润湿剂1.0%～3.0%、触变剂3.0%～10.0%、溶剂35.0%～45.0%、余量为成膜剂。本发明的助焊剂活性强、焊接性及储存稳定性好，解决了SnBi系列焊锡膏易氧化、焊点周围发黑。适用于SnBi系列焊锡膏产品。
【专利说明】适用于SnBi系列焊锡膏用无卤助焊剂及制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种焊锡膏用助焊剂的配方及制备工艺，作为SMT的助焊材料，属焊接材料【技术领域】。
【背景技术】
[0002]焊锡膏主要应用于表面安装技术(SMT)焊接，随着信息设备的发展，SMT已成为电子组装的主流技术，其中，使用SnBi系列焊锡膏的焊接也日益增加。另一方面，焊锡膏的好坏不仅取决于焊锡粉的质量，更取决于焊锡膏中助焊剂的性能，因而研究SnBi系列焊锡膏中助焊剂的配方及制备显得尤为重要。
[0003]焊锡膏用助焊剂种类繁多，其组分配比及适用性各不相同。SnBi系列焊锡膏由于其合金成分容易氧化，润湿性较差，焊后容易出现焊点发黑现象。另外，锡铋系列合金粉比目前所用的SnAgCu系列无铅合金粉的熔点低，助焊剂配方需要根据SnBi系列合金粉的特性进行调配。
【发明内容】
[0004]本发明的目的在于提供一种适用于SnBi系列合金粉的的无卤助焊剂及其制备方法，可克服以上现有技术提出的助焊剂缺陷，提供一种高稳定、适用性强的焊锡膏用助焊剂；本发明的另一目的是提供该助焊剂在焊锡膏产品中的应用。
[0005]为了达到以上目的，本发明采取以下技术方案:体系中的活性剂为联二丙酸和无卤有机酸，二者重量比为2?3:1?3 ;溶剂为不同沸点的两种醚混合成，且沸点低于SnBi系列合金粉体的熔点；本助焊剂中各组分的质量百分比为，活性剂3.0%?8.0%、抗氧化剂1.0%?2.0%、润湿剂1.0%?3.0%、触变剂3.0%?10.0%、溶剂35.0%?45.0%、余量为成膜剂。
[0006]所述的抗氧剂采用5-羟基水杨酸或3，4- 二羟基苯甲酸的一种。
[0007]所述的活性剂中的无卤有机酸为己二酸、丁二酸、衣康酸、丁二酸酐中的一种或多种；所述的溶剂为沸点120?138°C的醚与沸点190?210°C的醚的复配混合物，重量比为I?2:2?3。
[0008]所述的润湿剂为蓖麻油与聚氧乙基甘油醚，二者重量比为1.0:1.0?2.0。
[0009]所述的触变剂为改性蓖麻油触变剂与酰胺类触变剂的混合物，二者重量比为2?6:1
所述的成膜剂为氢化松香或水白松香与聚合松香的混合物，且重量比为2?3:1?2所述的SnBi系列焊锡膏用无卤助焊剂的制备步骤为:按配方量将混合的成膜剂加入反应釜中，在温度为120?130°C下熔融，然后加入混合的溶剂和抗氧化剂，温度保持在110°C?120°C，搅拌8?12分钟，再加入混合的活性剂和混合的润湿剂，搅拌8?12分钟，冷却物料到70°C?80°C，最后加入混合的触变剂，搅拌27?33分钟，冷却到室温即得本助焊剂产品。
[0010]本发明的上述SnBi系列焊锡膏用无卤助焊剂可进一步与Sn42Bi58、SnBi35Agl、SnBi57Agl、Sn64.7Bi35Ag0.3、SnBi30Cu0.5、SnBil7Cu0.5 等 SnBi 系列合金粉用于制备焊锡膏产品。
[0011]本发明的有益技术效果是:
①本发明的活性剂采用了以联二丙酸为主，复配其它多元无卤有机酸的活性体系，解决了 SnBi系列合金粉焊接性差的问题。
[0012]②含有5-羟基水杨酸或3，4- 二羟基苯甲酸抗氧剂。该抗氧剂具有一定的活性，可以促进SnBi系列合金的焊接性。另外，在焊接过程中如果遇到氧气，结构中的羟基会氧化成羰基，这不仅保护了 SnBi系列合金的氧化，而且其活性通过羰基得到进一步加强。解决了 SnBi系列合金粉焊接性差，焊后焊点发黑现象。
[0013]③优选适用于低熔点SnBi系列合金粉体的溶剂体系，由于SnBi系列合金的熔点在138°C?180°C，通过沸点温度在120?138°C的醚与190?210°C的醚的复配，溶剂在整个焊接过程中不易过早挥发，直到焊接完成后，溶剂完全挥发，从而使焊锡膏保持良好的保湿性及焊接性。
[0014]总之，本发明通过以上创新的助焊剂可以制备适用于Sn42Bi58、SnBi35Agl、SnBi57Agl、Sn64.7Bi35Ag0.3、SnBi30Cu0.5、SnBil7Cu0.5 等 SnBi 系列合金粉的焊锡膏产品O
【具体实施方式】
[0015]实施例1:按以下重量比准备原料:氢化松香30.0%、聚合松香15.0%、乙二醇单乙醚10.0%、二丙二醇甲醚28.0%、联二丙酸3.0%、己二酸2.0%、5_羟基水杨酸1.5%、蓖麻油1.5%、聚氧乙基甘油1.5%、ST 5.0%、十二羟基硬脂酸酰胺2.5%。
[0016]具体制备方法:
I)在一个反应器中熔融普通氢化松香，温度为120°C?130°C。
[0017]2)将溶剂缓慢加入熔融松香中，温度保持在110°C?120°C，搅拌10分钟，再加入活性剂和表面活性剂，搅拌10分钟。
[0018]3)冷却物料到70°C?80°C，最后加入触变剂，搅拌30分钟。
[0019]4)冷却到室温即得本发明的助焊剂。
[0020]实施例2:按以下重量比准备原料:水白松香25.0%、聚合松香20.0%、二丙二醇单甲醚15.0%、二乙二醇甲醚25.0%、联二丙酸2.5%、丁二酸2.5%、5_羟基水杨酸1.0%、蓖麻油1.0%、聚氧乙基甘油1.5%、ST 5.5%、十二羟基硬脂酸酰胺1.0%。
[0021]具体制备方法与实施例1相同。
[0022]实施例3:按以下重量比准备原料:水白松香30.0%、聚合松香15.0%、乙二醇单甲醚15.0%、二乙二醇(单)乙醚25.0%、联二丙酸3%、衣康酸1.0%、3，4- 二羟基苯甲酸1.0%、蓖麻油1.5%、聚氧乙基甘油1.0%、ST 5.5%、十二羟基硬脂酸酰胺2.0%。
[0023]具体制备方法与实施例1相同。
[0024]实施例4:按以下重量比准备原料:氢化松香25.0%、聚合松香20.0%、乙二醇单乙醚15.0%、二丙二醇二甲醚25.0%、联二丙酸2.5%、丁二酸酐2.5%、3，4-二羟基苯甲酸1.5%、蓖麻油1.0%、聚氧乙基甘油1.0%、ST 5.0%、十二羟基硬脂酸酰胺1.5%。
[0025]具体制备方法与实施例1相同。
[0026]本发明的其它实施例还可通过权利要求书及说明书的参数范围进行配制，另夕卜，通过本发明的方案所制备出的无卤助焊剂可生产Sn42Bi58、SnBi35Agl、SnBi57Agl、Sn64.7Bi35Ag0.3、SnBi30Cu0.5、SnBil7Cu0.5等SnBi系列焊锡膏产品，其产品活性强、焊接性及储存稳定性好，解决了 SnBi系列焊锡膏易氧化、焊点周围发黑。减少了由于种类的SnBi系列焊锡膏在生产过程中需要更换助焊剂带来的不便，简化了生产流程。
【权利要求】
1.一种SnBi系列焊锡膏用无卤助焊剂，其特征是:体系中的活性剂为联二丙酸和无卤有机酸，二者重量比为2?3:1?3 ;溶剂为不同沸点的两种醚混合成，且沸点低于SnBi系列合金粉体的熔点；本助焊剂中各组分的质量百分比为，活性剂3.0%?8.0%、抗氧化剂1.0%?2.0%、润湿剂1.0%?3.0%、触变剂3.0%?10.0%、溶剂35.0%?45.0%、余量为成膜剂。
2.根据权利要求1所述的SnBi系列焊锡膏用无卤助焊剂，其特征是:抗氧剂采用5-羟基水杨酸或3，4- 二羟基苯甲酸的一种。
3.根据权利要求2所述的SnBi系列焊锡膏用无卤助焊剂，其特征是:活性剂中的无卤有机酸为己二酸、丁二酸、衣康酸、丁二酸酐中的一种或多种；溶剂为沸点120?138°C的醚与沸点190?210°C的醚的复配混合物，重量比为1?2:2?3。
4.根据权利要求2所述的SnBi系列焊锡膏用无卤助焊剂，其特征是:润湿剂为蓖麻油与聚氧乙基甘油醚，二者重量比为1.0:1.0?2.0。
5.根据权利要求2所述的SnBi系列焊锡膏用无卤助焊剂，其特征是:触变剂为改性蓖麻油触变剂与酰胺类触变剂的混合物，二者重量比为2?6:1。
6.根据权利要求2所述的SnBi系列焊锡膏用无卤助焊剂，其特征是:成膜剂为氢化松香或水白松香与聚合松香的混合物，且重量比为2?3:1?2。
7.—种以上权利要求所述的SnBi系列焊锡膏用无卤助焊剂制备方法，其特征是步骤为:按配方量将混合的成膜剂加入反应釜中，在温度为120?130°C下熔融，然后加入混合的溶剂和抗氧化剂，温度保持在110°C?120°C，搅拌8?12分钟，再加入混合的活性剂和混合的润湿剂，搅拌8?12分钟，冷却物料到70°C?80°C，最后加入混合的触变剂，搅拌27?33分钟，冷却到室温即得本助焊剂产品。
8.—种以上权利要求所述的SnBi系列焊锡膏用无卤助焊剂在制备适用于Sn42Bi58、SnBi35Agl、SnBi57Agl、Sn64.7Bi35Ag0.3、SnBi30Cu0.5、SnBil7Cu0.5 合金粉的焊锡膏产品的应用。
【文档编号】B23K35/362GK104308395SQ201410573722
【公开日】2015年1月28日 申请日期:2014年10月24日 优先权日:2014年10月24日
【发明者】秦俊虎, 白海龙, 刘宝权, 古列东, 吕金梅, 赵玲彦, 邓勇, 段雪霖, 孙萍, 肖飞, 武信 申请人:云南锡业锡材有限公司