一种球形铅锡合金焊粉的制备方法与流程

本申请涉及合金焊粉领域，更具体地说，它涉及一种球形铅锡合金焊粉的制备方法。

背景技术：

1、现代化的电子产品趋于小型化和轻量化的使用需求，电子行业对基板和电子封装技术提出了更高的要求，现如今面板原件通常采用网印刷的方式代替传统的插接方式，这也对微电子铅锡基焊粉材料提出了更广泛、更严格的要求，铅锡基合金焊粉材料还可用于航空航天以及3d打印技术等特殊领域。

2、铅锡基合金焊粉具粒径小、高表面能和高比表面积的特性，因此制备完成的很容易被空气中的氧气氧化，在铅锡基合金焊粉的颗粒表面出现氧化层，在焊接或使用的过程中容易出现锡珠，当铅锡基合金焊粉制成焊膏后，焊剂中的活性物质容易和铅锡基合金焊粉的氧化层发生反应，影响焊膏的使用，为铅锡基合金焊粉的储藏和使用带来了很大的不利。

技术实现思路

1、为了提高球形铅锡合金焊粉的抗氧化性，本申请提供一种球形铅锡合金焊粉的制备方法。

2、一种球形铅锡合金焊粉的制备方法，包括以下步骤：

3、s1.金属原料预处理：

4、铅、锡和其它金属为金属原料，金属原料混合均匀后，加入活化剂中，搅拌均匀，过滤分离，水洗，干燥后，得到预处理金属原料；

5、s2.预制合金棒材：

6、将预处理的金属原料混合充分后，熔融，倒模，制得合金棒材；

7、s3.等离子旋转电极雾化法制备合金焊粉：

8、将合金棒材旋转装入雾化室，对雾化室进行抽真空，雾化室中保护气温度控制在240-270℃，当雾化室内保护气分布均匀后，启动冷却系统；

9、接着启动旋转电极制粉设备，驱动合金棒材旋转，当转速达到16000r/min-19000r/min后，启动等离子枪电源，等离子枪电流为1200-1400a，电压30-60v，合金棒材与等离子枪间产生高温等离子弧，合金棒材端面产生的微小液滴落入冷却系统后，凝固成铅锡合金粉末；

10、s4.铅锡合金粉末包覆处理：

11、将铅锡合金粉末加入硬脂酸、聚乙二醇和聚乙烯吡咯烷酮混合液中，在真空条件150r/min-180r/min转速下搅拌8-12min后，真空干燥，得到铅锡合金焊粉后，收集真空保存。

12、通过采用本申请的上述技术方案，采用等离子旋转电极雾化法制备铅锡合金焊粉，制备出的铅锡合金焊粉具有较高的球形度，较低含氧量的特点，金属原料的预处理步骤，可以提高铅、锡及其它金属的表面活化能，使等离子旋转电极雾化法制备出的球形铅锡合金焊粉具有粒径小，分布均匀的特点，从而提高球形合金焊粉的性能，在铅锡合金焊粉表面包覆硬脂酸、聚乙二醇和聚乙烯吡咯烷酮混合液，有效阻止了氧气在铅锡合金焊粉的流通，并适合于用等离子旋转电极雾化法制备出的铅锡合金焊粉，提高了铅锡合金焊粉的耐酸碱腐蚀性能，且提高铅锡合金焊料的抗氧化性，有效避免合金焊粉表面出现锡珠的情况。

13、优选的，所述铅、锡、其它金属的重量比为(10-13)：(5-7)：(1-3)。

14、通过采用本申请的上述技术方案，制得的铅锡合金焊粉具有具有熔点高的特点。

15、优选的，所述其它金属选自银、钛和镍的一种或多种。

16、通过采用本申请的上述技术方案，添加银、钛和镍金属的一种或多种高熔点的金属，使原子大小一样、排列规整的铅或锡金属，彼此之间的金属键作用力增大，实现提高铅锡焊粉熔点的效果。

17、优选的，所述活化剂选自十六烷基二苯醚二磺酸钠、2-羟基-5-磺基苯甲酸钠邻羟基苯甲酸-5-磺酸钠和全氟辛酸钠的一种或多种。

18、通过采用本申请的上述技术方案，活化剂更改使铅、锡和钛金属表层构成，使铅、锡和钛金属表层呈疏水性，从而提高金属表面的活化能。

19、优选的，所述活化剂选自十六烷基二苯醚二磺酸钠和2-羟基-5-磺基苯甲酸钠，所述铅、锡、其它金属、十六烷基二苯醚二磺酸钠和2-羟基-5-磺基苯甲酸钠的重量比为(10-13)：(5-7)：(1-3)：(17-24)：(17-24)。

20、通过采用本申请的上述技术方案，使用十六烷基二苯醚二磺酸钠和2-羟基-5-磺基苯甲酸钠对铅、锡和钛金属表面进行预处理，降低铅锡合金焊粉的表面张力，可以提高铅、锡和钛金属表面的活化能，从而提高制备出的球形铅锡合金焊粉的产率以及减小球形铅锡合金焊粉粒径的效果。

21、优选的所述铅锡合金粉末、硬脂酸、聚乙二醇和聚乙烯吡咯烷酮的重量比为1：(3.4-4.1)：(1.1-1.5)：(1.1-1.5)。

22、通过采用本申请的上述技术方案，铅锡合金粉末通过硬脂酸、聚乙二醇和聚乙烯吡咯烷酮的包覆，制得的铅锡合金焊粉分散性和疏水性均有所提高，制得的铅锡合金焊粉具有良好的耐酸碱性能，且提高铅锡合金焊粉的抗氧化性。

23、优选的，所述保护气选自二氧化碳、氩气、氮气的一种或多种。

24、通过采用本申请的上述技术方案，保护气的化学性质不活泼，很难与其它物质发生化学反应，将保护气均匀分布于雾化室，有效避免了铅锡合金焊粉在制备过程中，出现氧化的情况。

25、优选的，所述s3步骤中的转速为17000r/min-17500r/min，等离子枪电流为1250-1380a，电压为35-45v。

26、通过采用本申请的上述技术方案，制得的铅锡合金焊粉具有抗氧化性良好，球形粒径小的的特点。

27、优选的，所述s4步骤中，还加入有抗氧化剂，所述抗氧化剂选自苯并咪唑、1,3-苯并二氮唑、苯并二唑的一种或多种。

28、通过采用本申请的上述技术方案，抗氧化剂的加入进一步提高了铅锡合金焊粉的抗氧化性，且提高了铅锡合金焊粉的耐酸碱性。

29、优选的，所述硬脂酸、聚乙二醇、聚乙烯吡咯烷酮和抗氧化剂的重量比为10：(5-6)：(5-6)：(3-4)。

30、通过采用本申请的上述技术方案，抗氧化剂与硬脂酸、聚乙二醇、聚乙烯吡咯烷酮的相互递进的作用下，制得的铅锡合金焊粉具有优良的抗氧化性能。

技术特征：

1.一种球形铅锡合金焊粉的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种球形铅锡合金焊粉的制备方法，其特征在于，所述铅、锡、其它金属的重量比为（10-13）：（5-7）：（1-3）。

3.根据权利要求1所述的一种球形铅锡合金焊粉的制备方法，其特征在于，所述其它金属选自银、钛和镍的一种或多种。

4.根据权利要求1所述的一种球形铅锡合金焊粉的制备方法，其特征在于，所述活化剂选自十六烷基二苯醚二磺酸钠、2-羟基-5-磺基苯甲酸钠邻羟基苯甲酸-5-磺酸钠和全氟辛酸钠的一种或多种。

5.根据权利要求1所述的一种球形铅锡合金焊粉的制备方法，其特征在于，所述活化剂选自十六烷基二苯醚二磺酸钠和2-羟基-5-磺基苯甲酸钠，所述铅、锡、其它金属、十六烷基二苯醚二磺酸钠和2-羟基-5-磺基苯甲酸钠的重量比为（10-13）：（5-7）：（1-3）：（17-24）：（17-24）。

6.根据权利要求1所述的一种球形铅锡合金焊粉的制备方法，其特征在于，所述铅锡合金粉末、硬脂酸、聚乙二醇和聚乙烯吡咯烷酮的重量比为1：（3.4-4.1）：（1.1-1.5）：（1.1-1.5）。

7.根据权利要求1所述的一种球形铅锡合金焊粉的制备方法，其特征在于，所述保护气选自二氧化碳、氩气、氮气的一种或多种。

8.根据权利要求1所述的一种球形铅锡合金焊粉的制备方法，其特征在于，所述s3步骤中的转速为17000r/min-17500r/min，等离子枪电流为1250-1380a，电压为35-45v。

9.根据权利要求1所述的一种球形铅锡合金焊粉的制备方法，其特征在于，所述s4步骤中，还加入有抗氧化剂，所述抗氧化剂选自苯并咪唑、1,3-苯并二氮唑、苯并二唑的一种或多种。

10.根据权利要求9所述的一种球形铅锡合金焊粉的制备方法，其特征在于，所述硬脂酸、聚乙二醇、聚乙烯吡咯烷酮和抗氧化剂的重量比为10：（5-6）：（5-6）：（3-4）。

技术总结
本申请涉及合金焊粉领域，具体公开了一种球形铅锡合金焊粉的制备方法，其制备包括：金属原料的预处理、预制合金棒材、等离子旋转电极雾化法制备合金焊粉和铅锡合金粉末的包覆处理四个步骤；通过本申请制备的铅锡合金焊粉具有耐酸碱性能好、抗氧化性能好、焊粉粒度小和氧化渣产率低的优点。

技术研发人员：余国华,李小才
受保护的技术使用者：深圳市鹏凯新材料科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13