[发明专利]一种免清洗无铅焊锡丝及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种免清洗无铅焊锡丝及其制备方法。 

背景技术

目前，无铅焊锡丝系由无铅焊料与免清洗助焊剂组成，采用冷压机将无铅焊料挤压成丝状时，使液态的免清洗助焊剂同步挤入无铅焊丝的空芯中，填充组成免清洗无铅焊锡丝，最后拉拔制成一定规格的无铅焊锡。 

国内外无铅焊锡丝均存在焊剂飞溅大、卤化物多量添加、烟雾多，焊剂含卤，残留焊剂易发生裂纹，绝缘电阻低，腐蚀性大等问题。 

申请号为200710035046.7的中国发明专利申请公开了一种无铅焊锡用无卤素免清洗助焊剂，其主要由有机酸类活化剂、非离子表面活性剂、有机胺类及其衍生物以及成膜物质如松香组成。该助焊剂可焊性较好，粒子残留量少，表面绝缘电阻高，但是该助焊剂仍存在耐热性差、臭味和飞溅大等问题。 

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种耐热性好、无卤素，焊剂飞溅少、臭味少、焊剂残渣无腐蚀性、实用性强、焊后电绝缘性好、残留焊剂无裂纹发生、可靠性高的免清洗无铅焊锡丝。 

本发明还要提供一种免清洗无铅焊锡丝的制备方法。 

为解决以上技术问题，本发明采取如下技术方案： 

一种免清洗无铅焊锡丝，由无铅焊料与免清洗助焊剂组成，该无铅焊锡丝中，免清洗助焊剂的质量百分含量为2～3％。以无铅焊料的总重量计，无铅焊料由Cu 0.5～0.7％、Ni 0.03～0.05％、P 0.01～0.02％、Ga 0.005～0.01％及余量为Sn组成；以免清洗助焊剂的总重量计，免清洗助焊剂由有机酸活性剂1.0～4.0％、卤代物活性剂0.5～5.0％、耐热性树脂2.0～5.0％、助溶剂1.0～4.0％、高沸点溶剂2.0～5.0％及余量为改性松香组成，助溶剂为酯类化合物，高沸点溶剂为癸二酸二辛酯、苯甲酸苄酯、己二酸二辛酯中的一种或多种的混合溶剂。 

作为本发明的优选方案，无铅焊料由Cu 0.5～0.7％、Ni 0.03～0.05％、P0.01～0.02％、Ga 0.005～0.01％及余量为Sn组成。

所述的卤代物活性剂优选为溴代物和氯代物的混合物。其中，氯代物为5-氯代水杨酸，溴代物为溴代十六烷基吡啶、二溴丁烯二醇及二溴丁二酸中的一种或多种的混合物。 

耐热性树脂优选为12-羟基硬脂酸甲酯、氧化聚乙烯蜡中的一种或它们的混合物。助溶剂可以是乙酸乙酯、乙酸丁酯、丁酸乙酯、丁酸丁酯中的一种或多种的混合物。 

本发明的另一种技术方案是： 

一种上述免清洗无铅焊锡丝的制备方法，包括如下步骤： 

(1)、制备免清洗无铅焊料助焊剂； 

(2)、制备无铅焊料：将Sn加温至550～600℃，待溶解后，首先加入事先配好的Sn-Ni合金，搅拌0.5～1.5h使Sn-Ni熔解，然后加入事先配好的Sn-Cu合金，搅拌0.5～1.5h使Sn-Cu合金溶解，降温至380～450℃，加入事先配好的Sn-P合金和Sn-Ga合金，搅拌使溶解，保温1～2h，降温至300～350℃，浇制成锭即为所述的无铅焊料； 

(3)、采用冷压机将无铅焊料挤压成丝状，同时免清洗无铅焊料助焊剂加热熔融，其呈液态形式注入到无铅焊丝的空芯中，最好拉拔制成所需规格的无铅焊锡丝。 

免清洗无铅焊料助焊剂的制备采用常规工艺制备，可以按如下步骤操作： 

在带有搅拌与加热器的容器内加入配方量的改性松香，加热并搅拌使改性松香完全熔化，然后在130～150℃下加入配方量的高沸点溶剂，搅拌均匀后，加入配方量的有机酸活性剂、卤代物活性剂及助溶剂，搅拌均匀，最后加入配方量的耐热性树脂，直至搅拌均匀即得所述的免清洗无铅焊料助焊剂。 

由于采取以上技术方案，本发明与现有技术相比具有如下技术效果： 

1、本发明的无铅焊料主要成分为Sn和Cu，不含Ag，生产成本低；相比传统的Sn-Cu无铅焊料，本发明中添加有微量的Ni，解决了βSn易与Cu元素形成Cu₆Sn₅相金属化合物，防止化合物品相随温度和时间的变化长大而影响焊料的物理性能，焊料的流动性提高，波峰焊、手工焊时的实用性好，焊点外表面结晶细致光亮、美观；另外，无铅焊料中还添加有P和Ga，其可提高无铅焊丝的抗氧化性，并可降低焊料与被焊接表面的自由能，进一步提高焊料的润湿性，同时促使焊料结晶细化，提高焊点的光亮度。