[发明专利]一种无铅铝焊锡丝及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种电子工业铝软钎焊领域的无铅铝焊锡丝及其制备方法。

背景技术

随着电子和电器产品不断向小型化、轻量化、低能耗方向发展，要求所使用的材料应愈来愈轻，同时要求仍应具有良好的综合性能。虽然铜具有良好的导电性、导热性、耐蚀性以及优良的力学性能，已广泛应用于各种工业领域且随着经济的迅速发展而需求量越来越大，但其在自然界的蕴藏量不多，开采和加工成本高。因此，长期以来，人们一直希望在某些工业领域采用性能相近且蕴藏丰富的轻金属替代铜。铝及其合金具有密度小、质量轻、导热和导电性能良好(仅次于Ag、Cu、Au)、耐腐蚀性好、成本低等优点，无疑成为铜的最佳替代者。在汽车、舰船、航空航天、建筑等行业，铝及铝合金的应用已经非常广泛与成熟。随着铜价格持续攀升，在电子封装领域以铝代铜也越来越受到关注。电子封装中铝软钎焊技术有着广阔的应用前景。

目前电子工业领域中铝软钎焊产品中间夹有铝助焊剂的焊铝焊锡丝是较为常见的一种产品形式。这种产品主要由中间的可焊接铝的助焊剂和外围包裹助焊剂的以锡基为主要成分的合金包裹。一般产品呈丝状。目前市售类似产品一般存在的较典型问题有：

1、焊接时飞溅较大，主要原因是有以下两点：（1）助焊剂含水量太高；（2）使用了高温下会剧烈膨胀的组分，比方说：氟硼酸盐类。

2、在产品仓储时，如果温度较高，湿度较大的情况下，焊锡丝中夹的助焊剂会渗漏出来，污染整卷的产品，严重情况下导致产品报废，无法使用。导致这种现象的主要原因是：助焊剂基体材质选择不当，吸收空气中水份的能力太强。另一个原因是基体助焊剂基体材质凝固成膏体或固体的速度慢，最终成型后粘度小。

3、可焊性需要进一步提高。随着电子工业铝软钎焊的使用越来越多，效率也成为客户十分关心的一个产品指标。可焊性不高的主要原因是没有选用高活性的组分。

发明内容

本发明提供了一种无铅铝焊锡丝，解决了现有技术中焊接时飞溅较大、可焊性不高和焊锡丝中夹的助焊剂会渗漏出来，污染整卷的产品，严重情况下导致产品报废等问题。

本发明的技术方案是这样实现的：一种无铅铝焊锡丝，按照重量百分比计，包括金属部分1.2-3.0%，助焊剂97-98.8%；其中所述的金属部分，按照重量百分计，包括锡98-99.7%、铜0.3-2%；所述的助焊剂，按照重量百分计，包括氟化羟胺60-85%、金属活性盐5-30%、活性剂1-5%、缓蚀剂0.1-5%。

作为优选的技术方案，所述的助焊剂，按照重量百分比计，包括氟化羟胺80%、金属活性盐15%、活性剂2%、缓蚀剂3%。

作为优选的技术方案，所述的氟化羟胺制备方法，包括以下步骤：

1）按照重量百分比计，取乙二胺1-5%、乙醇胺3-30%、二乙醇胺20-90%和三乙醇胺5-80%，混合均匀，得到混合物；

2）用氢氟酸将所得混合物中和至PH值为6.5-8；

3）将上述中和产物在140-160℃温度下蒸发3.5-4.5小时。

作为优选的技术方案，所述的金属活性盐为氟化锡、氟化亚锡、氟硼酸亚锡、氯化亚锡、氟化锌、氟硼酸锌、氯化锌和氯化铋中的一种或一种以上的组合。

作为优选的技术方案，所述的活化剂为二乙胺盐酸盐、三乙胺盐酸盐、氟化锂、氟化钠、氟化镁和氟化铝中的一种或一种以上的组合。

作为优选的技术方案，所述的缓蚀剂为苯并三氮唑和/或哌嗪。

本发明还提出一种制备无铅铝焊锡丝的方法，包括以下步骤：

1）油压机预热；

2）按照重量百分计，称取氟化羟胺60-85%、金属活性盐5-30%、活性剂1-5%、缓蚀剂0.1-5%，混合均匀，得到助焊剂，然后用不锈钢材质的容器将助焊剂融化，融化完毕立即停止加热；

3）将融化后铝助焊剂倒入油压机松香锅；

4）按照重量百分计，将锡98-99.7%和铜0.3-2%熔炼浇铸成金属棒，然后利用油压机将融化后铝助焊剂压入金属棒中，打丝即得所述无铅铝焊锡丝，其中按照重量百分比计，金属部分1.2-3.0%，助焊剂97-98.8%。

当然在实际生产中可能会出现不合格的无铅铝焊锡丝，在生产时取一段打好的丝化验助焊剂含量，合格后继续生产，不合格，调整至合格继续生产。

作为优选的技术方案，所述的金属活性盐为氟化锡、氟化亚锡、氟硼酸亚锡、氯化亚锡、氟化锌、氟硼酸锌、氯化锌和氯化铋中的一种或一种以上的组合。