CN106514044A - 铜基钎焊膏 - Google Patents

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Abstract

本发明提出了一种铜基钎焊膏，按照重量百分数计算，其由60～72％铜基粉末钎料、硼化物与氟化物复合钎剂15～25％、有机溶剂10～30％、三乙酸铵0.5～2％和0.02～0.3％柔润剂混合制成，其中，所述焊料合金粉末由以下原料制成：Sn 3～12wt％、Ti 2～5％、P 0.02～0.3wt％、Ge 0.03～0.5wt％与In 0.3～1.4％，余量为Cu。该铜基钎焊膏可以有效的抑制氟硼酸盐对焊零件和钎焊设备的腐蚀，从而可以在配方中加大了钎剂的使用量，从而使钎剂分解出的高效活性物质增多，保证焊接质量，同时钎剂焊接时产生的焊渣易溶于水，清洁方便，适用范围广阔。

Description

铜基钎焊膏
技术领域
本发明属于膏体焊接材料技术领域，具体涉及一种铜基钎焊膏。
背景技术
现代电子工业快速发展，焊锡膏对于电子产品的焊接是其重要的生产环节，传统的焊锡膏因为含有大量铅而产生大量烟尘而被逐渐取代，采用低银化焊料合金是无铅化电子组装提高性价比的发展趋势，在现有市场上已有基于SAC305制备的焊锡膏，但其缺点是成本偏高，以此急需通过降低焊料合金中的Ag含量，进而提高组装工艺的性价比。
目前，膏状钎料已成为计算机、雷达及声讯器材等行业微电子SMT的关键材料。而随着电子设备向小型化、轻型化和高可靠性方向发展，焊点尺寸越来越小，但其所承受的力学、电学载荷越来越高，焊后残留物的清洗问题已引起世界上众多专家的重视。目前广泛使用的以含松香酸和无松酸的RA、RMA树脂或活化剂为基础的焊膏在焊后会留下焊剂残渣，腐蚀电路板，因此焊后要用三氯乙烷清洗，所产生的氟氯烃(CFC)对大气臭氧层有破坏作用，臭氧空洞的形成对人类生存环境造成严重威胁。
与传统的Cu合金焊丝、焊环和钎料薄带相比，采用铜焊膏和自动点胶设备相结合，可对复杂零件和异型零件进行自动化涂装，涂装后的待焊零件进入连续式钎焊炉钎焊，从而实现整个焊接工艺的连续化和自动化。经过焊接后的零件接头强度高、焊缝美观且耐蚀性好。但是焊膏需要大量使用氟硼酸盐钎剂，氟硼酸盐钎剂对焊零件和钎焊设备的腐蚀性比较强，因此焊后要用三氯乙烷清洗。
发明内容
本发明提出一种铜基钎焊膏，该铜基钎焊膏可以有效的抑制氟硼酸盐对焊零件和钎焊设备的腐蚀，从而可以在配方中加大了钎剂的使用量，从而使钎剂分解出的高效活性物质增多，保证焊接质量，同时钎剂焊接时产生的焊渣易溶于水，清洁方便，适用范围广阔。
本发明的技术方案是这样实现的：
一种铜基钎焊膏，按照重量百分数计算，其由60～72％铜基粉末钎料、硼化物与氟化物复合钎剂15～25％、有机溶剂10～30％、三乙酸铵0.5～2％和0.02～0.3％柔润剂混合制成，其中，所述焊料合金粉末由以下原料制成：Sn 3～12wt％、Ti 2～5％、P 0.02～0.3wt％、Ge 0.03～0.5wt％与In 0.3～1.4％，余量为Cu。
进一步，所述焊料合金粉末由以下原料制成：Sn 8wt％、Ti 3％、P 0.18wt％、Ge0.32wt％与In 0.9％，余量为Cu。
进一步，所述有机溶剂选自乙醇、正丁醇、丙二醇、乙二醇中的一种或多种组合。
进一步，所述柔润剂为聚二甲基硅氧烷、乙基硅油或者辛癸酸甘油酯。
一种铜基钎焊膏的制备方法，包括以下步骤：
1)铜基粉末钎料制备；
2)先按配料量的有机溶剂和柔润剂置于带分散装置的容器中，加热并不断搅拌至物料完全溶解，然后一次性加入三乙酸铵，继续加热搅拌至所有物料完全溶解成清亮稀粘稠液体，然后将铜基粉末钎料加入其中，搅拌均匀，出料，即得。
本发明的有益效果：
1、本发明铜基粉末钎料中添加P、Ge与In，提高了钎料的耐腐蚀性能，腐蚀电流密度为1.809～2.215μAcm-2。
2、由于氟硼酸盐在高温下具有强烈的腐蚀性，对于被焊零件和钎焊设备均会造成过度腐蚀和破坏，焊后需要对零件进行清洗，焊接过程中的腐蚀性挥发物还会对工作环境和环保带来一系列问题，大大的限制了钎剂的使用量。进一步，通过添加三乙酸铵与柔润剂，可以降低其腐蚀性能，同时提高其延展性。
3、焊膏所使用的有机溶剂为醇溶剂，同时具有水溶性，在生产及使用过程中接触并沾上本焊膏的设备、用具、皮肤，用水即可清洗干净，无需使用有机溶剂清洗，不会对人类和环境生产污染，有利于环保。
具体实施方式
实施例1
一种铜基钎焊膏，按照重量百分数计算，其由60％铜基粉末钎料、硼化物与氟化物复合钎剂20％、乙醇19.48％、三乙酸铵0.5％和0.02％乙基硅油混合制成。
焊料合金粉末由以下原料制成：Sn 8wt％、Ti 3％、P 0.18wt％、Ge 0.32wt％与In0.9％，余量为Cu。
实施例2
一种铜基钎焊膏，按照重量百分数计算，其由68％铜基粉末钎料、硼化物与氟化物复合钎剂15％、丙二醇14.7％、三乙酸铵2％和0.3％聚二甲基硅氧烷混合制成。
焊料合金粉末由以下原料制成：Sn 3wt％、Ti 5％、P 0.3wt％、Ge 0.5wt％与In1.4％，余量为Cu。
实施例3
一种铜基钎焊膏，按照重量百分数计算，其由70％铜基粉末钎料、硼化物与氟化物复合钎剂18.8％、有机溶剂10％、三乙酸铵1％和0.2％柔润剂混合制成。
焊料合金粉末由以下原料制成：Sn 10wt％、Ti 3％、P 0.02wt％、Ge 0.03wt％与In 0.3％，余量为Cu。
实施例4
一种铜基钎焊膏，按照重量百分数计算，其由62％铜基粉末钎料、硼化物与氟化物复合钎剂18％、乙二醇18％、三乙酸铵1.8％和0.2％辛癸酸甘油酯混合制成。
焊料合金粉末由以下原料制成：Sn 12wt％、Ti 2％、P 0.03wt％、Ge 0.05wt％与In 0.6％，余量为Cu。
实施例5
按电子行业标准SJ/11186-1998和国标GB/T9491-2002。实施例1-4评估，结果见表1。
表1 实施例1-4评估结果
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种铜基钎焊膏，其特征在于，按照重量百分数计算，其由60～72％铜基粉末钎料、硼化物与氟化物复合钎剂15～25％、有机溶剂10～30％、三乙酸铵0.5～2％和0.02～0.3％柔润剂混合制成，其中，所述焊料合金粉末由以下原料制成：Sn 3～12wt％、Ti 2～5％、P0.02～0.3wt％、Ge 0.03～0.5wt％与In 0.3～1.4％，余量为Cu。
2.根据权利要求1所述的铜基钎焊膏，其特征在于，所述焊料合金粉末由以下原料制成：Sn 8wt％、Ti 3％、P 0.18wt％、Ge 0.32wt％与In 0.9％，余量为Cu。
3.根据权利要求1或2所述的铜基钎焊膏，其特征在于，所述有机溶剂选自乙醇、正丁醇、丙二醇、乙二醇中的一种或多种组合。
4.根据权利要求1或2所述的铜基钎焊膏，其特征在于，所述柔润剂为聚二甲基硅氧烷、乙基硅油或者辛癸酸甘油酯。
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