表面涂覆无卤素助焊剂的预成型焊片

摘要

焊接性能好，助焊剂量易控制的表面涂覆无卤素助焊剂的预成型焊片，助焊剂涂层为所述预成型焊片浸润无卤素液体助焊剂后经干燥形成，无卤素液体助焊剂以其重量计由以下含量的组分组成：载体35～42％，表面润湿剂1.0～1.4％，均匀剂0.5～1.2％，活性剂0.3～0.5％，树脂成膜剂0.1～1.0％，增稠剂0.15～1.2％，有机溶剂余量；载体为松香，表面润温剂为T-80、TX-100和Span60，均匀剂为OP-10，活性剂为乙二酸、水杨酸和苹果酸，树脂成膜剂为聚丁二烯和聚氨脂，增稠剂为氢化蓖麻油，有机溶剂为沸点110℃以下的醇或酮；以涂覆所述助焊剂的预成型焊片重量为基准，所述助焊剂涂层含量为0.2～5.0％。本发明适合电子元件封装的焊接。

权利要求

1.表面涂覆无卤素助焊剂的预成型焊片，在预成型焊片表面涂覆有助焊剂涂层，其特征是所述助焊剂涂层为所述预成型焊片浸润无卤素液体助焊剂后经干燥形成，所述无卤素液体助焊剂以其重量计由以下含量的组分组成：载体35～42％，表面润湿剂1.0～1.4％，均匀剂0.5～1.2％，活性剂0.3～0.5％，树脂成膜剂0.1～1.0％，增稠剂0.15～1.2％，有机溶剂余量；

所述载体为松香，表面润湿剂为T-80、TX-100和Span60，均匀剂为OP-10，活性剂为己二酸、水杨酸和苹果酸，树脂成膜剂为聚丁二烯和聚氨脂，增稠剂为氢化蓖麻油，有机溶剂为沸点110℃以下的醇或酮；

以所述表面涂覆无卤素助焊剂的预成型焊片重量为基准，所述助焊剂涂层含量为

0.2～5.0％。

2.如权利要求1所述的焊片，其特征是所述有机溶剂为甲醇、乙醇、异丁醇或丙酮。

3.如权利要求1所述的焊片，其特征是所述预成型焊片的形状为长方形片、正方形片、圆形片、环形片或不规则形状片。

4.如权利要求1所述的焊片，其特征是所述预成型焊片成分包括有铅和无铅焊料的任意成分的焊料。

说明书

表面涂覆无卤素助焊剂的预成型焊片

技术领域

[0001] 本发明涉及焊接材料，特别是表面具有助焊剂涂层的预成型焊片。

背景技术

[0002] 目前，在电子封装中应用最广泛的焊接材料是焊锡膏。但是对于焊锡用量大而印刷的方法不能满足要求的情况下，用表面涂敷助焊剂的预成型焊片来代替焊锡膏则是一种十分理想而有效的办法。

[0003] 预成型焊片具有特定的加工形状，是当前焊料中的一种常用品，它具有焊接定位精确、使用定量准确的特点，通常用于对焊料的形状和质量有较高要求的场合。这种焊片一般尺寸小(mm级)，质量轻(mg级)，特别是对于特定的插装焊接及模块连接，在控制焊接尺寸上具有非常好的效果。这种焊片以预先计算好的金属含量，来保证焊接的质量和一致性，在电子封装过程中通过精确控制钎料金属含量，实现高精度的钎焊。使用这种焊片还可以避免使用锡膏所带来的诸如印刷不均匀、漏印、锡膏塌落、孔洞、焊料成球、底面元件固定不牢、未焊满、断续润湿、残留物较多、间隙、污损、偏移和清洗不彻底等多种缺陷。

[0004] 目前，国内专利CN201020299304.X和专利CN201010258783.5所涉及的同类产品助焊剂含量百分比范围为0.2％～0.4％，涂层与焊片片芯厚度比为1：30，但是在产品制造中这些指标无法定量控制，某些场合下则无法满足焊接要求。对于助焊剂含量百分比高的预成型焊片还没有厂家能够生产。

发明内容

[0005] 本发明为了顺应国际上倡导与推行去卤素焊剂的潮流，同时解决焊片生产时助焊剂涂层所占含量无法控制的问题，提供一种表面涂覆无卤素助焊剂的预成型焊片，这种焊片具有环保，不粘连，贮存性好，焊接一致性好，焊接精度高的特点，且焊片生产中助焊剂涂层所占含量容易控制。

[0006] 为解决上述问题，本发明采用的技术方案是在预成型焊片表面涂覆有助焊剂涂层，其特殊之处是所述助焊剂涂层为所述预成型焊片浸润无卤素液体助焊剂后经干燥形成，所述无卤素液体助焊剂以其重量计由以下含量的组分组成：载体35～42％，表面润湿剂1.0～1.4％，均匀剂0.5～1.2％，活性剂0.3～0.5％，树脂成膜剂0.1～1.0％，增稠剂0.15～1.2％，有机溶剂余量；

[0007] 所述载体为松香，表面润湿剂为T-80、TX-100和Span60，均匀剂为OP-10，活性剂为乙二酸、水杨酸和苹果酸，树脂成膜剂为聚丁二烯和聚氨脂，增稠剂为氢化蓖麻油，有机溶剂为沸点110℃以下的醇或酮；

[0008] 以所述表面涂覆无卤素助焊剂的预成型焊片重量为基准，所述助焊剂涂层含量为0.2～5.0％。

[0009] 本发明所述有机溶剂为甲醇、乙醇、异丁醇或丙酮。

[0010] 本发明所述预成型焊片的形状为长方形片、正方形片、圆形片、环形片或不规则形状片。

[0011] 本发明的制造首先根据焊片表面助焊剂涂层含量的要求配制一定浓度的液体无卤素助焊剂，这种助焊剂的基本成分为活性剂、松香载体和溶剂。将金属焊料预制成具有一定形状的焊片，在预成型焊片的表面根据要求浸润一层无卤素液体助焊剂，再通过烘干将表面液体涂层中的熔剂完全挥发，制成本发明的焊片。这种焊片的表面涂覆有均匀分布的无卤素助焊剂涂层。本发明的焊片的制造可以通过液体助焊剂中载体及增稠剂等含量的改变来控制助焊剂涂层在焊片中所占的质量分数。本发明的焊片可以通过预制得到任意规格、尺寸、形状的产品，以满足焊接不同形状、规格的电子元器件的要求。

[0012] 本发明制造时在液体助焊剂中加入成膜剂能使助焊剂在预成型焊片表面均匀粘附，加入粘稠剂能控制表面助焊剂涂层在本发明中所占百分含量。

[0013] 本发明所述载体优选松香类物质，特别是氢化松香。

[0014] 本发明中的表面润湿剂可选用Span-60(失水山梨醇单硬脂酸酯)、T-80(吐温T-80，聚氧乙烯失水山梨醇脂肪酸酯)、TX-100(辛基苯基聚氧乙烯醚)，均为非离子表面活性剂。

[0015] 本发明所述均匀剂OP-10(烷基酚聚氧乙烯醚)也属于非离子表面活性剂，它具有乳化、均匀、润湿、扩散等功用。

[0016] 本发明中的活性剂，可以是脂肪酸，芳香酸或氨基酸，除了所述已二酸、水杨酸、苹果酸，还可以是乙酸、丙酸、丁二酸、乙二酸、戊二酸、苯甲酸等，可选其中的一种或多种混合。此类活性剂有足够的助焊性能，它在焊接温度下能够分解，升华或挥发，使对象焊后无残留，无腐蚀。

[0017] 所述树脂成膜剂选取聚丁二烯树脂，聚氨酯中的一种或两种，加入成膜剂则能够使焊片表面浸润的液体助焊剂在加热过程中迅速成膜，成品焊片相互间不粘连，方便贮存和使用。

[0018] 本发明所述增稠剂选取氢化蓖麻油。加入增稠剂有助于液体助焊剂粘附在预成型焊片表面。本发明制造时通过所加增稠剂的含量多少来控制助焊剂涂层在整个焊片中的含量，增稠剂含量不能过高，否则会影响润湿性能。

[0019] 有机溶剂则要选取低沸点液体溶剂，如甲醇、乙醇、异丁醇、丙酮等易挥发的物质，本发明优选丙酮作为有机溶剂。

[0020] 本发明焊片表面助焊剂涂覆工艺步骤：根据焊片表面助焊剂含量的要求配制相应的液体助焊剂，将预成型焊片在液体助焊剂中浸润一层均匀分布的液体助焊剂液膜，然后利用加热烘干设备在相应温度下加热使液体助焊剂中的有机溶剂迅速挥发，在焊片表面留下一层均匀分布的固体助焊剂。

[0021] 本发明与现有产品相比的有益效果：

[0022] 1、由于本发明采用一次性浸润烘干的工艺使焊片表面粘附一层固体助焊剂，使金属焊片与空气隔离，有利于焊料片的保存，不需要恒温贮存；

[0023] 2、本发明所述表面涂覆助焊剂的预成型焊片与锡膏相比，无需手工印刷，降低了对操作人员的技能要求，提高焊接的一致性；

[0024] 3、本发明所述预成型焊片表面涂覆的助焊剂含量可根据焊接要求定量控制，有效去除焊接表面氧化层的同时避免过多的助焊剂残留，提高焊接质量，保证焊接的一致性，提高焊接效率；

[0025] 4、本发明所述预成型焊片表面涂覆的助焊剂为无卤素助焊剂，顺应无卤化的国际潮流，对人体健康和环境没有威胁，更加环保。

具体实施方式

[0026] 实施例一

[0027] 常温下，将如下物料混合搅拌配制成液体助焊剂，然后采用浸润的方法在预成型焊片表面沾附一层助焊剂液膜，经100℃烘干一分钟制成产品。产品中助焊剂质量含量为0.2％。

[0028] 氢化松香：35％

[0029] T-80：1.0％

[0030] TX-100：0.2

[0031] Span60：0.2

[0032] OP-10：0.5％

[0033] 己二酸：0.15％

[0034] 水杨酸：0.1％

[0035] 苹果酸：0.05％

[0036] 聚丁二烯树脂成膜剂：0.05％

[0037] 聚氨酯成膜剂：0.05％

[0038] 氢化蓖麻油：0.15％

[0039] 丙酮：余量

[0040] 实施例二

[0041] 制备方法同例1。

[0042] 氢化松香：36％

[0043] T-80：0.8％

[0044] TX-100：0.2％

[0045] Span60：0.2％

[0046] OP-10：0.6％

[0047] 己二酸：0.25％

[0048] 水杨酸：0.05％

[0049] 苹果酸：0.1％

[0050] 聚丁二烯树脂成膜剂：0.15％

[0051] 聚氨酯成膜剂：0.25％

[0052] 氢化蓖麻油：0.3％

[0053] 丙酮：余量

[0054] 制备及使用方法见实施例1，助焊剂含量为1％。

[0055] 实施例三

[0056] 制备方法同例1。

[0057] 氢化松香：38％

[0058] T-80：0.75％

[0059] TX-100：0.2％

[0060] Span60：0.25％

[0061] OP-10：0.8％

[0062] 己二酸：0.3％

[0063] 水杨酸：0.05％

[0064] 苹果酸：0.05％

[0065] 聚丁二烯树脂成膜剂：0.25％

[0066] 聚氨酯成膜剂：0.25％

[0067] 氢化蓖麻油：0.7％

[0068] 丙酮：余量

[0069] 制备及使用方法见实施例1，助焊剂含量为2.5％。

[0070] 实施例四

[0071] 制备方法同例1。

[0072] 氢化松香：40％

[0073] T-80：0.6％

[0074] TX-100：0.25％

[0075] Span60：0.55％

[0076] OP-10：1.05％

[0077] 己二酸：0.25％

[0078] 水杨酸：0.05％

[0079] 苹果酸：0.15％

[0080] 聚丁二烯树脂成膜剂：0.5％

[0081] 聚氨酯成膜剂：0.25％

[0082] 氢化蓖麻油：1.0％

[0083] 丙酮：余量

[0084] 制备及使用方法见实施例1，助焊剂含量为4％。

[0085] 实施例五

[0086] 制备方法同例1。

[0087] 氢化松香：42％

[0088] T-80：0.5％

[0089] TX-100：0.25％

[0090] Span60：0.25％

[0091] OP-10：1.2％

[0092] 己二酸：0.25％

[0093] 水杨酸：0.1％

[0094] 苹果酸：0.15％

[0095] 聚丁二烯树脂成膜剂：0.5％

[0096] 聚氨酯成膜剂：0.5％