專利名稱：表面涂覆無鹵素助焊劑的預成型焊片的制作方法
技術領域：
本發明涉及焊接材料，特別是表面具有助焊劑涂層的預成型焊片。
背景技術：
目前，在電子封裝中應用最廣泛的焊接材料是焊錫膏。但是對于焊錫用量大而印 刷的方法不能滿足要求的情況下，用表面涂敷助焊劑的預成型焊片來代替焊錫膏則是一種 十分理想而有效的辦法。
預成型焊片具有特定的加工形狀，是當前焊料中的一種常用品，它具有焊接定位 精確、使用定量準確的特點，通常用于對焊料的形狀和質量有較高要求的場合。這種焊片一 般尺寸小(mm級)，質量輕(mg級),特別是對于特定的插裝焊接及模塊連接,在控制焊接尺 寸上具有非常好的效果。這種焊片以預先計算好的金屬含量，來保證焊接的質量和一致性， 在電子封裝過程中通過精確控制釬料金屬含量，實現高精度的釬焊。使用這種焊片還可以 避免使用錫膏所帶來的諸如印刷不均勻、漏印、錫膏塌落、孔洞、焊料成球、底面元件固定不 牢、未焊滿、斷續潤濕、殘留物較多、間隙、污損、偏移和清洗不徹底等多種缺陷。
目前，國內專利CN201020299304. X和專利CN201010258783. 5所涉及的同類產品 助焊劑含量百分比范圍為O. 2% 0.4%，涂層與焊片片芯厚度比為1: 30，但是在產品制 造中這些指標無法定量控制，某些場合下則無法滿足焊接要求。對于助焊劑含量百分比高 的預成型焊片還沒有廠家能夠生產。發明內容
本發明為了順應國際上倡導與推行去鹵素焊劑的潮流，同時解決焊片生產時助焊 劑涂層所占含量無法控制的問題，提供一種表面涂覆無鹵素助焊劑的預成型焊片，這種焊 片具有環保，不粘連，貯存性好，焊接一致性好，焊接精度高的特點，且焊片生產中助焊劑涂 層所占含量容易控制。
為解決上述問題，本發明采用的技術方案是在預成型焊片表面涂覆有助焊劑涂 層，其特殊之處是所述助焊劑涂層為所述預成型焊片浸潤無齒素液體助焊劑后經干燥形 成，所述無鹵素液體助焊劑以其重量計由以下含量的組分組成載體35 42%，表面潤濕 劑1. O 1.4%，均勻劑O. 5 1.2%，活性劑O. 3 0.5%，樹脂成膜劑O.1 1.0%，增稠 劑O. 15 1. 2%，有機溶劑余量；
所述載體為松香，表面潤溫劑為T-80、TX-100和Span60，均勻劑為0P-10，活性劑 為乙二酸、水楊酸和蘋果酸，樹脂成膜劑為聚丁二烯和聚氨脂，增稠劑為氫化蓖麻油，有機 溶劑為沸點110°C以下的醇或酮；
以所述表面涂覆無鹵素助焊劑的預成型焊片重量為基準，所述助焊劑涂層含量為 O. 2 5. 0%。
本發明所述有機溶劑為甲醇、乙醇、異丁醇或丙酮。
本發明所述預成型焊片的形狀為長方形片、正方形片、圓形片、環形片或任意規則、不規則形狀片。
本發明的制造首先根據焊片表面助焊劑涂層含量的要求配制一定濃度的液體無鹵素助焊劑，這種助焊劑的基本成分為活性劑、松香載體和溶劑。將金屬焊料預制成具有一定形狀的焊片，在預成型焊片的表面根據要求浸潤一層無鹵素液體助焊劑，再通過烘干將表面液體涂層中的熔劑完全揮發，制成本發明的焊片。這種焊片的表面涂覆有均勻分布的無鹵素助焊劑涂層。本發明的焊片的制造可以通過液體助焊劑中載體及增稠劑等含量的改變來控制助焊劑涂層在焊片中所占的質量分數。本發明的焊片可以通過預制得到任意規格、尺寸、形狀的產品，以滿足焊接不同形狀、規格的電子元器件的要求。
本發明制造時在液體助焊劑中加入成膜劑能使助焊劑在預成型焊片表面均勻粘附，加入粘稠劑能控制表面助焊劑涂層在本發明中所占百分含量。
本發明所述載體優選松香類物質，特別是氫化松香。
本發明中的表面潤濕劑可選用Span-60 (失水山梨醇單硬脂酸酯)、T_80 (吐溫 Τ-80，聚氧乙烯失水山梨醇脂肪酸酯)、ΤΧ-100(辛基苯基聚氧乙烯醚)，均為非離子表面活性劑。
本發明所述均勻劑0Ρ-10 (烷基酚聚氧乙烯醚)也屬于非離子表面活性劑，它具有乳化、均勻、潤濕、擴散等功用。
本發明中的活性劑，可以是脂肪酸，芳香酸或氨基酸，除了所述己二酸、水楊酸、蘋果酸，還可以是乙酸、丙酸、丁二酸、乙二酸、戊二酸、苯甲酸等，可選其中的一種或多種混合。此類活性劑有足夠的助焊性能，它在焊接溫度下能夠分解，升華或揮發，使對象焊后無殘留，無腐蝕。
所述 樹脂成膜劑選取聚丁二烯樹脂，聚氨酯中的一種或兩種，加入成膜劑則能夠使焊片表面浸潤的液體助焊劑在加熱過程中迅速成膜，成品焊片相互間不粘連，方便貯存和使用。
本發明所述增稠劑選取氫化蓖麻油。加入增稠劑有助于液體助焊劑粘附在預成型焊片表面。本發明制造時通過所加增稠劑的含量多少來控制助焊劑涂層在整個焊片中的含量，增稠劑含量不能過高，否則會影響潤濕性能。
有機溶劑則要選取低沸點液體溶劑，如甲醇、乙醇、異丁醇、丙酮等易揮發的物質， 本發明優選丙酮作為有機溶劑。
本發明焊片表面助焊劑涂覆工藝步驟根據焊片表面助焊劑含量的要求配制相應的液體助焊劑，將預成型焊片在液體助焊劑中浸潤一層均勻分布的液體助焊劑液膜，然后利用加熱烘干設備在相應溫度下加熱使液體助焊劑中的有機溶劑迅速揮發，在焊片表面留下一層均勻分布的固體助焊劑。
本發明與現有產品相比的有益效果
1、由于本發明采用一次性浸潤烘干的工藝使焊片表面粘附一層固體助焊劑，使金屬焊片與空氣隔離，有利于焊料片的保存，不需要恒溫貯存；
2、本發明所述表面涂覆助焊劑的預成型焊片與錫膏相比，無需手工印刷，降低了對操作人員的技能要求，提高焊接的一致性；
3、本發明所述預成型焊片表面涂覆的助焊劑含量可根據焊接要求定量控制，有效去除焊接表面氧化層的同時避免過多的助焊劑殘留，提高焊接質量，保證焊接的一致性，提高焊接效率；
4、本發明所述預成型焊片表面涂覆的助焊劑為無鹵素助焊劑，順應無鹵化的國際 潮流，對人體健康和環境沒有威脅，更加環保。
具體實施方式
實施例一
常溫下，將如下物料混合攪拌配制成液體助焊劑，然后采用浸潤的方法在預成型 焊片表面沾附一層助焊劑液膜，經100°C烘干一分鐘制成產品。產品中助焊劑質量含量為O. 2%。
氫化松香35%
T-80 1. 0%
TX-100 0.2
Span60 0.2
OP-1O 0. 5%
己二酸0. 15%
水楊酸0. 1%
蘋果酸0. 05%
聚丁二烯樹脂成膜劑0. 05%
聚氨酯成膜劑0. 05%
氣化昆麻油0. 15%
丙酮余量
實施例二
制備方法同例I。
氫化松香36%
T-80 :0. 8%
TX-100 0. 2%
Span60 :0. 2%
0P-10 0. 6%
己二酸0· 25%
水楊酸0. 05%
蘋果酸0. 1%
聚丁二烯樹脂成膜劑0. 15%
聚氨酯成膜劑0. 25%
氫化蓖麻油0. 3%
丙酮余量
制備及使用方法見實施例1，助焊劑含量為:
實施例三
制備方法同例I。
氫化松香38%
T-80 0. 75%
TX-100 :0.2%
Span60 :0· 25%
OP-1O 0. 8%
己二酸0.3%
水楊酸0.05%
蘋果酸0·05%
聚丁二烯樹脂成膜劑0. 25%
聚氨酯成膜劑0.25%
氫化蓖麻油0.7%
丙酮余量
制備及使用方法見實施例1，助焊劑含量為2. 5%,
實施例四
制備方法同例I。
氫化松香40%
T-80 0. 6%
TX-100 0. 25%
Span60 :0· 55%
OP-1O 1. 05%
己二酸0.25%
水楊酸0.05%
蘋果酸0.15%
聚丁二烯樹脂成膜劑0. 5%
聚氨酯成膜劑0.25%
氫化蓖麻油1.0%
丙酮余量
制備及使用方法見實施例1，助焊劑含量為4%。
實施例五
制備方法同例I。
氫化松香42%
T-80 0. 5%
TX-100 0. 25%
Span60 :0· 25%
OP-1O 1. 2%
己二酸0.25%
水楊酸0.1%
蘋果酸0.15%
聚丁二烯樹脂成膜劑0.5%
聚氨酯成膜劑0.5%
氫化蓖麻油1. 2%
丙酮余量
制備及使用方法見實施例1，助焊劑含量為5%。
權利要求
1.表面涂覆無鹵素助焊劑的預成型焊片，在預成型焊片表面涂覆有助焊劑涂層，其特征是所述助焊劑涂層為所述預成型焊片浸潤無鹵素液體助焊劑后經干燥形成，所述無鹵素液體助焊劑以其重量計由以下含量的組分組成載體35 42%，表面潤濕劑1. O 1. 4%， 均勻劑O. 5 1. 2%，活性劑O. 3 O. 5%，樹脂成膜劑O.1 1.0%，增稠劑O. 15 1. 2%， 有機溶劑余量；所述載體為松香，表面潤溫劑為T-80、TX-100和Span60，均勻劑為0P-10，活性劑為乙二酸、水楊酸和蘋果酸，樹脂成膜劑為聚丁二烯和聚氨脂，增稠劑為氫化蓖麻油，有機溶劑為沸點110°C以下的醇或酮；以所述表面涂覆無鹵素助焊劑的預成型焊片重量為基準，所述助焊劑涂層含量為 O. 2 5. 0%。
2.如權利要求1所述的焊片，其特征是所述有機溶劑為甲醇、乙醇、異丁醇或丙酮。
3.如權利要求1所述的焊片，其特征是所述預成型焊片的形狀為長方形片、正方形片、 圓形片、環形片或任意規則、不規則形狀片。
4.如權利要求1所述的焊片，其特征是所述預成型焊片成分包括有鉛和無鉛焊料的任意成分的焊料。
全文摘要
焊接性能好，助焊劑量易控制的表面涂覆無鹵素助焊劑的預成型焊片，助焊劑涂層為所述預成型焊片浸潤無鹵素液體助焊劑后經干燥形成，無鹵素液體助焊劑以其重量計由以下含量的組分組成載體35～42％，表面潤濕劑1.0～1.4％，均勻劑0.5～1.2％，活性劑0.3～0.5％，樹脂成膜劑0.1～1.0％，增稠劑0.15～1.2％，有機溶劑余量；載體為松香，表面潤溫劑為T-80、TX-100和Span60，均勻劑為OP-10，活性劑為乙二酸、水楊酸和蘋果酸，樹脂成膜劑為聚丁二烯和聚氨脂，增稠劑為氫化蓖麻油，有機溶劑為沸點110℃以下的醇或酮；以涂覆所述助焊劑的預成型焊片重量為基準，所述助焊劑涂層含量為0.2～5.0％。本發明適合電子元件封裝的焊接。
文檔編號B23K35/36GK103056556SQ20121007525
公開日2013年4月24日 申請日期2012年3月20日 優先權日2012年3月20日
發明者胡偉蘭, 劉平, 楊倡進, 顧小龍, 鐘海峰, 許百勝 申請人:浙江亞通焊材有限公司