一種包含助焊劑的鋁合金無鉛焊絲及其助焊劑的製備方法

2023-08-08 00:28:26 1

專利名稱：：一種包含助焊劑的鋁合金無鉛焊絲及其助焊劑的製備方法
技術領域：
：本發明涉及一種焊材，尤其是一種包含助焊劑的鋁合金無鉛焊絲及其助焊劑的製備方法。它主要應用於電子電工行業無鉛軟釺焊工藝中。(二)
背景技術：
：隨著電子電工行業的飛速發展，對軟釺焊接用材料提出了更高的要求，同時，環境保護和人身健康已經凌駕於生產和品質之上，成為合格的生產過程和產品的充分必要條件。無鉛焊料主要就是限制使用鉛、汞、鎘、六價鉻等有害金屬，,從而保障生產和使用者的身體健康，另外由於銅的價格遠高於鋁，所以很多原先使用銅材質的部件現在用鋁及鋁合金替代，以降低成本。根據鋁合金的成分工業上應用的主要有鋁-錳，鋁-鎂，鋁-鎂-銅，鋁-鎂-矽-銅，鋁-鋅-鎂-銅等合金，軟釺焊接上常用的鋁合金主要是鋁-鎂，鋁-鎂-銅合金和純鋁，由於鋁的化學性質很活潑，很容易氧化，很難進行軟釺焊。因此研究一種可使鋁合金用於軟釺焊的新型助焊劑，已成為急需解決的重大課題之一。(三)
發明內容本發明的目的在於提供一種包含助焊劑的鋁合金無鉛焊絲及其助焊劑的製備方法，它使合金焊材在配有助焊劑時得以進行軟釺焊，是一種實用性強的新型焊材。'本發明的技術方案是一種包含助焊劑的鋁合金無鉛焊絲，其特徵在於是由無鉛焊料和助焊劑組成；無鉛焊料佔總重量的98-96%，助焊劑佔總重量的2-4o/o;所說的無鉛焊料包括錫、銀、銅主合金，並含有0.1-2.0%的鋁、鋅，主合金按重量比的組成如下錫銀合金，錫96.0-99.9%;銀0.1-4.0%;錫銅合金，錫98.0-99.7%;銅0.3-2.0%;錫銀銅合金，錫94.0-99.6%;銀:0.1-4.0%;銅:0.3-2.0%;所說的助焊劑包括有機羧酸及衍生物活性劑、高沸點溶劑、氟碳表面活性劑、緩蝕劑、水溶性樹脂、溶劑，其重量百分比為有機羧酸及衍生物活性劑10-20%，高沸點溶劑10-15%，氟碳表面活性劑0.1-2%，,緩蝕劑0.1-0.4%，水溶性樹脂40-50%，溶劑12.6—39.8%。上述所說的鋁合金無鉛焊絲中的助焊劑所包含的有機羧酸及衍生物活性劑可以是機單羧酸、二羧酸及其胺鹽或醯胺鹽，包括乙酸、苯甲酸、癸酸、12酸、14酸、16酸、18酸、油酸、檸檬酸、草酸、丁二酸、己二酸、癸二酸、12酸至18酸胺、12酸至18酸醯胺、羥基乙酸、丁二酸、己二酸、癸二酸，氟硼酸鋅、氟硼酸錫、氟矽酸鋅、氟矽酸錫等可選一種或兩種以上的復配。上述所說的鋁合金無鉛焊^中的助焊劑所包含的高沸點溶劑可以是丙二醇、丙三醇、單乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、二乙烯三胺、三乙烯四胺等可選一種或兩種以上的復配上述所說的鋁合金無鉛焊絲中的助焊劑所包含的氟碳表面活性劑可以是FC-3、FC-4、FC-5、FSN100、FC4430等可選一種或兩種以上的復配。上述所說的鋁合金無鉛焊絲中的助焊劑所包含的緩蝕劑可以是改性肌醇六磷酸酯、咪唑啉、苯並三唑、巰基苯並噻唑等可選一種或兩種以上的復配。上述所說的鋁合金無鉛焊絲中的助焊劑所包含的水溶性樹脂是脂肪醇聚氧乙烯醚、聚乙二醇4Q0-1500、0P-10或0P-15中的一種。上述所說的鋁合金無鉛焊絲中的助焊劑所包含的溶劑可取異丙醇、乙醇或去離子水，可選一種或兩種以上的復配。上述所說的鋁合金無鉛焊絲中的助焊劑的製備方法，其特徵在於它包括以下步驟(1)將助焊劑配方中的有機羧酸及衍生物活性劑溶入溶劑，攪拌均勻，酸鹼中和會有放熱反應出現，注意保持溫度不要超過100°C，必要時可用冰水浴降溫，放置至室溫；(2)將氟碳表面活性劑加入步驟(1)製得的液體中，攪拌均勻；(3)將高沸點溶劑加入步驟(2)製得的液體中，攪拌均勻；(4)將水溶性樹脂加入步驟(3)製得的液體中，攪拌均勻；(5)將緩蝕劑加入步驟(4)製得的液體中，攪拌均勻；(6)出料，包裝。上述所說的步驟(1)中的有機羧酸及衍生物活性劑取一種或兩種以上的復配。本發明的工作原理1、在軟釺焊溫度能迅速破壞鋁的氧化膜，清潔被焊金屬活性表面；2、剝離鋁的氧化膜後，焊劑能在鋁的表面殘留下一層活性膜，能有效降低釺料與金屬之間的表面強力，提高無鉛焊料的流動性和潤溼性；3、能適用於手工電烙鐵焊接，工作溫度在260-35(TC;4、基體金屬與釺料的結合緊密、不易脫落；5、殘留物為水溶性，可以用清水清洗乾淨；6、鋁合金軟釺焊接用無鉛焊絲配套專用助焊劑，能最大程度發揮功效。本發明的優越性在於本發明無鉛焊料助焊劑應用於無鉛鋁合金軟釺焊，針對無鉛焊料的特性和焊接工藝特點研製而成，其設計科學、配方合理、工藝性強，具有以下^優點1、離子汙染度低，所以焊接殘留低，板面乾淨，無松香類樹脂殘留；2、擴展率高所以透錫性能好，潤溼性好，無拉尖連焊現象；3、表面絕緣電阻高，PH值為中性、無腐蝕所以可靠性好；4、對現有的設備工藝適應性強，特別適用於鋁合金漆包線的無鉛軟釺焊。具體實施例方式實施例1:一種包含助焊劑的鋁合金無鉛焊絲，其特徵在於是由無鉛焊料和助焊劑組成；無鉛焊料佔總重量的97%，助焊劑佔總重量的3%;所說的無鉛焊料包括錫、，銀主合金，並含有1.8%的鋁、鋅，主合金按重量比的組成如下'錫銀合金中錫97%,銀3%;所說的助焊劑包括有機羧酸及衍生物活性劑、高沸點溶劑、氟碳表面活性劑、緩蝕劑、水溶性樹脂、溶劑；其中有機羧酸及衍生物活性劑採用己二酸、檸檬酸、氟硼酸鋅、氟硼酸錫；其中高沸點溶劑採用三乙烯四胺、二乙醇胺；其中氟碳表面活性劑採用FSN100;其中緩蝕劑採用苯並三唑；其中水溶性樹脂採用聚乙二醇400-1500;其中溶劑採用乙醇、去離子水；其重量百分比為己二酸1%檸檬酸2%氟硼酸鋅7%氟硼酸錫8%三乙烯四胺10%二乙醇胺10%FSN1000.1%苯並三唑0.3%聚乙二醇400—50040%乙醇5%去離子水16.6%。上述所說的鋁合金無鉛焊絲中的助焊劑的製備方法，其特徵在於包括以下步驟(1)將助焊劑配方中的己二酸、檸檬酸及氟硼酸鋅、氟硼酸錫溶入去乙醇和離子水，攪拌均勻，酸鹼中和會有放熱反應出現，注意保持溫度不要超過10(TC，必要時可用冰水浴降溫，放置至室溫；(2)將FSN100加入步驟(1)製得的液體中，攪拌均勻；(3)將三乙烯四胺、二乙醇胺加入步驟(2)製得的液體中，攪拌均勻；(4)將聚乙二醇400—500加入步驟(3)製得的液體中，攪拌均勻；(5)將苯並三唑加入步驟(4)製得的液體中，攪拌均勻；(6)出料，包裝。'實施例2:一種包含助焊劑的鋁合金無鉛焊絲，其特徵在於是由無鉛焊料和助焊劑組成；無鉛焊料佔總重量的98%，助焊劑佔總重量的2%;所說的無鉛焊料包括錫銅主合金，並含有1.2%的鋁、鋅。主合金按重量比的組成如下錫銅合金中錫99.5%，銅:0.5%;所說的助焊劑包括有機羧酸及衍生物活性劑、高沸點溶劑、氟碳表面活性劑、緩蝕劑、水溶性樹脂、溶劑；其中有機羧酸及衍生物活性劑採用羥基乙酸、草酸、氟硼酸鋅、氟硼酸錫、氟矽酸鋅、氟矽酸錫；其中高沸點溶劑採用單乙醇胺、二乙醇胺、二乙烯三胺；其中氟碳表面活性劑採用FC-4;其中緩蝕劑採用苯並三唑；其中水溶性樹脂採用0P-10;其中溶劑採用異丙醇、去離子水；其重量百分比為羥基乙酸2%草酸2%氟硼酸鋅5%氟硼酸錫5%氟矽酸鋅3%氟矽酸錫2%單乙醇胺5%二乙醇胺5%二乙烯三胺10%FC-40.1%苯並三唑0.3%0P-1040%異丙醇5%去離子水15.6%上述所說的鋁合金無鉛焊絲中的助焊劑的製備方法，其特徵在於它包括以下步驟(1)將助焊劑配方中的羥基乙,酸、草酸及氟硼酸鋅、氟硼酸錫、氟矽酸鋅、氟矽酸錫溶入去異丙醇'和離子水，攪拌均勻。酸鹼中和會有放熱反應出現，注意保持溫度不要超過100。C，必要時可用冰水浴降溫，放置至室溫；(2)將FC-4加入步驟(1)製得的液體中，攪拌均勻；(3)將單乙醇胺、二乙醇胺、二乙烯三胺加入步驟(2)製得的液體中，攪拌均勻；(4)將OP-10加入步驟(3)製得的液體中，攪拌均勻；(5)將苯並三唑加入步驟(4)製得的液體中，攪拌均勻；(6)出料，包裝。實施例3:一種包含助焊劑的鋁合金無鉛焊絲，其特徵在於是由無鉛焊料和助焊劑組成；無鉛焊料佔總重量的96%，助悍劑佔總重量的4%;所說的無鉛焊料包括錫銀銅主合金，並含有0.5%的鋁、鋅。主合金按重量比的組成如下錫銀銅合金中錫96.5，銀3.0%，銅0.5%;所說的助焊劑包括有機羧酸及衍生物活性劑、高沸點溶劑、氟碳表面活性劑、緩蝕劑、水溶性樹脂、溶劑；其中有機羧酸及衍生物活性劑採用癸二酸、18酸胺、氟硼酸鋅、氟硼酸錫、氟矽酸鋅；其中高沸點溶劑採用丙二醇、三乙醇胺、三乙烯四胺；其中氟碳表面活性劑採用FC-3;其中緩蝕劑採用巰基苯並噻唑；其中水溶性樹脂採用脂肪醇聚氧乙烯醚；其中溶劑採用異丙醇、去離子水；其重量百分比為癸二酸2%18酸胺2%氟硼酸鋅7%氟硼酸錫5%氟矽酸鋅3%丙二醇5%三乙醇胺5%三乙烯四胺10%FC-30.1%巰基苯並噻唑0.3%脂肪醇聚氧乙烯醚40°/0異丙醇15%去離子水5.6%上述所說的鋁合金無鉛焊絲中的助焊劑的製備方法，其特徵在於它包括以下步驟.(1)將助焊劑配方中的癸二酸及癸二酸、18酸胺、氟硼酸鋅、氟硼酸錫、氟矽酸鋅溶入去異丙醇和離子水，攪拌均勻。酸鹼中和會有放熱反應出現，注意保持溫度不要超過10(TC，必要時可用冰水浴降溫，放置至室溫；(2)將FC-3加入步驟(1)製得的液體中，攪拌均勻；(3)將丙二醇、三乙烯四胺、三乙醇胺加入步驟(2)製得的液體中，攪拌均勻；(4)將脂肪醇聚氧乙烯醚加入步驟(3)製得的液體中，攪拌均勻；(5)將巰基苯並噻唑加入步驟(4)製得的液體中，攪拌均勻；(6)出料，包裝。根據GB/T15829.1-15829.4-1995軟釺焊用釺劑》國家標準測定各項性能為實施例1實施例2實施例3參照例tableseeoriginaldocumentpage10參照例為市售同類產品的檢測數據。權利要求1、一種包含助焊劑的鋁合金無鉛焊絲，其特徵在於是由無鉛焊料和助焊劑組成；無鉛焊料佔總重量的98-96％，助焊劑佔總重量的2-4％所說的無鉛焊料包括錫、銀、銅等主合金，並含有0.1-2.0％的鋁、鋅。主合金按重量比的組成如下錫銀合金，錫96.0-99.9％；銀0.1-4.0％；錫銅合金，錫98.0-99.7％；銅0.3-2.0％；錫銀銅合金，錫94.0-99.6％；銀0.1-4.0％；銅0.3-2.0％；所說的助焊劑包括有機羧酸及衍生物活性劑、高沸點溶劑、氟碳表面活性劑、緩蝕劑、水溶性樹脂、溶劑，其重量百分比為有機羧酸及衍生物活性劑10-20％，高沸點溶劑10-15％，氟碳表面活性劑0.1-2％，緩蝕劑0.1-0.4％，水溶性樹脂40-50％，溶劑12.6-39.8％。2、根據權利要求1所說的一種包含助焊劑的鋁合金無鉛焊絲，其特徵在於所說的鋁合金無鉛焊絲中的助焊劑所包含的有機羧酸及衍生物活性劑可以是機單羧酸、二羧酸及其胺鹽或醯胺鹽，包括乙酸、苯甲酸、癸酸、12酸、14酸、16酸、18酸、油酸、檸檬酸、草酸、丁二酸、己二酸、癸二酸、12酸至18酸胺、12酸至18酸醯胺、羥基乙酸、丁二酸、己二酸、癸二酸，氟硼酸鋅、氟硼酸錫、氟矽酸鋅、氟矽酸錫等可選一種或兩禾，以上的復配。3、根據權利要求1所說的二種包含助焊劑的鋁合金無鉛焊絲，其特徵在於所說的鋁合金無鉛焊絲中的助焊劑所包含的高沸點溶劑可以是丙二醇、丙三醇、單乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、二乙烯三胺、三乙烯四胺等可選一種或兩種以上的復配4、根據權利要求1所說的一種包含助焊劑的鋁合金無鉛焊絲，其特徵在於所說的鋁合金無鉛焊絲中的助焊劑所包含的氟碳表面活性劑可以是FC-3、FC-4、FC-5、FSN100、FC4430等可選一種或兩種以上的復配。5、根據權利要求1所說的一種包含助焊劑的鋁合金無鉛焊絲，其特徵在於所說的鋁合金無鉛焊絲中的助焊劑所包含的緩蝕劑可以是改性肌醇六磷酸酯、咪唑啉、苯並三唑、巰基苯並噻唑等可選一種或兩種以上的復配。6、根據權利要求1所說的廠種包含助焊劑的鋁合金無鉛焊絲，其特徵在於所說的鋁合金無鉛焊絲中的助焊劑所包含的水溶性樹脂是脂肪醇聚氧乙烯醚、聚乙二醇400-1500、0P-10或0P-15中的一種。.7、根據權利要求1所說的一種包含助焊劑的鋁合金無鉛焊絲，其特徵在於所說的鋁合金無鉛焊絲中的助焊劑所包含的溶劑可取異丙醇、乙醇或去離子水，可選一種或兩種以上的復配。8、根據權利要求1所說的一種鋁合金無鉛焊絲中的助焊劑的製備方法，其特徵在於它包括以下步驟(1)將助焊劑配方中的有機羧酸及衍生物活性劑溶入溶劑，攪拌均勻，酸鹼中和會有放熱反應出現，注意保持溫度不要超過IO(TC，必要時可用冰水浴降溫，放置至室溫；(2)將氟碳表面活性劑加入步驟(1)製得的液體中，攪拌均勻；(3)將高沸點溶劑加入步驟(2)製得的液體中，攪拌均勻；(4)將水溶性樹脂加入步驟(3)製得的液體中，攪拌均勻；(5)將緩蝕劑加入步驟(4)製得的液體中，攪拌均勻；(6)出料，包裝。上述所說的步驟(1)中的有機羧酸及衍生物活性劑取一種或兩種以上的復配。全文摘要一種包含助焊劑的鋁合金無鉛焊絲及其助焊劑的製備方法，其特徵在於其中無鉛焊料由錫、銀、銅、鋁、鋅合金構成；無鉛助焊劑由下述重量配比的物質組成有機羧酸及衍生物活性劑10-20％、高沸點溶劑10-15％、氟碳表面活性劑0.1-2％、緩蝕劑0.1-0.4％、水溶性樹脂40-50％，其餘為溶劑異丙醇、乙醇，或去離子水。本發明應用於無鉛鋁合金軟釺焊，針對無鉛焊料的特性和焊接工藝特點研製而成，其設計科學、配方合理、工藝性強，具有以下優點1.焊接殘留低，板面乾淨，無松香類樹脂殘留；2.透錫性能好；3.潤溼性好，無拉尖連焊現象；4.對現有的設備工藝適應性強。特別適用於鋁合金漆包線、端子的無鉛軟釺焊。文檔編號B23K35/22GK101244493SQ20081005248公開日2008年8月20日申請日期2008年3月21日優先權日2008年3月21日發明者於耀強,張建輝,韋鐵良申請人:天津市瑞星高新技術發展公司