專利名稱：無鉛焊錫膏的制作方法
無鉛焊錫膏
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于電子及微電子電路焊接領(lǐng)域中的一種焊錫，尤其是在焊接過程 中，當(dāng)焊錫熔化之后，通過實(shí)現(xiàn)從有顏色到無顏色的轉(zhuǎn)換來增加肉眼進(jìn)行識(shí)別 的新型焊錫。
背景技術(shù)：
焊錫膏一般是由低熔點(diǎn)的焊錫粉和助焊劑混合而成的。焊錫膏通過熔融的 焊錫粉濕潤(rùn)零件表明，凝固成形具有機(jī)械強(qiáng)度的焊點(diǎn)來焊接電子元件的。應(yīng)用 在電子行業(yè)中的焊錫粉，應(yīng)當(dāng)是堅(jiān)固的和無腐蝕的，同時(shí)要具有一定的導(dǎo)電性 能，傳統(tǒng)的用于電子聯(lián)裝的錫鉛焊料，由于具有上述的優(yōu)良特性。例如結(jié)合 點(diǎn)具有優(yōu)良的機(jī)械性能和焊錫膏的潤(rùn)濕性。然而在近些年來，各國(guó)都增強(qiáng)了環(huán) 境保護(hù)意識(shí)并通過立法來控制污染環(huán)境的行為，錫鉛或者其他含鉛焊料由于其 具有嚴(yán)重的環(huán)境污染，所以已經(jīng)被現(xiàn)在的無鉛焊錫所取代。
現(xiàn)在使用的有鉛焊錫和無鉛焊錫，通過人的目視來看，上述的而這沒有明 顯的區(qū)別，兩種類型的焊錫膏在回流前后都具有相同的顏色。因此，通過肉眼 檢查并區(qū)分上述的兩種焊錫膏的方法是不可靠的。這樣在實(shí)際使用的過程中， 由于現(xiàn)在的焊錫處于兩種成分同時(shí)使用的情況，就有可能出現(xiàn)將無鉛焊錫混入 有鉛材料中，最終導(dǎo)致電子產(chǎn)品的不合格。
在有些相關(guān)的技術(shù)文獻(xiàn)中曾經(jīng)報(bào)道過多種通過在焊錫中添加燃料的方法， 來幫助檢測(cè)焊后的產(chǎn)品的技術(shù)。這樣的物質(zhì)包括一種有色的燃料，可以在焊后
的元件上留下有色的殘余。在美國(guó)專利5650020中，公開了一種會(huì)產(chǎn)生一種彩 色薄膜的材料。但是這種有色薄膜可能被后續(xù)的焊接操作所干擾，可能會(huì)從焊 后的產(chǎn)品的表面上被消除。在美國(guó)專利4670298中公開了一種在焊錫成分中含 有一種可以被紫外燈照亮的熒光燃料，用來檢査焊接的品質(zhì)，但是這種焊錫在 使用的時(shí)候，確沒有明顯的顏色區(qū)別用于肉眼的識(shí)別。由于上述原因的，需要 一種技術(shù)，用肉眼可以非常容易的將無鉛焊錫和有鉛焊錫區(qū)分開來的新型焊錫

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種可以通過肉眼進(jìn)行識(shí)別，同時(shí)具有通過光線照射 進(jìn)行識(shí)別的新型焊錫。特別是其在使用之前的固體狀態(tài)下具有一定的顏色，但 是當(dāng)焊接是焊錫熔融之后，這種顏色消失，但是有可以通過光線照射后具有熒 光顯示用于識(shí)別不同種類的焊錫。
為達(dá)到上述的技術(shù)目的，本發(fā)明采用的技術(shù)解決方案包括以下內(nèi)容上述 的焊錫膏中包含以下成分包含錫粉，其中包含至少一種熒光染料和至少一種 有色的染料的助焊劑；經(jīng)過回流熔融之后，其中的有色染料將變成無色。但是 其中的熒光染料保持原有的特性，在紫外線燈的照射下可以發(fā)出熒光。
其成分中包含至少80%以上的錫粉，錫粉成分的微粒直徑為25—45微米， 錫粉中的錫含量在85%以上。
其中的錫粉成分中至少包含有下列金屬或者其化合物中的一個(gè)，錫、鉍、 金、鍺、銀、鎵、銻、銦、鋅、銅、磷、硅、及它們的化合物。
其中包含的助焊劑的含量不能少于5%，助焊劑中有0.2%的成分為至少一 種有色熱解染料，助焊劑中有0.01%的成分為至少一種熒光染料，助焊劑包含 有可以影響焊錫膏熔融之后的流動(dòng)性的成分。
無鉛焊錫膏的組成，無鉛焊錫膏中包含至少80—95%的至少兩種金屬成分 的錫粉，另外的5—20%為助焊劑，其中包括增加粘稠性的松香原料、至少一種 有機(jī)酸、改變流動(dòng)性的成分、至少一種有色原料、至少一種熒光原料；經(jīng)過熔 融回流之后，焊錫膏中的有色染料將變成無色，焊錫膏中的熒光染料保持原有 的特性，在紫外線燈的照射下，發(fā)出熒光。
其中可以改變粘稠性的原料是一種氫化松香。
助焊劑中還包含有表面活性劑，表面活性成分是從下列成分中選擇的，乙 氧基胺、鏈烷醇胺、異丙醇或者它們得混合物。
無鉛焊錫膏的組成，其中包含85—91的錫粉，錫粉中的組份包括錫、銀、 銅；其中的另外部分為助焊劑，添加的含量在9一14%，助焊劑的組成，45 — 50 %的氫化的松香，大約2—6%的改變流動(dòng)性的成分，1 —15%的表面活性物質(zhì)， 0.2—4%的至少一種綠色染料，0.01—4%的至少一種熒光染料，經(jīng)過熔融回流 之后，其中的綠色染料將變成無色，，焊錫膏中的熒光染料保持原有的特性，在 紫外線燈的照射下，發(fā)出熒光。
其錫粉的組成成分為85—99%的錫，2 — 6%的銀，0.1—2%的銅。 助焊劑中還包括可塑成分，改變流動(dòng)性的成分重量比在1一30%，助焊劑中 含有的化合物重量比在10—60%，可溶解與乙二醇醚。
在本發(fā)明中使用的紫外線燈的波長(zhǎng)為200nm—400nm的紫外光。
通過采用上述的技術(shù)解決方案，本發(fā)明獲得了以下技術(shù)優(yōu)點(diǎn)和效果通過
采用在焊錫中添加有色染料和熒光染料的方式，利用熱解有色染料在熔融之后
變成無色，但是這種無色的焊點(diǎn)通過紫外光照射后可以發(fā)出熒光，這樣可以實(shí)
現(xiàn)使上述的焊錫在使用的前后通過不同的方式來進(jìn)行識(shí)別，可以有效的防止整
個(gè)使用過程中造成無鉛焊錫和有鉛悍錫不易識(shí)別的問題；通過采用將上述的兩
種染料混合在助焊劑中，然后再混合在焊錫粉中的方式使上述的染料可以非常
方便的添加在上述的焊錫中，同時(shí)通過調(diào)整添加在助焊劑中的不同的含量的染
料，可以調(diào)整上述的焊錫在使用中的顏色和效果；通過采用在助焊劑中添加可
以調(diào)整提髙粘度的原料， 一般采用添加松香，這種松香最好采用氫化松香，通
過添加上述的原料，可以明顯改善焊錫在焊接過程中的性能，保證使用中的效
果另外在上述的助焊劑中添加觸變劑或者成為增塑劑，可以采用的原料例如-
蓖麻蠟，使用上述的觸變劑或者增塑劑，可以保證上述焊錫在焊接的過程中， 不會(huì)子阿回流焊接后的焊點(diǎn)表面殘留不溶的無機(jī)物質(zhì)；另外在上述的助焊劑中
還添加有增塑劑(蓖麻油、樹脂)、溶劑(乙二醇醚)、有機(jī)酸。
具體實(shí)施方式

本發(fā)明中所述的焊錫中包括以下的組分 重量比80—95%的成分是包含至少兩種組分的焊錫粉； 其余重量比5—20%的成分包括一種松香稠化劑、至少一種有機(jī)酸、 一種觸 變劑、至少一種燃料和一種熒光染料組成的助焊劑。 在其中的焊錫粉中包含錫、銀和銅三種組份。 在其中的助焊劑中包含以下組份-重量比45—50%的氫化松香； 重量比2—6%的觸變劑；
重量比1 —15%的活性劑；
重量比0.2—0.4的至少一種染料；
重量比0.01—0.4%的至少一種熒光染料。
上述的成分組成的焊錫膏在使用的時(shí)候通過熔融之后，經(jīng)歷一個(gè)從有色到 無色的過程，而且使用紫外線燈照射會(huì)發(fā)出熒光。這樣就可以使上述的焊錫在 焊接之前具有肉眼可以識(shí)別的色彩，熔融之后其中的熱解染料分解失去顏色， 使其外觀與普通的焊錫相同，但是通過紫外線燈照射之后，可以通過是否發(fā)出 熒光來識(shí)別上述的焊錫的種類。
下面是對(duì)上述的各種組分的具體說明-
本發(fā)明提供一種適用于電子和微電子電路焊接的有色無鉛焊錫膏，這種無 鉛焊錫膏是由焊錫粉和助焊劑混合而成的，至少包含重量比80%的焊錫粉，比 較合適的添加比例為80—95%，最佳的添加比例為86—91%;另外的部分是至 少重量比5%的助焊劑，比較適合的范圍是5—20%，最佳的添加比例是9一14 %。
焊錫粉中包含的主要成分為錫、鉍、金、鍺、銀、鎵、銻、銦、鋅、銅、 磷、硅、及它們的化合物，可以在上述的成分中選出的至少一種金屬成分作為
焊錫粉。上述的焊錫粉顆粒的直徑大約在10—100微米，比較適合的范圍是25 一45微米。下面使一種比較通用的焊錫粉的合金組份，其中包括85%的錫，比 較適合的范圍是85 — 100%,最佳的添加范圍是95—97%。
焊錫粉另外也可以在錫、鉍、金、鍺、銀、鎵、銻、銦、鋅、銅、磷、 硅、及它們的化合物中，選出的至少兩種成分。下面是其中一種比較適合的組 份是包含錫、銀、銅三種成分組成。比較好的焊錫粉成分中包含至少85%的錫， 至少0.1%的銀，和至少0.3%的銅。適合的組份范圍是85—99%的錫，2—6% 的銀和0.1—2%的銅。最佳的比例范圍是95—97%的錫，2—5%的銀和0.3—1 %的銅。
助焊劑中包含至少一種有色染料，適合的染料應(yīng)該與焊錫膏相容，并且肉 眼很容易分辨識(shí)別、不影響焊接工序和后續(xù)的檢查，有色染料的顏色是可以變 化的，這種變化是通過受熱之后，該染料熱解之后即可變成無色。適用與本發(fā) 明的染料是熱解材料，而且溫度降細(xì)高的熔點(diǎn)范圍內(nèi)，顏色會(huì)消失。由于是熱 解材料，焊錫膏會(huì)經(jīng)歷一個(gè)從有色到無色的金屬狀態(tài)的顏色變化。本發(fā)明技術(shù) 生產(chǎn)的熔融溫度的范圍是140—260攝氏度，比較適合的范圍是180—230攝氏 度，最佳的溫度范圍是200—220攝氏度。至于上述的熱解染料所使用的顏色可 以為多種顏色，在染料的使用中，主要是考慮熱解的性能，所以可以使用所有
肉眼可以分辨的各種顏色進(jìn)行添加。
上述的助焊劑包含的至少一種有色染料，其重量比是0.2%以上，比較適 合的范圍是0.2—4%,最佳的比例是0.5—2%。
助焊劑中也包含至少一種熒光染料，適宜的熒光染料會(huì)使焊錫膏在回流焊 候，用紫外線燈照射會(huì)發(fā)出熒光。上述的這些染料可以采用不同的顏色，例如: 藍(lán)色、綠色、紅色等，只要是符合上述要求熱解性能的染料，都可以使用在助 焊劑中添加。適合使用的熒光染料要具有熱溫度性，在焊錫膏合金處于熔融溫 度范圍內(nèi)及焊錫膏的存儲(chǔ)期內(nèi)不會(huì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。
助焊劑也包含至少一種熒光染料。其重量比在0.01%以上，比較適合的范 圍是0.01—4%，最佳的添加比例是0.01—2%。
助焊劑和包含稠化劑，例如松香。松香也可采用氫化松香，也可以是合 成的或者天然的松香，。助焊劑也包含重量比至少20%的稠化劑。比較適合的范 圍是30—60%，最佳的比例是45—50%。
助焊劑也包含至少一種有機(jī)酸，例如脂肪酸，羥酸，或者其化合物?？?以采用的脂肪酸的種類如下，例如丁二酸、苯基丁二酸、己二酸、辛二酸及
其化合物。
助焊劑中包含至少一種觸變劑或者稠化劑。這種觸變劑可以增加助焊劑的 粘度，并作為懸浮劑以阻止焊錫膏中的錫粉的沉降、適宜的觸變劑材料包括例
如蓖麻蠟，不會(huì)在回流焊的焊點(diǎn)的表面殘留不溶的無機(jī)物質(zhì)。 一般的助焊劑
包含至少1%的以上的觸變劑。適宜的含量范圍是2—6%，最佳的范圍是3 — 5%。
助焊劑也包含至少一種活性劑或者表面活性劑。適宜的活性劑包括乙氧基 胺、鏈烷醇胺、異丙醇或者它們得混合物，助焊劑包含至少l。/^以上的活性劑。
適合的范圍是1一30%,助焊劑包含鏈烷醇胺，例如三羥乙基胺的適宜的范圍
是1—3%。
助焊劑也包含增塑劑。如蓖麻油，樹脂，脂肪酸脂或者其化合物。增塑劑 可以是合成的或者天然的。助焊劑中的增塑劑的含量重量比至少為1%以上，適
宜的含量范圍是1一30%，最佳的范圍是l一15%。
無鉛焊錫膏，可溶解于乙二醇醚，(助焊劑中溶劑的含量至少為5%以上， 適宜的含量范圍是10—60%，本發(fā)明中所使用的溶劑為乙二醇醚，適宜的范圍 是10—60%。
無鉛焊錫膏的生產(chǎn)過程是先生產(chǎn)包含至少一種染料和至少一種熒光染料 的助焊劑，準(zhǔn)備至少包含一種合金組份的錫粉，然后，將錫粉加到盛有助焊劑 的容器中，攪拌均勻即可。
在上述的詳細(xì)描述中，本發(fā)明中所闡述的與特點(diǎn)的表面現(xiàn)象有關(guān)聯(lián)，許多 的細(xì)節(jié)只是為了說明本發(fā)明的目的和使用以及配置的方法。對(duì)本行業(yè)中的普通 技術(shù)人員來講，通過這些數(shù)據(jù)和配置方法等信息，可以簡(jiǎn)單的推斷出多種類似 數(shù)據(jù)和使用方法配置方法。但是這些都屬于在本發(fā)明的提示之下做出的，所以 也屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1、無鉛焊錫膏，其特征在于包含錫粉，其中包含至少一種熒光染料和至少一種有色的染料的助焊劑；經(jīng)過回流熔融之后，其中的有色染料將變成無色。但是其中的熒光染料保持原有的特性，在紫外線燈的照射下可以發(fā)出熒光。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的無輸焊錫膏，其特征在于其成分中包含至少80% 以上的裼粉，錫粉咸分的徽粒直徑為25—45微米，錫粉中的錫含量在85 %以上。
3、 根據(jù)權(quán)利要求i所述的無鉛焊錫膏，其特征在于其中的錫粉成分中至少 包含有下列金屬或者其化合物中的一個(gè)，錫、鉍、金、鏡、銀、嫁、銻、 、鋅、銅、磷、硅、及它們的化合物。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的無鉛焊錫膏，其特征在于其中包含的助焊劑的含 量不能少子5%,助爆劑中有0.2%的成分為至少一種有色熱解染料，助爆 劑中有(X01M的成分為至少一種焚光染料，助爆劑包含有可以影響爆錫膏 熔融之后的流動(dòng)性的成分。
5、 根據(jù)權(quán)利要求14所述的無銀燥錫膏，其特征在子無銀爆錫膏的組成，無 錯(cuò)燥錫膏中包含至少80—95%的至少兩種金屬成分的錫粉，另外的5—20 %為助焊劑，其中包括增加粘稠性的松香原料、至少一種有機(jī)酸、改変流動(dòng)性的成分、至少一種有色原料、至少一種熒光感料；經(jīng)過熔融回流之后，焊錫膏中的有色染料將變成無色，w w n 11s的t光染料保持原有的特性， 在紫外線燈的照射下，發(fā)出熒光。
6、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的無鉛焊錫膏，其特征在亍其中可以改變粘稠性的 原料是一種氨化松香。
7、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的無鉛焊錫膏，其特征在于助焊劑中還包含有表面活性劑，表面活性成分是從下列威分中選擇的，乙氧基胺、鏈烷醇胺、異 或者它們得混合物。
8、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的無鉛焊錫膏，其特征在子無鉛輝錫膏的組成，其 中包含85 —91的錫粉，錫粉中的組份包括錫、銀、銅；其中的另外部分為助焊劑，添加的含量在9—14%，助焊，』的組成，45—50%的氣化的松香， 大約2—6%的改變流動(dòng)性的成分，1 —!5%的表面活性物質(zhì)，0.2—4%的至 少一種綠色染料，0.(M—4K的至少一種熒光染料，經(jīng)過熔融回流之后，其 中W綠色染料將變成無色，爆錫；，屮W i光染料保持原有的特性，在綮外 線燈的照射下，發(fā)出費(fèi)光。
9、根據(jù)權(quán)利要求8所述U:H KIVW。' "1'"" :"錫粉的組成成分為 85—，％的錫，2—61 10、根據(jù)權(quán)利要求8所述的無銀燥錫膏，其特征在亍助憚荊中還包括可塑成分， 改變流幼性的成0'4'fii比f(wàn)f 1—30%,助爆劑中含有的化合物屮VU " (o -60%, w溶解'、醇繼。
全文摘要
本發(fā)明屬于電子及微電子電路焊接領(lǐng)域中的一種焊錫，尤其是在焊接過程中，當(dāng)焊錫熔化之后，通過實(shí)現(xiàn)從有顏色到無顏色的轉(zhuǎn)換來增加肉眼進(jìn)行識(shí)別的新型焊錫。上述的焊錫膏中包含以下成分包含錫粉，其中包含至少一種熒光染料和至少一種有色的染料的助焊劑；經(jīng)過回流熔融之后，其中的有色染料將變成無色。但是其中的熒光染料保持原有的特性，在紫外線燈的照射下可以發(fā)出熒光。本發(fā)明可以提供一種可以通過肉眼進(jìn)行識(shí)別，同時(shí)具有通過光線照射進(jìn)行識(shí)別的新型焊錫。特別是其在使用之前的固體狀態(tài)下具有一定的顏色，但是當(dāng)焊接是焊錫熔融之后，這種顏色消失，但是有可以通過光線照射后具有熒光顯示用于識(shí)別不同種類的焊錫。
文檔編號(hào)B23K35/22GK101112736SQ20061003665
公開日2008年1月30日 申請(qǐng)日期2006年7月24日 優(yōu)先權(quán)日2006年7月24日
發(fā)明者李維克 申請(qǐng)人:科利泰電子(深圳)有限公司