專利名稱：一種超細焊錫粉原粉的表面處理方法及由此制備的超細粉焊錫膏的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種焊錫粉的處理方法及制備得到的，具體涉及ー種超細焊錫粉的表面處理方法及其由此制備得到的超細粉焊錫膏及焊錫膏的制備エ藝，屬于焊接材料技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
目前，科技發(fā)展日新月異，所有電子產(chǎn)品都朝著輕薄短小的趨勢發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)、通信、消費類電子產(chǎn)品細間距及超細間距表面貼裝技術(shù)的出現(xiàn)對焊錫膏提出了更高的挑戰(zhàn)。在細間距的對應(yīng)下，高精度貼片機、細小元件、超細粉焊錫膏應(yīng)用而生。目前市場上用于焊錫膏配制的焊錫粉型號為Type2 Type4粉，而Type5 Type6·粉則稱為超細粉，超細粉型號越大，其粒徑越小，其表面積越大，焊錫粉氧含量就越高，由此氧化后的超細粉容易跟膏狀的助焊劑發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，從而導(dǎo)致焊錫膏穩(wěn)定性差、焊接性差，并且容易發(fā)生錫球、坍塌等不良現(xiàn)象。這些諸如細間距PCB的印刷和焊接不良等問題一直困擾著SMT工程師。降低細間距PCB的印刷和焊接不良成為當(dāng)前SMT行業(yè)的又一次新的革命。針對上述技術(shù)瓶頸，有效降低超細焊錫粉中的氧含量為解決細間距PCB的印刷問題和焊接不良問題的關(guān)鍵?，F(xiàn)有技術(shù)中針對超細焊錫粉的處理工藝報道也比較少。公開號為CN102357747A的中國專利申請公布了一種超細焊錫粉的無鉛焊錫膏及其制備方法，但是此專利的超細焊錫粉的處理存在以下問題1.焊錫粉與表面處理劑的比例為88. 5 87.0 1.0 2.0，表面處理劑的用量過少，在攪拌操作時不能有效的將超細焊錫粉表面的氧化物清除，由其配制的焊錫膏在焊接時將易產(chǎn)生錫珠、潤濕性差、焊接不良率高的現(xiàn)象。2.處理后的焊錫粉不能存放，需要馬上生產(chǎn)焊錫膏，極大的限制了超細焊錫粉的使用范圍。超細焊錫粉的使用已經(jīng)成為本領(lǐng)域技術(shù)發(fā)展的趨勢，而現(xiàn)有超細焊錫粉因粒徑小，錫粉表面氧含量高，導(dǎo)致潤濕性差。所以焊錫粉表面必需經(jīng)過處理，將其表面的氧化物去除，提高其潤濕性，減少錫珠，降低印刷和焊接不良率。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明申請的發(fā)明人通過實驗證明當(dāng)焊錫粉的氧含量超過150ppm時，無論如何改善焊錫膏中助焊劑的配方，所生產(chǎn)出來的焊錫膏都會出現(xiàn)錫珠、潤濕性差、焊接不良率高等缺陷。從表I可以看出焊錫粉Type5 Type6氧含量都在150ppm以上。超細焊錫粉的生產(chǎn)過程無論是采用超聲霧化法、還是離心分離法，都難以將Type5 Type6超細粉的氧含量控制在150ppm以下。表I.無鉛Sn96. 5Ag3. OCuO. 5焊錫粉不同粒徑氧含量的測試焊錫粉類型粒徑Oim)焊錫粉氧含量(ppm)
Type I150 7577
Type 438 20121
Type 525 15475
Type 615 51698本發(fā)明定義，超細焊錫粉原粉為尚未經(jīng)本發(fā)明下述處理工藝處理且氧含量超過150ppm且粒徑小于25 ii m的超細焊錫粉。為了解決超細粉焊錫膏在使用時出現(xiàn)錫珠多，潤濕性太差，焊接不良率高等問題，本發(fā)明提供了一種超細焊錫粉原粉的處理工藝，大幅度降低超細焊錫粉原粉中的氧含量，從而使適用于超細間距PCB印刷和焊接的I 25 超細粉焊錫膏的使用成為可能。本發(fā)·明還提供由所述處理過的超細焊錫粉制備的焊錫膏及其制備エ藝。本發(fā)明所提供的超細焊錫粉的處理工藝可使處理后超細焊錫粉的氧含量大幅下降，降至150ppm以下，而用其制備得到的焊錫膏在潤濕性、錫珠以及焊接不良率方法均較現(xiàn)有技術(shù)有大幅提升。本發(fā)明目的之ー是提供一種超細焊錫粉原粉的表面處理方法，其包含下述四個步驟a)準備超細焊錫粉原粉；b)使用有機酸處理劑處理超細焊錫粉原粉表面的氧化物，使超細焊錫粉原粉的氧含量低于150ppm得半成品A ；c)將半成品A進ー步用抗氧化處理劑處理，使半成品A表面生成絡(luò)合物膜，得半成品B ;該步驟的目的是防止半成品A被再次氧化。d)將半成品B放入30 40°C烤箱中干燥，充氮氣包裝，得超細焊錫粉。上述表面處理方法中，所述有機酸處理劑由有機酸和有機溶劑組成100 %，其中有機酸處理劑優(yōu)選含有3. 0% 15. 0%重量分數(shù)的有機酸和97. 0% 85. 0%重量分數(shù)的有機溶剤。其中，所述有機酸為一元酸或ニ元酸，為了使超細焊錫粉表面氧化物去除量容易控制，所述有機酸處理劑中的有機酸優(yōu)選為ニ元酸。例如其可以為丙ニ酸、丁ニ酸、戊ニ酸、辛ニ酸、癸ニ酸、酒石酸、衣康酸、十二酸、十四酸、棕櫚酸和硬脂酸中ー種或多種。所述有機溶劑可以為常用的醇類、醚類或酯類，優(yōu)選如下溶劑醇類如甲醇、こ醇、異丙醇、正丁醇、2-こ基(-1-)己醇、ニ甘醇、松油醇、こニ醇、聚こニ醇等；醚類如ニ丁醚、ニこニ醇甲醚、ニこニ醇ニ丁醚、ニこニ醇辛醚等；酯類如甲酸こ酷、甲酸丁酷、甲酸戊酷、醋酸こ酷、雙季戊四醇酯等，溶劑可以是ー種或ー種以上混合物。上述表面處理方法中，所述抗氧化處理劑由抗氧化劑和有機溶劑組成100%，優(yōu)選含有I. 0% 7. 0%重量分數(shù)的抗氧化劑和99. 0% 93. 0%重量分數(shù)的有機溶剤。其中，所述抗氧化劑為苯并三氮唑、甲基苯并三氮唑、甲基咪唑、こ基咪唑、咪唑、苯并咪唑、甲基苯并咪唑、乳酸和こニ胺四こ酸ニ鈉中的ー種或多種。苯并三氮唑類及咪唑類等抗氧化劑與超細粉金屬原子形成共價鍵和配位鍵，生成網(wǎng)狀聚合物，在焊錫粉表面生成一層致密的絡(luò)合物膜，從而使超細粉表面在常溫下不被再次氧化。所述有機溶劑為低沸點易揮發(fā)性溶齊U，優(yōu)選為甲醇、こ醇、異丙醇、苯、甲苯、丙酮和こ酸こ酯中的ー種或多種。上述超細焊錫粉原粉表面處理方法的一種優(yōu)選的實施方式，所述超細焊錫粉原粉表面處理方法包括下述步驟a)準備超細焊錫粉原粉；b)將有機酸與溶劑按重量比(3. 0% 15. 0% ) (97. 0% 85. 0% )用分散機攪拌制備有機酸處理液；將超細焊錫粉原粉倒入不銹鋼容器中，再倒入有機酸處理液，用攪拌棒緩慢攪拌3 5分鐘，處理液加入量以浸沒超細焊錫粉原粉并使超細焊錫粉原粉不暴露于空氣中為準，處理時間根據(jù)有機酸的類型及用量而定，優(yōu)選I 3天；處理完成得半成品A0·
將上層清液分離，如使用難揮發(fā)性溶劑處理液，可用易揮發(fā)性有機溶劑清洗超細粉，所述易揮發(fā)溶劑為己烷、環(huán)己烷、甲醇、こ醇、異丙醇、甲酸こ酷、甲酸丁酷、こ酸こ酷、苯、甲苯、丙酮中ー種或多種；清洗完成后分離上清液；清洗及分離エ序可重復(fù)多次；c)將抗氧化劑與溶劑按重量比(1.0% 7.0%) :(99.0% 93.0% )用分散機攪拌成均勻透明液體；將步驟b)中得到的半成品A倒入不銹鋼容器中，再倒入抗氧化劑溶液，用攪拌棒緩慢攪拌3 5分鐘，抗氧化劑加入量以浸沒半成品A并使半成品A不暴露于空氣中為準，處理時間根據(jù)抗氧化劑的類型及用量而定，優(yōu)選8 36h ;處理完成后得半成品B。d)抗氧化劑處理完成后將上清液分離，將半成品B放入30 40°C烤箱中干燥，干燥時間優(yōu)選為2-3h，干燥后即可得到超細焊錫粉。超細焊錫粉可直接使用或密封袋包裝充氮氣保存。本發(fā)明目的之ニ是提供一種超細粉焊錫膏，該焊錫膏由上述表面處理方法制備得到的超細焊錫粉和助焊劑混合而成，其中所述超細粉焊錫膏由87 91%重量百分數(shù)的超細焊錫粉和9 13%重量百分數(shù)的助焊劑組成100%。上述焊錫膏中超細焊錫粉形態(tài)為球形，其粒徑為I 25 iim，進ー步優(yōu)選為5 20 u m。上述超細焊錫粉為包含錫的合金或合金混合物，如其可以是SnAgCu、SnAg, SnZn,SnBi、SnCu> SnBiCu> SnBiAg 和 SnBiCuSb 中的一種或多種。上述所述超細粉焊接膏中助焊劑中由如下重量分數(shù)的原料組成100% 松香25 55%;觸變劑3 15%;活性劑 3 15%;和溶劑余量。優(yōu)選地，所述的助焊劑由以下質(zhì)量百分含量的原料組成100% 松香48% ；觸變劑8% ；活性劑8% ；溶劑36%。
其中，上述觸變劑為氫化蓖麻油或有機膨潤土 ；上述活性劑為碳原子數(shù)大于等于8、小于等于30的飽和或不飽和、一元或ニ元脂肪酸類，如 CnH2n02、CnH2n_202、CnH2n_402、CnH2lrfO4，其中 8 彡 n 彡 30 ;如辛酸、十二烯基丁ニ酸、十八碳三稀酸、甲基硬脂酸、三十碳烯酸等；或者有機胺的氫鹵酸鹽；上述有機胺的氫齒酸鹽是指有機胺的鹽酸鹽或氫溴酸鹽，其中有機胺可以是伯胺，如こ胺；仲胺，如ニこ胺；叔胺，如三こ胺；也可以使用雜環(huán)胺，如吡啶；芳香胺，如苯胺；脂肪胺，如環(huán)己胺；和含有兩個或多個氨基的化合物，如ニ苯胍。 上述溶劑為ニこニ醇己醚、聚こニ醇或芳香族酷。本發(fā)明還提供一種超細粉焊錫膏的制備方法，其包括如下步驟I)按照本發(fā)明上述所述超細焊錫粉原粉的表面處理方法得到I 25 y m超細焊錫粉；·2)將助焊劑與I 25 y m超細焊錫粉在真空攪拌機中充分攪拌混合均勻，即得超細粉焊錫膏。采用本發(fā)明上述超細粉焊錫膏的制備方法制得的超細粉焊錫膏品質(zhì)高，焊接不良率低，適用于細間距表面焊接技術(shù)。本發(fā)明所述超細焊錫粉處理工藝及制備得到超細粉焊錫膏，與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下技術(shù)優(yōu)勢I)采用本發(fā)明超細焊錫粉可以有效降低焊錫粉中的氧含量至150ppm以下，克服了該領(lǐng)域長久以來想解決而未解決的技術(shù)難題，且處理后的超細焊錫粉可以直接使用也可以保存?zhèn)溆茫浞€(wěn)定性好。2)采用本發(fā)明處理工藝的超細焊錫粉制備得到的超細粉焊錫膏在潤濕性、錫珠以及焊接不良率方面均顯著優(yōu)于參比實施例I組和2組，而導(dǎo)致這種性能差別的原因歸根結(jié)底在于本發(fā)明對焊錫粉的表面處理工藝。3)超細焊錫粉是焊接材料領(lǐng)域發(fā)展的技術(shù)趨勢，利用本發(fā)明超細焊錫粉處理工藝擴展超細焊錫粉的應(yīng)用范圍，具有重要的現(xiàn)實意義。
具體實施例方式以下內(nèi)容是結(jié)合具體的優(yōu)選實施方式對本發(fā)明所作的進ー步詳細說明，不能認定本發(fā)明的具體實施只局限于這些說明。對于本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干簡單推演或替換，都應(yīng)當(dāng)視為屬于本發(fā)明的保護范圍。下述實施例和參比實施例所使用的“份”是指重量份，百分數(shù)是指重量百分數(shù)。實施例I 實施例6本發(fā)明超細焊錫粉原粉的表面處理方法步驟如下a)準備超細焊錫粉原粉；b)使用有機酸處理劑處理超細焊錫粉原粉表面的氧化物，使超細焊錫粉原粉的氧含量低于150ppm得半成品A ；c)將半成品A進ー步用抗氧化處理劑處理，使超半成品A表面生成絡(luò)合物膜，得半成品B ;該步驟的目的是防止半成品A被再次氧化。d)將半成品B放入30 40°C烤箱中干燥，充氮氣包裝，得超細焊錫粉。所述的有機酸處理劑以及處理時間參照表2，所述的抗氧化劑以及抗氧化處理參照表3。表2本發(fā)明實施例1-6超細焊錫粉原粉的表面的有機酸處理
權(quán)利要求
1.一種超細焊錫粉原粉的表面處理方法，所述的超細焊錫粉原粉的粒徑為I 25 μ m，其特征在于，它包括如下步驟 a)準備超細焊錫粉原粉； b)使用有機酸處理劑處理超細焊錫粉原粉表面的氧化物，使超細焊錫粉原粉的氧含量低于150ppm得半成品A ； c)將半成品A進一步用抗氧化處理劑處理，使半成品A表面生成絡(luò)合物膜，得半成品B ； d)將半成品B放入30 40°C烤箱中干燥，充氮氣包裝，得粒徑為I 25μ m的超細焊錫粉。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種超細焊錫粉原粉的表面處理方法，其特征在于，所述超細焊錫粉原粉的粒徑為5 20 μ m,所述的超細焊錫粉的粒徑為5 20 μ m。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種超細焊錫粉原粉的表面處理方法，其特征在于，所述有機酸處理劑由以下重量百分含量的原料組成100% 有機酸3. 0% 15.0% ;和 溶劑97.0% 85.0%; 其中所述有機酸為丙二酸、丁二酸、戊二酸、辛二酸、癸二酸、酒石酸、衣康酸、十二酸、十四酸、棕櫚酸和硬脂酸中的一種或多種； 所述溶劑為甲醇、乙醇、異丙醇、正丁醇、2-乙基-I-己醇、二甘醇、松油醇、乙二醇、聚乙二醇、二丁醚、二乙二醇甲醚、二乙二醇二丁醚、二乙二醇辛醚、甲酸乙酯、甲酸丁酯、甲酸戊酯、醋酸乙酯和雙季戊四醇酯中的一種或多種。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種超細焊錫粉原粉的表面處理方法，其特征在于所述抗氧化處理劑由以下重量百分含量的原料組成100% 抗氧化劑1.0% 7.0%;和 溶劑99.0% 93.0%; 其中，所述的抗氧化劑為苯并三氮唑、甲基苯并三氮唑、甲基咪唑、乙基咪唑、咪唑、苯并咪唑、甲基苯并咪唑、乳酸和乙二胺四乙酸二鈉中的一種或多種； 所述溶劑為甲醇、乙醇、異丙醇、苯、甲苯、丙酮和乙酸乙酯中的一種或多種。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種超細焊錫粉原粉的表面處理方法，其特征在于，所述的步驟b)包括下述步驟將超細焊錫粉原粉倒入不銹鋼容器中，再倒入有機酸處理液，用攪拌棒緩慢攪拌3 5分鐘，處理液加入量以浸沒超細焊錫粉原粉并使超細焊錫粉原粉不暴露于空氣中為準，處理時間根據(jù)有機酸的類型及用量而定。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種超細焊錫粉原粉的表面處理方法，其特征在于，所述的有機酸處理液處理時間為24h-72h。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種超細焊錫粉原粉的表面處理方法，其特征在于，所述的步驟c)包括下述步驟將步驟b)得到的半成品A倒入不銹鋼容器中，再倒入抗氧化劑溶液，用攪拌棒緩慢攪拌3 5分鐘，抗氧化劑加入量以浸沒半成品A并使半成品A不暴露于空氣中為準。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種超細焊錫粉原粉的表面處理方法，其特征在于，所述的抗氧化劑的處理時間為8h-36h。
9.如權(quán)利要求I所述的一種超細焊錫粉原粉的表面處理方法，其特征在于，所述所述步驟d)中干燥所需時間為2-3h。
10.一種由權(quán)利要求I所述的超細焊錫粉和助焊劑組成的超細粉焊錫膏，其特征在于所述超細粉焊錫膏由如下組分組成100% 87 91%重量百分數(shù)的超細焊錫粉；和 9 13%重量百分數(shù)的助焊劑。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的超細粉焊錫膏，其特征在于，所述超細焊錫粉為SnAgCu、SnAg、SnZn、SnBi、SnCu、SnBiCu、SnBiAg 和 SnBiCuSb 中的一種或多種。
12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的超細粉焊錫膏，其特征在于，所述的助焊劑由如下重量百分含量的原料組成100% ； 松香25 55% ； 觸變劑 3 15%; 活性劑 3 15%;和 溶劑余量。
13.一種超細粉焊錫膏的制備方法，其特征在于，它包括如下步驟 1)按照權(quán)利要求I所述的一種超細焊錫粉原粉的表面處理方法得到I 25μ m超細焊錫粉；2)將助焊劑與I 25μ m超細焊錫粉在真空攪拌機中充分攪拌混合均勻，即得超細粉焊錫膏。
全文摘要
本發(fā)明請求保護一種超細焊錫粉原粉的表面處理方法、及其由此制備得到的超細粉焊錫膏及焊錫膏的制備工藝，屬于焊接材料技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明提供的一種超細焊錫粉原粉的表面處理方法包括a)準備超細焊錫粉原粉；b)使用有機酸處理劑處理超細焊錫粉原粉表面的氧化物，使超細焊錫粉原粉的氧含量低于150ppm得半成品A；c)將半成品A進一步用抗氧化處理劑處理，使半成品A表面生成絡(luò)合物膜，得半成品B；d)將半成品B放入30～40℃烤箱中干燥，充氮氣包裝，得超細焊錫粉。制得的超細焊錫粉又與助焊劑組成的超細粉焊錫膏，克服了現(xiàn)有技術(shù)存在的超細粉焊錫膏錫珠多、潤濕性差、細間距PCB印刷和焊接不良率高等技術(shù)缺陷。
文檔編號B23K35/363GK102785038SQ20121026511
公開日2012年11月21日 申請日期2012年7月30日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月30日
發(fā)明者劉明蓮, 吳國齊, 宣英男 申請人:東莞永安科技有限公司