[发明专利]一种用于铝及铝合金软钎焊的焊锡丝及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于冶金化工领域，涉及软钎焊，尤其是一种用于铝及铝合金软钎焊的焊锡丝及其制备方法。

背景技术

钎焊是电子工艺技术中将铝-铝连接、铝-铜连接的常见方法，通常分为硬钎焊和软钎焊两类：以450℃的钎焊温度作为分界，高于此温度的工艺称为硬钎焊，低于此温度则称为软钎焊，其中，硬钎焊由于工艺温度较高，用在电子、电器某些产品的连接工艺中有较大局限性；软钎焊的钎焊温度低，钎焊过程对产品的热影响小。软钎焊中的烙铁钎焊，由于其操作灵活、方便等特点，更是最常用到的操作工艺，而这种操作工艺通常都需配合使用具有助焊功能的药芯焊锡丝，在使工艺简化的同时，助焊剂量可根据不同金属或实际使用情况进行调控。

铝的导电与导热性略逊于铜，但其比重小（只及铜的1 / 3），因此，铝的性价比相对于铜更占有很大的优势，作为导电材料，越来越多的铜器件的基材已被铝及铝合金所取代，但铝及铝合金表面覆盖一层致密的氧化膜，铝氧化膜很稳定且较难去除，由此，如何使铝及铝合金和其他金属器件之间高效、可靠的连接技术却成为了工艺上较大的障碍。

铝软钎焊的关键工序是需要迅速、有效地去除这层氧化膜，由此对作为焊锡丝药芯的助焊剂的要求是：在常温下呈固态，便于助焊剂能稳定保存在焊锡丝芯内；助焊剂的活性高，去氧化膜能力强、焊后残渣腐蚀性小。出于环保要求，作为药芯焊锡丝的钎料合金不应含铅、镉等有毒元素。

通过检索，发现几篇与本专利申请内容相关的专利文献，其中，公开号为CN1398695的中国专利提供了一种用于供电器、电光源、通讯、仪表等电子设备中铝及铝合金的铝焊锡丝，内芯为焊剂，外层为合金焊料。外层的合金焊料按重量百分比由25~35%的锡和65~75%的铅组成；内芯的焊剂按重量百分比由5~20%氟硅酸重金属盐，5~20%氟硼酸重金属盐，60~80%多乙烯多胺，5~10%凡士林组成；外层的合金焊料和内芯的焊剂按重量百分比合金焊料为97.5~98.2%，焊剂为1.8~2.5%。

公开号为CN 101244493的中国专利提供了一种包含助焊剂的铝合金无铅焊丝及其助焊剂的制备方法，其特征在于其中无铅焊料由锡、银、铜、铝、锌合金构成；无铅助焊剂由下述重量配比的物质组成：有机羧酸及衍生物活性剂10~20%、高沸点溶剂10~15%、氟碳表面活性剂：0.1~2%、缓蚀剂：0.1~0.4%、水溶性树脂：40~50%，其余为溶剂：异丙醇、乙醇，或去离子水。该助焊剂含大量对润湿性有不良作用的水溶性树脂，钎焊时的润湿性不好。

公开号为CN 101412168的中国专利提供了一种铝钎焊焊锡丝芯用助焊剂及其制备方法。该助焊剂用于铝及铝合金软钎焊的焊锡丝内芯，以重量百分比计，其配方组成为：改性松香14~28%、氟硼酸铵12~24%、有机胺38~56%、锌源4~10%、亚锡盐0.5~8%、氟表面活性剂0.1~2%。锌源为锌盐、锌粉或活性氧化锌；亚锡盐为无机亚锡盐或有机酸亚锡；氟表面活性剂为FC4430、FC4432、F5010、FSN-100、F501、F502和FS-300中的1~2种。该助焊剂中以松香作为载体，对润湿性起不良作用。

经对比，上述专利文献与本专利申请内容有较大不同，其主要表现在：在用上述钎料合金制作钎焊的铝及铝合金接头时，由于钎料同母材电极电位的巨大差异，很容易产生电化学腐蚀，钎焊接头抗腐蚀性很差，并且后两篇专利文献所公开的助焊剂内含大量对润湿性起不良作用的载体，如水溶性树脂和松香，使助焊剂润湿性不好。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术不足之处，提供一种绿色环保、含锌量较高的无铅锡锌或锡锌铋合金作为外层钎料合金的用于铝及铝合金软钎焊的焊锡丝及其制备方法。

本发明解决其技术问题是采取以下技术方案实现的：

一种用于铝及铝合金软钎焊的焊锡丝，包括由外层的钎料合金和助焊剂两部分组成，助焊剂可灌注于焊锡丝中作为焊锡丝内芯，组成外层钎料合金的原料组分及重量百分比为：锡84~92%，锌7~13%，铋0~3%。

而且，组成所述助焊剂的原料组分及重量百分比为：

重金属氟化物活性剂                        5~15%

多羟乙基胺和/或多羟甲基胺的氢氟酸盐       85~95%。

而且，所述重金属氟化物活性剂选自氟化锌、氟化亚锡、氟化铋以及氟化铜任意两种以上的组合。

而且，所述多羟乙基胺和/或多羟甲基胺的氢氟酸盐通过多羟乙基胺和/或多羟甲基胺与氢氟酸反应制得，其制备步骤为：