[发明专利]一种热镀锡和锡合金的自析熔剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于冶金化工领域，涉及软钎焊，尤其是一种热镀锡和锡合金的自析熔剂及其制备方法。

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。

现有的热镀覆工艺只能在铝及铝合金表面上镀覆锌层而无法直接镀复锡或锡合金的镀层。

通过检索，发现了若干篇与本专利申请内容相关的专利文献，其中，公开号为CN1035073的中国专利提供了一种关于铝及铝合金软钎焊助焊剂的配方，要解决的问题是研制去膜剂、覆盖剂和界面活性剂，使钎焊温度低于350℃，并能拉制活性芯软钎焊丝。本发明的成分（重量百分比）为：含氨基有机物氟硼酸盐1~50，重金属氟硼酸盐0.5~50，氨基醇10~98。本发明也适用于不锈钢、镍基合金、铁镀锌、铜及铜合金等材料，尤其适于上述材料制成的灯头的软钎焊。

公开号为CN101204762的中国专利提供了一种铝及铝合金用软钎焊金属置换型无铅焊助焊剂，它由下述重量百分比组成：可被铝还原的金属盐：5~50%、去膜剂：10~50%、润湿剂：3~40%、活化剂：3~20%、表面活性剂：1~15%、缓蚀剂：2~20%和余量为载体（如聚乙二醇）等组成。本发明在焊接温度上与无铅焊料有极佳的匹配效果，其适用于与无铅焊料制成焊丝或焊膏。焊后焊接强度高，扩展率好，属环保型助焊剂，具有对铝及铝合金焊接的缓蚀保护且制备方法简单易行，当然本例也可用于不锈钢、镀锌铁、镍合金、铜及铜合金等材料的无铅软钎焊，同样具上述效果。

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。本发明应用于无铅铝合金软钎焊，针对无铅焊料的特性和焊接工艺特点研制而成，其设计科学、配方合理、工艺性强，具有以下优点：１．焊接残留低，板面干净，无松香类树脂残留；２．透锡性能好；３．润湿性好，无拉尖连焊现象；４．对现有的设备工艺适应性强。特别适用于铝合金漆包线、端子的无铅软钎焊。

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。该助焊剂常温下呈固态，具有较好的挺度，并具有活性高、制备工艺简单、显著改善钎料的可焊性和焊点洁净等特点，适用于制造芯内含助焊剂的焊锡丝并对铝及铝合金进行软钎焊。

综上，在现有已公开的专利与报道过的科研论文中，铝助焊剂其活性剂都沿用重金属的混合氟硼酸盐为基础，然后混以有机羟胺或氟硼酸铵而组成液态的焊剂。在实际使用中，为了能够适用于灌注焊锡丝药芯，都在其中添加无活性的树脂或高碳的聚醇，即使如此，也只能制成半固态粘稠状的助焊剂，不但大大降低了助焊剂的活性，而且也不能得到熔点适当的固态助焊剂。

发明内容