一種用于不銹鋼軟釬焊的固態(tài)助焊劑及制備方法
【技術(shù)領域】
[0001] 本發(fā)明涉及助焊劑領域，尤其是一種用于不銹鋼軟釬焊的固態(tài)助焊劑及制備方 法。
【背景技術(shù)】
[0002] 美國焊接學會（AWS)規(guī)定釬料液相線溫度高于450°C所進行的釬焊為硬釬焊，低 于450°C所進行的釬焊為軟釬焊。軟釬焊主要依靠釬料對母材的潤濕來形成接頭。軟釬焊 是低溫焊接工藝，與硬釬焊相比它具有以下特點：（1)軟釬焊可用烙鐵、噴燈等普通熱源進 行釬焊，易于操作；（2)加熱溫度低，母材金屬的組織性能變化不大，可以使被焊件以任何 方式焊接，其可能發(fā)生的膨脹、強度變化和變形都較?。唬?)釬焊生產(chǎn)率高，一次性能焊接 幾十至幾千個焊縫，易于實現(xiàn)自動化生產(chǎn)；(4)由于使用的釬料熔化溫度低，釬焊時助焊劑 不易被燒焦且適合的焊劑化合物可選擇的范圍廣，性能更優(yōu)。
[0003] 目前市場上有大部分電阻器和電容器的導線采用不銹鋼材料作為引腳，新型的不 銹鋼線引腳耐彎折，韌性強，耐扭轉(zhuǎn)；其耐振性為普通鋼線引腳的3-6倍，電子元器件軟釬 焊接后更可靠，產(chǎn)品使用壽命更長，成本更低；同時，隨著各種電子裝置在外觀美觀、表面質(zhì) 感良好、以及高強度等性能方面的追求，電子產(chǎn)品更多的采用各種表面、強度處理后的不銹 鋼殼體。
[0004] 然而，現(xiàn)有技術(shù)中的不銹鋼軟釬焊技術(shù)因焊接溫度過高而存在諸多難點和缺陷； 同時不銹鋼成分復雜，表面有多種成分和結(jié)構(gòu)的氧化物，軟釬料與不銹鋼材料的潤濕較差， 要實現(xiàn)不銹鋼軟釬焊技術(shù)需要制備出性能優(yōu)異的軟釬焊助焊劑。與此同時，現(xiàn)有技術(shù)中所 公開的不銹鋼用焊接材料和技術(shù)主要集中在硬釬焊，典型的是以礦石、鈦酸鉀、鈦白粉、金 屬鉻化合物、氧化鉍、稀土氧化物或者氟化物，以及碳、硅、錳、磷等成分組合熔煉而成用于 硬釬焊的不銹鋼焊條、焊絲、焊粉等，這些產(chǎn)品在使用過程中焊接溫度高、需要采用電弧焊 等裝備，故而在電子元器件和電子設備殼體的焊接方面并不適用，無法滿足電子產(chǎn)品要求 焊點小、可靠性高、表面平整、焊點光亮等特性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明解決的技術(shù)問題是提供一種用于不銹鋼軟釬焊的固態(tài)助焊劑及制備方法， 能夠有效解決320-420 °C軟釬焊的焊接活性不能滿足實際生產(chǎn)需求的問題，能夠有效解決 助焊性能不穩(wěn)定的問題，能夠有效解決軟釬焊料鋪展狀況差、擴展率低的問題。
[0006] 為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種用于不銹鋼軟釬焊的固態(tài)助焊劑，其特 征在于，以重量百分比計算，該固態(tài)助焊劑包括：
[0007] 有機助溶劑0-68. 5 %，金屬活性劑0-19. 8 % ;酸類活性劑0-39. 8 %，緩蝕劑 0. 1-0. 8%，余量為有機載體；其中，
[0008] 所述有機助溶劑為丙三醇、二甘醇、乙醇胺、乙二胺、三乙醇胺、丁二醇胺、脂肪胺、 二乙胺、二乙烯三胺、3-丙醇胺、聚乙烯亞胺、羥胺、α-羥乙基乙二胺、羥二乙基乙二胺、四 羥乙基二胺、丁二酸胺、N，N-二乙基乙醇胺、四氫糖醇中的一種或多種；
[0009] 所述金屬活性劑為二醋酸二丁基錫、二甲基錫、氯化亞錫、氟化亞錫、氟硼酸錫、氧 化鈦、硫酸鋅、氧化鋅、氟化鋅、氧化鎳、氟化鎳、氯化鎳中的一種或者多種；
[0010] 所述酸類活性劑為一元羧酸、二元羧酸、2-羥基丙酸、蘋果酸、順丁烯二酸、氟硼 酸、氫氟酸、酒石酸、肉桂酸、十一碳二酸、十二碳二酸、L-氨基酸、水楊酸中的一種或多種；
[0011] 所述緩蝕劑為苯并三氮唑、三唑類、咪唑啉類有機物中的一種；
[0012] 所述有機載體為氫化松香、水溶性松香樹脂、聚乙二醇、聚氧化乙烯、聚丙烯、聚丙 烯酰胺、聚丁烯中的一種或多種。
[0013] 上述用于不銹鋼軟釬焊的固態(tài)助焊劑還可具有如下特點，所述固態(tài)助焊劑包括：
[0014]
[0015] 上述用于不銹鋼軟釬焊的固態(tài)助焊劑還可具有如下特點，所述固態(tài)助焊劑包括：
[0016]
[0017] 上述用于不銹鋼軟釬焊的固態(tài)助焊劑還可具有如下特點，所述固態(tài)助焊劑包括：
[0018]
[0019]
[0020] 上述用于不銹鋼軟釬焊的固態(tài)助焊劑還可具有如下特點，所述固態(tài)助焊劑包括：
[0021]
[0022] 另外，本發(fā)明還提供了一種如前所述固態(tài)助焊劑的制備方法，其特征在于，包括如 下步驟：
[0023] 步驟a，以重量比計，將有機助溶劑與金屬活性劑混合攪拌；
[0024] 步驟b，將步驟a配置的溶液中加入酸類活性劑，并靜置24小時；
[0025] 步驟c，將步驟b配置的溶液加熱至140_145°C去除反應過程中帶入或產(chǎn)生的水 分，進而冷卻到室溫，并得到固態(tài)結(jié)晶物；
[0026] 步驟d，將步驟c得到的固態(tài)結(jié)晶物置于反應釜中，加熱并保持溫度為105_120°C， 并攪拌至熔為液態(tài)物質(zhì)；
[0027] 步驟e，將緩蝕劑加入到熔融的液態(tài)物質(zhì)中，持續(xù)攪拌5_30min ;
[0028] 步驟f，將步驟e的液態(tài)物質(zhì)冷卻至溫度90-95 °C，加入有機載體并攪拌 l〇-20min ；
[0029] 步驟g，將步驟f的混合物冷卻到室溫，得到用于不銹鋼軟釬焊的固態(tài)助焊劑。
[0030] 本發(fā)明所制備的助焊劑由有機助溶劑、金屬活性劑和酸類活性劑三者完全反應制 備得到具有去除不銹鋼表層氧化物性能的固態(tài)結(jié)晶物；該固態(tài)結(jié)晶物在70_80°C間發(fā)生固 液態(tài)轉(zhuǎn)變，無刺激性氣味，常溫下為中性物質(zhì)，在焊接被加熱時能分解并能有效去除不銹鋼 表層氧化物和油脂的作用，同時其中添加的金屬離子能與表層的金屬單質(zhì)迅速發(fā)生置換反 應，在其表層覆蓋一層與軟釬料潤濕性良好的金屬結(jié)合層。
[0031] 本發(fā)明助焊劑中添加的金屬活性劑在有機助溶劑與酸類活性劑反應產(chǎn)物中溶解 或均勻分布，軟釬焊接過程中，金屬活性劑以正、負離子態(tài)呈現(xiàn)，與表層裸露的單質(zhì)原子作 用，發(fā)生置換反應并在不銹鋼表層生成新的異種金屬層，該新金屬層與不銹鋼基體能達到 冶金結(jié)合，并與熔融的軟釬料潤濕良好，能促進軟釬料在基體表層的鋪展，提升焊點可靠 性，有效保證焊點服役壽命。
[0032] 本發(fā)明助焊劑的緩蝕劑能夠在焊接完成后，與殘留的腐蝕性離子等物質(zhì)形成穩(wěn)定 的無腐蝕性產(chǎn)物，減少殘留物對焊點接頭以及電子元器件的腐蝕，提高元器件和設備的使 用壽命。
[0033] 本發(fā)明助焊劑的載體為水溶性、易揮發(fā)無殘留有機溶劑，能調(diào)整有機助溶劑、金屬 活性劑和緩蝕劑混合物的狀態(tài)，保證在常溫下呈高強度的固態(tài)，并且在無鉛焊錫絲拉拔工 藝過程中快速固化，無助焊劑溢出現(xiàn)象。
[0034] 本發(fā)明助焊劑，適用于320_420°C范圍內(nèi)的機械自動焊、手工烙鐵焊和應用于較大 電子器件時的火焰噴焊等，能實現(xiàn)對多種成分的不銹鋼電子器件進行軟釬焊。
[0035] 相對于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明上述技術(shù)方案具有如下有益效果：
[0036] 1，本發(fā)明采用有機助溶劑、金屬活性劑與酸類活性劑的反應產(chǎn)物作為助焊劑中的 去膜成分和活性成分，在常溫下呈高強度固態(tài)、低吸潮性、對焊點接頭以及烙鐵頭無腐蝕 性，助焊性能穩(wěn)定；尤其是在320-420°C的軟釬焊溫度下能充分發(fā)揮焊接活性，有效去除不 銹鋼器件的表層氧化物，軟釬焊料鋪展狀況良好，擴展率高。
[0037] 2,本發(fā)明助焊劑中添加金屬活性劑，在焊接過程中同時發(fā)揮去除氧化膜和形成新 金屬單質(zhì)表層的作用，能有效促進無鉛釬料在器件表層的潤濕鋪展，提高軟釬料與基板的 潤濕性能以及焊點強度。
[0038] 3,本發(fā)明采用的有機載體為水溶性且易揮發(fā)的有機物，焊后殘留物少，可用水清 洗。
[0039] 本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點將在隨后的說明書中闡述，并且，部分地從說明書中變 得顯而易見，或者通過實施本發(fā)明而了解。本發(fā)明的目的和其他優(yōu)點可通過在說明書、權(quán)利 要求書中所特別指出的結(jié)構(gòu)來實現(xiàn)和獲得。
【具體實施方式】
[0040] 為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚明白，下文中將對本發(fā)明的實施例 進行詳細說明。需要說明的是，在不沖突的情況下，本申請中的實施例及實施例中的特征可 以相互任意組合。
[0041] 本發(fā)明提供了一種用于不銹鋼軟釬焊的固態(tài)助焊劑，以重量百分比計算，該固態(tài) 助焊劑包括：
[0042] 有機助溶劑0-68. 5 %，金屬活性劑0-19. 8 % ;酸類活性劑0-39. 8 %，緩蝕劑 0. 1-0. 8%，余量為有機載體；其中，
[0043] 所述有機助溶劑為丙三醇、二甘醇、乙醇胺、乙二胺、三乙醇胺、丁二醇胺、脂肪胺、 二乙胺、二乙烯三胺、3-丙醇胺、聚乙烯亞胺、羥胺、α-羥乙基乙二胺、羥二乙基乙二胺、四 羥乙基二胺、丁二酸胺、N，N-二乙基乙醇胺、四氫糖醇中的一種或多種；
[0044] 所述金屬活性劑為二醋酸二丁基錫、二甲基錫、氯化亞錫、氟化亞錫、氟硼酸錫、氧 化鈦、硫酸鋅、氧化鋅、氟化鋅、氧化鎳、氟化鎳、氯化鎳中的一種或者多種；
[0045] 所述酸類活性劑為一元羧酸、二元羧酸、2-羥基丙酸、蘋果酸、順丁烯二酸、氟硼 酸、氫氟酸、酒石酸、肉桂酸、十一碳二酸、十二碳二酸、L-氨基酸、水楊酸中的一種或多種；
[0046] 所述緩蝕劑為苯并三氮唑、三唑類、咪唑啉類有機物中的一種；
[0047] 所述有機載體為氫化松香、水溶性松香樹脂、聚乙二醇、聚氧化乙烯、聚丙烯、聚丙 烯酰胺、聚丁烯中的一種或多種。
[0048] 相應的，本發(fā)明還提供了一種如前所述固態(tài)助焊劑的制備方法，其特征在于，包括 如下步驟：
[0049] 步驟a，以重量比計，將有機助溶劑與金屬活性劑混合攪拌；
[0050] 步驟b，將步驟a配置的溶液中加入酸類活性劑，并靜置24小時；
[0051] 步驟c，將步驟b配置的溶液加熱至140-145°c去除反應過程中帶入或產(chǎn)生的水 分，進而冷卻到室溫，并得到固態(tài)結(jié)晶物；
[0052] 步驟d，將步驟c得到的固態(tài)結(jié)晶物置于反應釜中，加熱并保持溫度為105_120°C， 并攪拌至熔為液態(tài)物質(zhì)；
[0053] 步驟e，將緩蝕劑加入到熔融的液態(tài)物質(zhì)中，持續(xù)攪拌5_30min ;
[0054] 步驟f，將步驟e的液態(tài)物質(zhì)冷卻至溫度90-95 °C，加入有機載體并攪拌 l〇-20min ；
[0055] 步驟g，將步驟f的混合物冷卻到室溫，得到用于不銹鋼軟釬焊的固態(tài)助焊劑。
[0056] 相應的，本發(fā)明提供了如下多個具體實施例（需要說明的是：以下實施例組分含 量均以重量百分比計）；
[0057] 實施例1
[0058] -種用于不銹鋼軟釬焊的固態(tài)助焊劑，原料