專利名稱：晶體管引線熱浸錫用助焊劑的制作方法
塑封晶體管外引線易焊性的實(shí)現(xiàn)方法之一是熱浸錫，熱浸錫工藝需要使用助焊劑來提高易焊性質(zhì)量。助焊劑的作用以化學(xué)反應(yīng)為主，必須具有熔解或溶解金屬氧化膜的反應(yīng)能力(化學(xué)活性)和起到防止氧化、減少界面張力、提高焊料對(duì)母材表面潤濕性的作用。
現(xiàn)有晶體管熱浸錫用助焊劑多由無機(jī)酸和無機(jī)鹽組成，其典型組分及配比如下(重量比)ZnCl240％鹽酸 3％H2O 57％其PH值＝1-2。在生產(chǎn)實(shí)踐中，發(fā)現(xiàn)該助焊劑配方腐蝕性較強(qiáng)，除去金屬氧化膜的能力強(qiáng)，但對(duì)焊料潤濕性能的改善欠佳。在晶體管熱浸錫中易產(chǎn)生較多的“拉尖”，浸錫高度不夠，焊錫層不飽滿、不光滑、時(shí)間稍長焊錫層易發(fā)暗等弊病。
本發(fā)明的目的在于提供一種化學(xué)活性以及潤濕性良好、防止浸錫母材和焊料氧化性能好的助焊劑。
本發(fā)明的技術(shù)方案包括助焊劑的組份、配比以及其PH值，其組份及配比如下(重量比)(1)無水氯化鋅 5-10％；(2)聯(lián)氨酸鹽(NH2NH2X) 5-10％其中X可以為一種或幾種氫鹵酸；(3)乙二醇單乙基醚 0.5-10％(4)余量為水；其PH值為5-6。
其進(jìn)一步的特征是所說氫鹵酸為鹽酸或氫溴酸。
在上述組方中，氯化鋅的化學(xué)活性強(qiáng)，除去氧化膜的能力強(qiáng)，熱穩(wěn)定性較好。聯(lián)氨酸鹽化學(xué)活性較弱，其僅在焊接溫度時(shí)呈活性，其分解蒸發(fā)的氣體對(duì)母材及焊料的表面起保護(hù)作用，防止母材及焊料氧化，從而起到助焊作用。乙二醇單乙基醚的主要作用是減小熔融錫和助焊劑之間的界面張力，提高熔融錫的潤濕性。由上述可以看出，本助焊劑的組份及配比較全面地滿足本發(fā)明目的。
長期以來，晶體管熱浸錫用助焊劑普遍使用腐蝕性助焊劑，PH值普遍小于2，呈強(qiáng)酸性及強(qiáng)腐蝕性。如前所述，其優(yōu)點(diǎn)是化學(xué)活性強(qiáng)，但其對(duì)防止母材或焊料氧化的性能以及焊料的潤濕性能不佳。由此產(chǎn)生“拉尖”、連條、焊錫層質(zhì)量粗糙等弊病，合格率普遍較低。本發(fā)明中最重要的是兩點(diǎn)其一，本發(fā)明組方中利用堿性的NH2NH2(聯(lián)氨)和氫鹵酸的水溶液配制成PH值緩沖系統(tǒng)；其二，本發(fā)明將助焊劑的PH值由長期以來普遍小于2，提高到PH＝5-6，偏中性。由此兩點(diǎn)造成的優(yōu)越技術(shù)效果在于NH2NH2(又稱聯(lián)氨或水合肼)一方面在高溫下產(chǎn)生的氣氛具有還原性，可以在熱浸錫過程中保持母材(晶體管外引線)新鮮表面不被氧化，確保焊料和母材的結(jié)合力良好，起到助焊作用。其另一方面NH2NH2和氫鹵酸的水溶液配制成PH＝5-6的緩沖系統(tǒng)，具有控制PH值的作用，可以克服因晶體管外引線在浸漬助焊劑以前經(jīng)鹽酸溶液浸酸腐蝕及水洗之后帶入助焊劑槽中的殘留鹽酸導(dǎo)致的助焊劑變質(zhì)，這樣的PH值緩沖溶液特別適用于連續(xù)大生產(chǎn)的自動(dòng)浸錫機(jī)。
本發(fā)明經(jīng)專利申請(qǐng)人用于塑封晶體管T0-92封裝等的外引線熱浸錫，得到光滑明亮、無“針孔”、麻點(diǎn)、連條以及“拉尖”之類不良品的焊錫層。在700個(gè)/分鐘浸錫速度的自動(dòng)浸錫機(jī)連續(xù)化生產(chǎn)中使用該助焊劑，易焊性優(yōu)良，浸錫層高度一致，焊料層結(jié)合牢固，焊料層厚度4微米，浸錫質(zhì)量穩(wěn)定，合格率99.9％以上，具有優(yōu)良的技術(shù)效果。當(dāng)PH值低于5或高于6，本發(fā)明組份及配方的助焊劑效果變差，合格率降低。因此由聯(lián)氨和氫鹵酸組成的偏中性緩沖溶液以及其PH值控制在5-6是本發(fā)明的重要特征。
其次，在組方中經(jīng)比較選擇，加入乙二醇單乙基醚作為潤濕劑，潤濕效果尤其良好，在晶體管引線浸入溶融錫深度及浸錫工藝條件相同情況下，促使焊料爬 升的高度最大。
本發(fā)明在實(shí)際配制中，先配好聯(lián)氨酸鹽，次加入配方量的水以及潤濕劑，最后加入氯化鋅，以防止鋅離子沉淀。采用堿性水合肼調(diào)節(jié)其PH值，使PH值＝5-6。
以下給出實(shí)施例重量比實(shí)施例1 氯化鋅分析純 10％鹽酸聯(lián)氨 化學(xué)純 5％乙二醇單乙基醚化學(xué)純 10％水合肼(NH2NH2) 化學(xué)純 適量水純水 余量配制時(shí)，最后用水合肼調(diào)節(jié)PH值為5-6實(shí)施例2氯化鋅分析純5％鹽酸聯(lián)氨 化學(xué)純10％乙二醇單乙基醚化學(xué)純8％水合肼(NH2NH2) 化學(xué)純適量水純水 余量配制時(shí)，最后用水合肼調(diào)節(jié)PH值為5-6實(shí)施例3氯化鋅分析純10％水合肼化學(xué)純1.4％氫溴酸化學(xué)純3.6％乙二醇單乙基醚化學(xué)純 5％水純水 余量實(shí)施例4氯化鋅分析純 5％水合肼化學(xué)純2.8％氫溴酸化學(xué)純7.2％乙二醇單乙基醚化學(xué)純0.5％水純水 余量例3、例4中給出的重量比是按純物質(zhì)計(jì)算，實(shí)際配合時(shí)須考慮市售品的純度而增加用量。配制時(shí)先將水合肼和氫溴酸少量地緩慢混合，并攪拌?；旌线^程中會(huì)放出大量的熱，應(yīng)防止過熱引起爆沸而濺出。應(yīng)在酸性狀態(tài)下加入ZnCl2防止沉淀產(chǎn)生，最后用水合肼調(diào)節(jié)PH值為5-6。
上述各實(shí)施例中，晶體管外引線熱浸錫的工藝步驟為外引線經(jīng)9％鹽酸溶液浸酸腐蝕→純水洗→浸漬助焊劑1～2秒→熱浸錫1～2秒→純水清洗10～12分鐘→烘干120～150℃，2～5小時(shí)，通氮?dú)?。其中焊料為Sn63％、Pb37％的共晶焊料，浸錫溫度為300±20℃。晶體管外引線間距0.9毫米，其含99.9％的銅。本發(fā)明助焊劑連續(xù)浸漬約50萬只晶體管外引線后，需要更換。
權(quán)利要求
1.晶體管引線熱浸錫用助焊劑，特征在于其組份及配比如下(重量比)(1)、無水氯化鋅 5-10％；(2)、聯(lián)氨酸鹽(NH2NH2X)5-10％其中X可以為一種或幾種氫鹵酸；(3)、乙二醇單乙基醚 0.5-10％(4)、余量為水；其PH值為5-6。
2.按權(quán)利要求1所述助焊劑，其特征在于所說氫鹵酸為鹽酸或氫溴酸。
全文摘要
晶體管引線熱浸錫用助焊劑,其特征是組份包括重量比為5—10%的氯化鋅;5—10%聯(lián)氨酸鹽,其中的酸可以為一種或幾種氫鹵酸;0.5—10%的乙二醇單乙基醚;余量為水。其pH值為5—6。本發(fā)明化學(xué)活性及潤濕性好、防止母材和焊料氧化性能好。尤其適用于連續(xù)大生產(chǎn)的自動(dòng)浸錫機(jī)。
文檔編號(hào)C23C2/08GK1337294SQ0011245
公開日2002年2月27日 申請(qǐng)日期2000年8月8日 優(yōu)先權(quán)日2000年8月8日
發(fā)明者李兵 申請(qǐng)人:中國華晶電子集團(tuán)公司