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現方法之一是熱浸錫，熱浸錫工藝需要使用助焊劑來提高易焊性質量。助焊劑的作用以化學反應為主，必須具有熔解或溶解金屬氧化膜的反應能力(化學活性)和起到防止氧化、減少界面張力、提高焊料對母材表面潤濕性的作用。
現有晶體管熱浸錫用助焊劑多由無機酸和無機鹽組成，其典型組分及配比如下(重量比)ZnCl240％鹽酸 3％H2O 57％其PH值＝1-2。在生產實踐中，發現該助焊劑配方腐蝕性較強，除去金屬氧化膜的能力強，但對焊料潤濕性能的改善欠佳。在晶體管熱浸錫中易產生較多的“拉尖”，浸錫高度不夠，焊錫層不飽滿、不光滑、時間稍長焊錫層易發暗等弊病。
本發明的目的在于提供一種化學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。
本發明的技術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，氯化鋅的化學活性強，除去氧化膜的能力強，熱穩定性較好。聯氨酸鹽化學活性較弱，其僅在焊接溫度時呈活性，其分解蒸發的氣體對母材及焊料的表面起保護作用，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，呈強酸性及強腐蝕性。如前所述，其優點是化學活性強，但其對防止母材或焊料氧化的性能以及焊料的潤濕性能不佳。由此產生“拉尖”、連條、焊錫層質量粗糙等弊病，合格率普遍較低。本發明中最重要的是兩點其一，本發明組方中利用堿性的NH2NH2(聯氨)和氫鹵酸的水溶液配制成PH值緩沖系統；其二，本發明將助焊劑的PH值由長期以來普遍小于2，提高到PH＝5-6，偏中性。由此兩點造成的優越技術效果在于NH2NH2(又稱聯氨或水合肼)一方面在高溫下產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，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致的助焊劑變質，這樣的PH值緩沖溶液特別適用于連續大生產的自動浸錫機。
本發明經專利申請人用于塑封晶體管T0-92封裝等的外引線熱浸錫，得到光滑明亮、無“針孔”、麻點、連條以及“拉尖”之類不良品的焊錫層。在700個/分鐘浸錫速度的自動浸錫機連續化生產中使用該助焊劑，易焊性優良，浸錫層高度一致，焊料層結合牢固，焊料層厚度4微米，浸錫質量穩定，合格率99.9％以上，具有優良的技術效果。當PH值低于5或高于6，本發明組份及配方的助焊劑效果變差，合格率降低。因此由聯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是本發明的重要特征。
其次，在組方中經比較選擇，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。
本發明在實際配制中，先配好聯氨酸鹽，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。采用堿性水合肼調節其PH值，使PH值＝5-6。
以下給出實施例重量比實施例1 氯化鋅分析純 10％鹽酸聯氨 化學純 5％乙二醇單乙基醚化學純 10％水合肼(NH2NH2) 化學純 適量水純水 余量配制時，最后用水合肼調節PH值為5-6實施例2氯化鋅分析純5％鹽酸聯氨 化學純10％乙二醇單乙基醚化學純8％水合肼(NH2NH2) 化學純適量水純水 余量配制時，最后用水合肼調節PH值為5-6實施例3氯化鋅分析純10％水合肼化學純1.4％氫溴酸化學純3.6％乙二醇單乙基醚化學純 5％水純水 余量實施例4氯化鋅分析純 5％水合肼化學純2.8％氫溴酸化學純7.2％乙二醇單乙基醚化學純0.5％水純水 余量例3、例4中給出的重量比是按純物質計算，實際配合時須考慮市售品的純度而增加用量。配制時先將水合肼和氫溴酸少量地緩慢混合，并攪拌。混合過程中會放出大量的熱，應防止過熱引起爆沸而濺出。應在酸性狀態下加入ZnCl2防止沉淀產生，最后用水合肼調節PH值為5-6。
上述各實施例中，晶體管外引線熱浸錫的工藝步驟為外引線經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，通氮氣。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。本發明助焊劑連續浸漬約50萬只晶體管外引線后，需要更換。
權利要求
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。本發明化學活性及潤濕性好、防止母材和焊料氧化性能好。尤其適用于連續大生產的自動浸錫機。
文檔編號C23C2/08GK1337294SQ0011245
公開日2002年2月27日 申請日期2000年8月8日 優先權日2000年8月8日
發明者李兵 申請人:中國華晶電子集團公司