完全不含滷素免清洗無鉛焊料助焊劑的製作方法
2023-08-08 00:27:16 2
專利名稱：完全不含滷素免清洗無鉛焊料助焊劑的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種助焊劑，是一種完全不含滷素免清洗無鉛焊料助 焊劑。
背景技術：
在助焊劑中常用的滷素有，氯(Cl)，溴(Br)，氟(F)，這些滷 素的化合物具有很強的活性，具有增強助焊劑去除被悍接金屬表面氧 化物的能力。因此在電子連接所使用的助焊劑中，為了增強其可焊性， 通常加入少量滷素的化合物， 一般為有機酸鹽，胺、醇的滷素化合物。 含滷素的助焊劑在焊接時揮發出含囟素的煙霧，會對身體和環境造成 危害，且這種煙霧吸水後生成滷酸，會導致電子產品零部件失效。焊 後的印刷電路板(PCB)，如有殘留的游離滷素，會引起表面絕緣電阻 下降，並能加速電化學遷移。為此，世界上一些政府組織和非政府組 織開始推動禁用滷素。目前形成的主要法規有①《關於消耗臭氧層 物質的蒙特婁議定書》，目前已有180多個國家加入。②《斯德哥 爾摩公約》，是關於減排含滷素物質的公約，已有包括中國在內的90 多個國家加入。③《歐盟2003/ll/EC指令》即RoHS指令，其中限制
PBBs， PBDEs含溴阻燃劑使用。④國際電工委員會(IEC)標準 《IEC61249-2-21》，用於印製板和其它電子互連材料，規定總氯(Cl) <900ppm;總溴(Br) <900ppm;總氯+總溴〈1500ppm。基於這種情 況，目前電子產品製造公司都提出使用無滷素的助焊劑，在這種情況 下，我們研製了完全不含滷素的助焊劑。完全不含滷素的助焊劑是環 保要求所需，是助焊劑發展的新趨勢。
發明內容
本發明所要解決的技術問題是彌補目前使用的助焊劑達不到無 滷素要求之缺陷，提供一種能有效配合無鉛焊料使用的完全不含滷素
並免清洗助焊劑。
本發明完全不含滷素免清洗無鉛焊料助焊劑，其重量百分比組成
為:
有機酸活性劑:
優質松香樹脂:
活性增強劑
表面活性劑
潤溼增強劑
其餘為溶劑
1. 5-4. 5% 0. 5-8. 5% 0. 3-1. 5% 0. 2-0. 8% 3. 0-15. 0% 異丙醇、無水乙醇或去離子水(
配製方法常溫下，將溶劑加入乾淨的搪瓷攪拌釜中，開攪拌，
先加入有機酸活性劑和活性增強劑，攪拌半小時後，加入優質松香樹 脂，攪拌1小時後，然後加入其它原料，繼續攪拌至固體原料全部溶 解，混合均勻，停攪拌，靜置過濾即為產品。
所述的有機酸活性劑為一元酸、二元酸、羥基酸、胺基酸，常用 的有乙酸、丙酸、琥珀酸、乙醇酸、丙二酸、己二酸、戍二酸、檸 檬酸、苯甲酸、水楊酸、蘋果酸、甘氨酸、丙氨酸、肌氨酸，可選其 中一種或多種組合。這些活性劑的活性和活化溫度各不相同，適當選 擇組合，使其在焊接過程中分段發揮活性作用，使助焊劑在整個焊接 溫度範圍都具有足夠的活性，活性物質並能在不同溫度下分段氣化揮 發，焊後PCB板上無有機酸活性劑殘留，無腐蝕。
所述的優質松香樹脂為特級脂松香、聚合松香、氫化松香、歧 化松香、多元酸改性松香樹脂、丙烯酸改良松香、改性水溶性松香樹 脂，可選其中的一種或多種組合。這些樹脂有不同的酸值和軟化點， 可在不同溫區起活性作用；在焊接過程中，在被焊金屬表面上形成保 護膜，防止再氧化，在焊接溫度下，增強焊劑活性，降低熔融焊料的 表面張力；利用各種樹脂成膜的互補性，焊後在PCB板表面上形成一
層均勻的松香樹脂保護膜，起到耐腐蝕，防潮溼和增強電絕緣性作用。
所述的活性增強劑為，酮基羥酸SC-300、酮基羥酸SC-200、酮 基羥酸SC-400,可從其中選一種或多種組合。這些化合物是完全不
含滷素的活性增強劑，它本身具有一定的活性，並且能激發其它活化 物質的活性，起到增強焊劑活性的作用。以往助焊劑活性增強劑採用 含滷素的有機酸鹽或醇、胺滷化物。
所述的表面活性劑為非離子表面活性劑、特種有機矽表面活性 劑和陽離子表面活性劑，常用的有壬基酚聚氧乙烯醚NP-IO、脂肪
醇聚氧乙烯醚AEO、有機矽表面活性劑AC-64、油酸醯胺陽離子表面 活性劑SF-03，可從其中選一種或多種組合。特種有機矽表面活性劑， 具有低表面張力，強潤溼性和強滲透力，能降低熔融焊料的表面張力， 改善它的流動性和潤溼性，陽離子表面活性劑能降低焊料表面自由 能，減少分子之間的作用力，利用這兩種表面活性劑的協同作用能最 大限度的降低無鉛焊料的表面張力，增強潤溼性，提高無鉛焊料的可 焊性。
所述的潤溼增強劑為醇醚和有機酸酯，常用的有乙二醇乙醚、 丙二醇甲醚、二甘醇甲醚、丙二醇苯醚、乙酸丁酯、丙二酸二乙酯、 己二酸二甲酯、混合酯DEB，選其中的一種或多種組合。這類物質能 改善助焊劑本身的流動性和潤溼力，增強助焊劑在被焊接金屬表面上 的潤溼。
所述的緩蝕劑是氮雜環化合物，有機胺，常用的有苯並三唑、
咪唑、三乙醇胺。
本發明完全不含滷素免清洗無鉛焊料助焊劑的使用方法可採用 噴霧、發泡、浸沾等方法將助焊劑均勻塗敷到PCB板上，對PCB板進
行預熱，預熱溫度為85'C-115t (板頂面測量)，將焊劑中的溶劑完 全蒸發掉，再經單波或雙波波峰悍料槽焊接，焊料槽溫度視無鉛焊料 而定， 一般為焊料的熔點溫度加4(TC左右，傳送速度1. 2-1. 8m/min。
本發明完全不含滷素免清洗無鉛焊料助焊劑，是針對目前國際法 規對電子連接材料無滷素的限定而研製的配合無鉛焊料使用的免清 洗助焊劑。該助焊劑完全不含滷素，選用新型的無滷素活性增強劑， 代替以往含滷素活性增強劑，選用有機矽表面活性劑，代替以往的全 氟表面活性劑，使助焊劑達到完全不含滷素的目的。根椐無鉛焊料的 性質，科學選用原材料，從機理上降低無鉛焊料的表面張力，增強其 潤溼力，提高可焊性，對無鉛焊料的助焊性優越。本發明助焊劑，設 計選用的活化劑、活化增強劑、潤溼劑採用復配的方式，能在整個焊 接過程中起作用，並能在不同的溫區分解揮發掉，使焊後板面殘留物 少，只留下一層均勻的電絕緣性樹脂膜，並具有防水，抗腐蝕作用。
本發明與現有技術對比的有益效果是完全不含滷素免清洗無鉛 焊料助焊劑選材和設計科學，原材料復配合理，這種助焊劑完全符合 限制滷素的各種法規要求。使用不含滷素的新材料研製出的助焊劑能 科學的降低無鉛焊料的表面張力，增強無鉛焊料的潤溼力，提高可焊
性，能和多種焊接材料兼容，對無鉛焊料合金無腐蝕作用；組成材料 在焊接過程中分段揮發掉，焊後PCB板面殘留物少，且鋪展均勻，離 子殘留少，電絕緣性可靠，無須清洗，是完全不含滷素的新型環保的 無鉛焊料免清洗助焊劑。
本發明完全不含滷素免清洗無鉛焊料助焊劑按美國助焊劑標準 J-STD-004A要求，各項技術指標均達到L。級的要求；按RoHS等目前 環保和無滷素法規檢測，均達到要求。完全能夠滿足通信設備、醫療 設備，計算機、汽車電器、電視機、高級音象設備等主機板的焊接要 求。
本發明完全不含滷素免清洗無鉛焊料助焊劑具體的組合按以下 實施例詳細給出。
具體實施例方式
實施例1:這是一種溶劑為異丙醇的完全不含滷素免清洗無鉛焊 料助焊劑，其重量百分比組成為:
琥珀酸 0.75
己二酸 0.65
乙醇酸 0.50
特級脂松香 1.50
聚合松香 1.00
多元酸改良松香樹脂 0.50
酮基羥酸SC-300 0. 40
壬基酚聚氧乙烯醚NP-10 0. 12
有機矽表面活性劑AC-64 0. 10 油酸醯胺陽離子表面活性劑SF-03 0.08
乙酸丁脂 5.00
異丙醇 89.40
配製方法常溫下，將異丙醇加入乾淨的帶攪拌的搪瓷釜中，開 攪泮，先加入琥珀酸、己二酸、乙醇酸和酮基羥酸SC-300，攪拌半 小時；再加入特級脂松香、聚合松香、多元酸改良松香樹脂，攪拌l 小時，然後將其餘原料加入搪瓷釜中，繼續攪拌至固體原料全部溶解， 混合均勻，停止攪拌，靜置過濾即為產品。
實施例2:
這是一種溶劑為無水乙醇的完全不含滷素免清洗無鉛焊料助焊
劑，其重量百分比組成為
琥珀酸 0.85
水楊酸 0.65
甘氨酸 0.50
酮基羥酸SC-200 0. 45
氫化松香
1. 50
歧化松香
0. 50
聚合松香
1, 50
脂肪醇聚氧乙烯醚AEO
0. 20
有機矽表面活性劑AC-64
0. 08
油酸醯胺陽離子表面活性劑SF-03 0. 12
咪唑
0. 15
混合酯DEB
2, 00
丙二醇甲醚
3. 00
無水乙醇
88. 50
配製方法常溫下，將無水乙醇加入乾淨的帶攪拌的搪瓷釜中， 開攪拌，先加入琥珀酸、水楊酸、甘氨酸和酮基羥酸，攪拌半小時; 再加入氫化松香、歧化松香、聚合松香，攪拌1小時，然後將其餘 原料加入搪瓷釜中，繼續攪拌至固體原料全部溶解，混合均勻，停止 攪拌，靜置過濾即為產品。
實施例3:
這是一個溶劑為無水乙醇和去離子水的完全不含滷素免清洗無
鉛焊料助焊劑，其重量百分比組成為:
丙二酸
0. 40
己二酸 肌氨酸
酮基羥酸SC-400 酮基羥酸SC-200 改性水溶性松香樹脂 丙烯酸改良松香 三乙醇胺
壬基酚聚氧乙烯醚NP-IO 有機矽表面活性劑AC-64
0. 85 0. 50 0.35 0. 15 1.00 0. 40 0. 45 0. 20 0. 15
油酸醯胺陽離子表面活性劑SF-03 0. 15
乙二醇乙醚
4. 00
丙二醇苯醚 去離子水
3.00
38. 00
無水乙醇
50. 40
配製方法常溫下，將去離子水和無水乙醇加入乾淨的帶攪拌的 搪瓷釜中，開攪拌，先加入丙二酸、己二酸、肌氨酸、酮基羥酸SC-400 和酮基羥酸SC-200，攪拌半小時；再加入改性水溶性松香樹脂 和丙烯酸改良松香，攪拌1小時，然後將其餘原料加入搪瓷釜中，繼 續攪拌至固體原料全部溶解，混合均勻，停止攪拌，靜置過濾即為產
品。上述配製產品，按美國助焊劑標準J-STD-004A檢驗，各項技術 指標均達到L。級的要求；按國際電工委員會標準IEC61249-2-21檢驗 達到無滷素的要求；產品配合多種無鉛焊料使用，焊接效果優秀。
權利要求
1.一種完全不含滷素免清洗無鉛焊料助焊劑，其重量百分比組成為有機酸活性劑 1.5-4.5％優質松香樹脂 0.5-8.5％活性增強劑 0.3-1.5％表面活性劑 0.2-0.8％潤溼增強劑 3.0-15.0％其餘為溶劑 異丙醇、無水乙醇或去離子水。
2、根據權利要求1所述的完全不含滷素免清洗無鉛焊料助焊劑，其特徵在於:所述的有機酸活性劑為一元酸、二元酸、羥基酸、胺基酸，是乙 酸、丙酸、琥珀酸、乙醇酸、丙二酸、己二酸、戍二酸、檸檬酸、苯 甲酸、水楊酸、蘋果酸、甘氨酸、丙氨酸、肌氨酸，可選其中一種或 多種組合。
3、根據權利要求1或2所述的完全不含滷素免清洗無鉛焊料助 焊劑，其特徵在於所述的優質松香樹脂，是特級脂松香、聚合松香、氫化松香、歧 化松香、多元酸改性松香樹脂、丙烯酸改良松香、改性水溶性松香脂，可選其中的一種或多種組合。
4、 根據權利要求3所述的完全不含滷素免清洗無鉛焊料助焊劑，其特徵在於所述的活性增強劑，是酮基羥酸SC-300、酮基羥酸SC-200、酮 基羥酸SC-400，可選其中的一種或多種組合。
5、 根據權利要求4所述的完全不含卣素免清洗無鉛焊料助焊劑， 其特徵在於所述的表面活性劑為非離子表面活性劑、特種有機矽表面活性劑 和陽離子表面活性劑，是壬基酚聚氧乙烯醚NP-IO、脂肪醇聚氧乙烯 醚AEO、有機矽表面活性劑AC-64、油酸醯胺陽離子表面活性劑SF-03, 可從其中選一種或多種組合。
6、 根據權利要求5所述的完全不含滷素免清洗無鉛焊料助焊劑， 其特徵在於所述的潤溼增強劑為醇醚和有機酸酯，是乙二醇乙醚、丙二醇甲 醚、二甘醇甲醚、丙二醇苯醚、乙酸丁酯、丙二酸二乙酯、己二酸二 甲酯、混合酯DEB，選其中的一種或多種組合。
7、 根據權利要求6所述的完全不含滷素免清洗無鉛焊料助焊劑， 其特徵在於還包括0. 1-0. 5%的緩蝕劑，
8、 根據權利要求7所述的完全不含滷素免清洗無鉛焊料助焊劑， 其特徵在於-所述的緩蝕劑為有機胺、氮雜環化合物，是咪唑、苯並三氮唑、 三乙醇胺。
9、 根椐權利要求1或7所述的完全不含滷素免清洗無鉛焊料助焊劑，其配製方法常溫下將溶劑加入乾淨的帶攪拌的搪瓷釜中，開攪拌，先加入有 機酸活性劑和活性增強劑，攪拌半小時後，加入優質松香樹脂，攪拌 l小時，然後加入其它原料，繼續攪拌至固體原料全部溶解，混合均 勻，停攪拌，靜置過濾即為產品。
全文摘要
本發明公開的完全不含滷素免清洗無鉛焊料助焊劑，其重量百分比組成為有機酸活性劑1.5-4.5％、優質松香樹脂0.5-8.5％、活性增強劑0.3-1.5％、表面活性劑0.2-0.8％、潤溼增強劑3.0-15.0％、其餘為溶劑異丙醇、無水乙醇或去離子水。這種助焊劑完全符合限制滷素的各種法規要求。使用不含滷素的新材料研製出的助焊劑能科學的降低無鉛焊料的表面張力，增強無鉛焊料的潤溼力，提高可焊性，能和多種焊接材料兼容，對無鉛焊料合金無腐蝕作用；組成材料在焊接過程中分段揮發掉，焊後PCB板面殘留物少，且鋪展均勻，離子殘留少，電絕緣性可靠，無須清洗，是完全不含滷素的新型環保的無鉛焊料免清洗助焊劑。
文檔編號B23K35/36GK101367160SQ200810216608
公開日2009年2月18日 申請日期2008年9月26日 優先權日2008年9月26日
發明者競 劉, 張鳴玲, 永 王 申請人:深圳市唯特偶化工開發實業有限公司