一種無鉛焊料用無滷素免清洗助焊劑的製作方法

2023-08-07 23:57:01 1

專利名稱：：一種無鉛焊料用無滷素免清洗助焊劑的製作方法
技術領域：
：本發明涉及一種助焊劑，具體地說涉及一種無鉛焊料用無滷素免清洗助焊劑；屬於電子行業PCB焊接
技術領域：
。
背景技術：
：助焊劑在焊接工藝中能幫助和促進焊接過程，同時具有保護作用、阻止氧化反應的化學物質。助焊劑可分為固體、液體和氣體。助焊劑主要有"輔助熱傳導"、"去除氧化物"、"降低被焊接材質表面張力"、"去除被焊接材質表面油汙、增大焊接面積"、"防止再氧化"等幾個方面作用，在這幾個方面中比較關鍵的作用有兩個就是"去除氧化物"與"降低被焊接材質表面張力"。助焊劑的種類繁多，一般可分為無機系列、有機系列和樹脂系列。無機系列助焊劑的化學作用強，助焊性能非常好，但腐蝕作用大，屬於酸性焊劑。因為它溶解於水，故又稱為水溶性助焊劑，它包括無機酸和無機鹽兩類。含有無機酸的助焊劑的主要成分是鹽酸、氫氟酸等，含有無機鹽的助焊劑的主要成分是氯化鋅、氯化銨等，無機系列助焊劑殘留在被焊件上的滷化物都會引起嚴重的腐蝕。這種助焊劑通常只用於非電子產品的焊接，在電子設備的裝聯中嚴禁使用這類無機系列的助焊劑。有機系列助焊劑的助焊作用介於無機系列助焊劑和樹脂系列助焊劑之間，它也屬於酸性、水溶性焊劑。含有有機酸的水溶性焊劑以乳酸、檸檬酸為基礎，由於它的焊接殘留物可以在被焊物上保留一段時間而無嚴重腐蝕，可以用在電子設備的裝聯中，但是它沒有松香焊劑的粘稠性。在電子產品的焊接中使用比例最大的是松香樹脂型助焊劑。由於它只能溶解於有機溶劑，故又稱為有機溶劑助焊劑，其主要成分是松香。松香在固態時呈非活性，只有液態時才呈活性，其熔點為127t:活性可以持續到315°C。錫焊的最佳溫度為24025(TC，所以正處於松香的活性溫度範圍內，且它的焊接殘留物不存在腐蝕問題，這些特性使松香為非腐蝕性焊劑而被廣泛應用於電子設備的焊接中。而目前電子行業使用的傳統助焊劑，在焊接後對焊接件必須進行清洗才能保證產品性能，而使用的清洗劑大多是含氟、氯的烴類化合物。氟、氯的烴類化合物對大氣臭氧層有嚴重的破壞作用，屬於聯合國環保署提出的必須限制使用的範圍；同時此類物質對操作工的身體健康同樣有很大的毒害作用，開發具有優異化學活性的免清洗的助焊劑是電子行業的一重大課題。免清洗助焊劑是指在電子裝聯生產中採用低固態含量、無腐蝕性的助焊劑，免清洗助焊劑具有提高經濟效益、提高產品質量和有利於環境保護的優越性。無滷素免清洗助焊劑是現代電子裝聯工藝過程中的必備輔助材料。無滷素免清洗助焊劑是助焊劑中的一種高端產品，融合了免清洗的特點，專門針對無鉛焊料的使用而開發的新型焊劑。由於鉛對人類的危害，無鉛焊料將全面取代傳統的錫鉛焊料，如歐盟的ROHS指令已規定用無鉛焊料替代傳統的錫鉛焊料。電子工業的突飛猛進，對於與之配套的軟釺焊料提出了更好的要求，傳統的助焊劑在配合無鉛焊料焊料使用時效果不好，助焊劑的性能很大程度上決定了電子裝聯工藝的效果，即決定著電子產品的質量的好壞，對與無鉛焊料配套的助焊劑提出了更高的要求。研發無滷素免清洗助焊劑，正是順應時代潮流的大勢所趨，擁有廣闊的市場空間和發展前景。目前市場上常見的免清洗助焊劑雖然固體含量低，配製時將其活性成分的腐蝕性降為最小，但並不能完全排除焊後印制板上留有電介質殘留物。因此長時間的潮熱條件下工作的電路板，線路間在電場作用下臺發生絕緣劣化及腐蝕現象。中國專利申請(公開號CN101085496A)涉及用於SnAgCu系無鉛焊膏的低松香免清洗助焊劑，該助焊劑由質量比為3%_10%的活性劑、10%_17%的松香、2%-10%的樹脂、0.1%_1%的表面活性劑、0.1%_1%的抗氧劑和溶劑組合而成。該助焊劑通過標準回流焊接，雖然焊後焊點飽滿，表面光亮；但是該助焊劑中松香比例達到10%17%，松香加入過多，相應固含量增加，焊後殘餘物增加，煙霧較多，只是一種留有一定量的殘留物，但不用清洗也能滿足某些產品的質量要求的，"不清洗"助焊劑並不是真正意義上的"免清洗"助焊劑。
發明內容本發明針對現有技術存在的缺陷，提供一種無鉛焊料用無滷素、固含量低、表面絕緣電阻高、可焊性好的免清洗助焊劑。本發明的上述目的可以通過下列技術方案來實現的一種無鉛焊料用無滷素免清洗助焊劑，該助焊劑包括以下重量份的成分松香1-5份；有機溶劑75-90份；有機酸活性劑1-10份；無滷表面活性劑0.01-1份；抗氧化劑0.01-1份。採用松香能有效地清除油汙、汗跡、塵埃等阻焊物質；能有效地防止被焊接處因暴露在空氣中而被氧化；能有效地增強焊錫熔化後的流動性；焊接完成後，能有效地保護焊接處均勻地冷卻；松香沒有腐蝕性，也沒有吸溼性，使用後容易被清除乾淨；電氣絕緣性好，價格低廉。但是現有技術助焊劑中松香比例達到10%17%，松香加入過多，相應固含量增加，焊後殘餘物增加；該助焊劑只是一種留有一定量的殘留物，但不用清洗也能滿足某些產品的質量要求的"不清洗"助焊劑。而本發明免清洗助焊劑中松香比例只有1%5%，助焊劑顏色淺，較透明、清亮，又可達到增強焊接效果、增強抗氧化性的目的，焊後電路板乾淨、殘餘物少，同時便於檢查電路板焊接質量。在上述的無鉛焊料用無滷素免清洗助焊劑中，所述的助焊劑成分中還包括重量份為l-5份的聚醯胺樹脂。本發明加入15%的聚醯胺樹脂後，不僅可降低助焊劑粘度，減少了錫球的產生，提高了殘餘物的粘著力，使表面絕緣電阻大幅提高、可靠性加強。而且在保證助焊性能的同時減少了松香的用量，達到比傳統助焊劑煙霧少的效果，利於環境。在上述的無鉛焊料用無滷素免清洗助焊劑中，所述的助焊劑成分中還包括重量份為0.01-4份的脂肪酸酯類潤溼劑。作為優選，所述的脂肪酸酯類潤溼劑由一元脂肪酸酯、二元脂肪酸酯、芳香酸酯、胺基酸酯中的一種或多種組成。進一步的優選，所述的脂肪酸酯類潤溼劑由乙酸乙酯、乙酸丁酯、乙酸苄酯、丁二酸二甲酯、丁二酸二乙酯、戊二酸二甲酯、已二酸二甲酯、己二酸二乙酯、混合酯DBE、苯甲酸乙酯、苯甲酸苄酯中的一種或多種組成，脂肪酸酯類潤溼劑在助焊劑中所起到的作用可以起到使印製電路板焊點消除暗泡、針孔的作用，具有良好的流平性，提高焊點光澤，這些脂肪酸酯類潤溼劑焊後版面沒有殘留。在上述的無鉛焊料用無滷素免清洗助焊劑中，作為優選，所述的松香為由聚合松4香、天然脂松香、氫化松香、亞克力松香、馬來松香、歧化松香、部分聚合松香、氫化松香甘油脂、季戊四醇松香酯中一種或多種組成。進一步的優選，所述的松香由聚合松香、氫化松香、亞克力松香、馬來松香中一種或多種組成。在上述的無鉛焊料用無滷素免清洗助焊劑中，作為優選，所述的有機溶劑由異丙醇、酒精、四氫糠醇、二甘醇乙醚、丙二醇甲醚、2_乙基_1，3-乙二醇、二甘醇二丁醚、聚乙二醇二丁醚、2_甲基_己二醇中的一種或多種組成。進一步的優選，所述的溶劑由異丙醇、酒精、四氫糠醇、二甘醇乙醚、丙二醇甲醚、2-乙基-l，3-乙二醇中的一種或多種組成。上述溶劑具有較強的溶解能力，較高的揮發點，能使助焊劑中的有效成分完全溶解，使助焊劑性能更穩定，保質期延長。在上述的無鉛焊料用無滷素免清洗助焊劑中，作為優選，所述的有機酸活性劑由丁二酸、戊二酸、己二酸、癸二酸、水楊酸、苯二甲酸、十六酸、十八酸、消旋蘋果酸中的一種或多種組成。進一步的優選，所述的有機酸活性劑由丁二酸、癸二酸、十六酸、十八酸、消旋蘋果酸中的一種或多種組成。上述活性劑能有效去除焊盤上的氧化層，使元件焊接強度增強、焊點光亮。在上述的無鉛焊料用無滷素免清洗助焊劑中，作為優選，所述的無滷表面活性劑由乳化劑0P-10、三乙醇胺中的一種或兩種組成。進一步的優選，所述的無滷表面活性劑為乳化劑OP-IO。上述無滷表面活性劑，不含滷素，不會殘留在被焊件上而引起嚴重的腐蝕，上述無滷表面活性劑改善了助焊劑在焊盤上的流動性，減小焊料與引線腳金屬兩者接觸時產生的表面張力，增強表面潤溼力，使助焊劑的擴展率得到較大提高，增強有機酸活化劑的滲透力；無滷表面活性劑還可起到發泡劑的作用。在上述的無鉛焊料用無滷素免清洗助焊劑中，作為優選，所述的抗氧化劑為苯並三唑。有機酸活性劑去除氧化層後，抗氧化劑苯並三唑可抑制活性劑進一步與焊盤作用，防止焊盤再腐蝕氧化。本發明的無鉛焊料用無滷素免清洗助焊劑具體製備方法為將所有組分按上述重量份放入助焊劑反應釜中，充分攪拌100-120分鐘至所有組分溶解後即得免清洗助焊劑。綜上所述，本發明具有以下優點1、本發明的無鉛焊料用無滷素免清洗助焊劑固態含量較低，松香含量較少，助焊劑焊接後的PCB板面上基本無殘留物。2、本發明的無鉛焊料用無滷素免清洗助焊劑無腐蝕性，不含滷素，表面絕緣電阻高，焊點飽滿光滑，無毒，無強烈剌激性氣味，基本不汙染環境，操作安全。具體實施例方式下面通過具體實施例，對本發明的技術方案作進一步具體的說明；但是本發明並不限於這些實施例。表1:實施例1-4中無滷素免清洗助焊劑成分的重量份tableseeoriginaldocumentpage6表2:實施例5-8中無滷素免清洗助焊劑成分的重量份tableseeoriginaldocumentpage6其中實施例5中所述的有機溶劑為四氫糠醇和2-乙基-1，3_乙二醇，兩者重量比為3:2;所述的有機酸活性劑為戊二酸、己二酸和水楊酸，三者的重量比為2:2:i;所述無滷表面活性劑乳化劑OP-10;所述的松香為聚合松香、天然脂松香和亞克力松香，三者的重量比為i:i:i;所述的脂肪酸酯類潤溼劑為乙酸乙酯、乙酸丁酯，兩者的重量比為i:io實施例6中所述的有機溶劑為二甘醇乙醚和丙二醇甲醚，兩者的重量比為4:1;所述的有機酸活性劑為苯二甲酸、十六酸和消旋蘋果酸，三者的比例為i:i:i;所述無滷表面活性劑為乳化劑op-io和三乙醇胺，兩者的重量比為2:i;，所述的松香為歧化松香、部分聚合松香、氫化松香甘油脂和季戊四醇松香酯，四者的重量比為i:i:i:1。所述的脂肪酸酯類潤溼劑為乙酸苄酯和丁二酸二甲酯，兩者的重量比為3:2。實施例7中所述的有機溶劑為四氫糠醇；所述的有機酸活性劑為十六酸；所述無滷表面活性劑為乳化劑0P-10，所述的松香為氫化松香、亞克力松香和馬來松香，三者的重量比為2:i:1。，所述的脂肪酸酯類潤溼劑為丁二酸二乙酯和戊二酸二甲酯，兩者的重量比為2:i。實施例8中所述的有機溶劑為2-甲基_己二醇，所述的有機酸活性劑為消旋蘋果酸，所述無滷表面活性劑為乳化劑op-io和三乙醇胺，兩者的重量比為3:i;所述的松香為聚合松香和氫化松香，兩者的重量比1:1;所述的脂肪酸酯類潤溼劑為己二酸二甲酯、苯甲酸乙酯和苯甲酸苄酯，三者的重量比為i:2:i。將實施例1-8中稱好的所有組分放入助焊劑反應釜中，攪拌100-120分鐘至所有組分溶解，即得實施例1-8所述的無鉛焊料用無滷素免清洗助焊劑。然後對本發明實施例1-4製得的無鉛焊料用無滷素免清洗助焊劑在應用過程中對其滷含量、擴展率及表面絕緣電阻進行定性或定量檢測，檢測後的結果如表3所示表3:實施例1-4製得的無滷素免清洗助焊劑性能ri果實施例1實施例2實施例3實施例4滷含量<0.001%〈0.001%〈0.001%〈0.001%擴展率85%87%80%82%表面絕緣電阻1.6X10'2Q2.OX101"Q2X1011Q1.8X10"Q從表3可以看出本發明的無滷素免清洗助焊劑不含滷素、可焊性好，無須清洗，對焊板無腐蝕，焊點飽滿光滑，表面絕緣電阻高。本發明中所描述的具體實施例僅是對本發明精神作舉例說明。本發明所屬
技術領域：
的技術人員可以對所描述的具體實施例做各種各樣的修改或補充或採用類似的方式替代，但並不會偏離本發明的精神或者超越所附權利要求書所定義的範圍。儘管對本發明已作出了詳細的說明並引證了一些具體實施例，但是對本領域熟練技術人員來說，只要不離開本發明的精神和範圍可作各種變化或修正是顯然的。權利要求一種無鉛焊料用無滷素免清洗助焊劑，該助焊劑包括以下重量份的成分松香1-5份；有機溶劑75-90份；有機酸活性劑1-10份；無滷表面活性劑0.01-1份；抗氧化劑0.01-1份。2.根據權利要求1所述的無鉛焊料用無滷素免清洗助焊劑，其特徵在於所述的助焊劑成分中還包括重量份為l-5份的聚醯胺樹脂。3.根據權利要求2所述的無鉛焊料用無滷素免清洗助焊劑，其特徵在於所述的助焊劑成分中還包括重量份為0.01-4份的脂肪酸酯類潤溼劑。4.根據權利要求1或2或3所述的無鉛焊料用無滷素免清洗助焊劑，其特徵在於所述的松香由聚合松香、天然脂松香、氫化松香、亞克力松香、馬來松香、歧化松香、部分聚合松香、氫化松香甘油脂、季戊四醇松香酯中一種或多種組成。5.根據權利要求1或2或3所述的無鉛焊料用無滷素免清洗助焊劑，其特徵在於所述的有機溶劑由異丙醇、酒精、四氫糠醇、二甘醇乙醚、丙二醇甲醚、2-乙基-l，3-乙二醇、二甘醇二丁醚、聚乙二醇二丁醚、2_甲基_己二醇中的一種或多種組成。6.根據權利要求1或2或3所述的無鉛焊料用無滷素免清洗助焊劑，其特徵在於所述的有機酸活性劑由丁二酸、戊二酸、己二酸、癸二酸、水楊酸、苯二甲酸、十六酸、十八酸、消旋蘋果酸中的一種或多種組成。7.根據權利要求1或2或3所述的無鉛焊料用無滷素免清洗助焊劑，其特徵在於所述的無滷表面活性劑由乳化劑0P-10、三乙醇胺中的一種或兩種組成。8.根據權利要求1或2或3所述的無鉛焊料用無滷素免清洗助焊劑，其特徵在於所述的抗氧化劑為苯並三唑。9.根據權利要求3所述的無鉛焊料用無滷素免清洗助焊劑，其特徵在於所述的脂肪酸酯類潤溼劑由一元脂肪酸酯、二元脂肪酸酯、芳香酸酯、胺基酸酯中的一種或多種組成。全文摘要本發明涉及一種無鉛焊料用無滷素免清洗助焊劑，屬於電子行業PCB焊接
技術領域：
。它解決了現有的助焊劑焊後印制板上留有電介質殘留物的問題。本無鉛焊料用無滷素免清洗助焊劑包括以下重量份的成分松香1-5份；有機溶劑75-90份；有機酸活性劑1-10份；無滷表面活性劑0.01-1份；抗氧化劑0.01-1份。本發明的無鉛焊料用無滷素免清洗助焊劑固態含量較低，松香含量較少，無腐蝕性，不含滷素，表面絕緣電阻高，焊點飽滿光滑，無毒，無強烈刺激性氣味，基本不汙染環境，助焊劑焊接後的PCB板面上基本無殘留物。文檔編號B23K35/362GK101733589SQ20101010517公開日2010年6月16日申請日期2010年1月27日優先權日2010年1月27日發明者餘洪桂,劉婷,羅建,賈靜寧,鄧勇申請人:浙江一遠電子科技有限公司