錫鉍低溫錫絲用無滷素助焊劑及其製備方法
2023-08-07 23:51:51
專利名稱：錫鉍低溫錫絲用無滷素助焊劑及其製備方法
技術領域：
本發明涉及一種錫絲用無滷素助焊劑，尤其涉及一種錫鉍低溫錫絲用無滷素助焊劑及其製備方法。
背景技術：
近年來隨著電子工業的快速發展，無鉛錫絲越來越多的得到應用。無鉛錫絲合金成分主要以錫銅和錫銀銅為主，二者的熔點均高達218°C以上，而在一些特殊領域比如散熱器、高頻頭、防雷元器件、溫控元器件的焊接溫度不能太高，為此錫鉍低溫錫絲的應用得到了快速的發展。傳統無鉛錫絲使用的助焊劑中的活性劑主要為有機酸(如丁二酸、己二酸等)或者有機滷化物(鹽酸二甲胺、環己胺鹽酸鹽等)，但由於其酸性太強，使用於錫鉍低溫錫絲的焊接時容易產生鉍的氧化物，焊點殘餘物發黑；且由於焊接溫度低於200°C，焊接完成後有機酸或者有機滷化物不能得到有效的揮發，殘留於松香中，導致表面絕緣電阻提高，產生腐蝕和短路的風險，因此急需一種適用於錫鉍低溫錫絲的助焊劑。
發明內容
為了克服上述現有技術中存在的不足，本發明提供了一種錫鉍低溫錫絲用無滷素助焊劑及其製備方法，該助焊劑焊接時無腐蝕，殘餘物清亮透明無黑色物產生，潤溼性好且絕緣電阻大。本發明為了解決其技術問題所採用的技術方案是一種錫鉍低溫錫絲用無滷素助焊劑，由以下按所述助焊劑總重量百分比計的各組分組成
苯二酸類活化劑3 5%
咔唑類活性增強劑I 2%
醇胺類緩蝕劑0.5 1.0%
樹脂軟化劑5 10%餘量樹脂；其中所述樹脂為聚醯胺樹脂、全氫化松香樹脂和改性松香樹脂中的至少一種，上述樹脂在常溫下呈固態，焊接後牢固不吸溼，具有良好的保護性能，較好地解決了助焊劑的活性和腐蝕性的矛盾。其進一步的技術方案為所述苯二酸類活化劑為對苯二酸、間苯二酸和鄰苯二酸中的至少一種，此類活化劑的酸性較弱，在焊接溫度下能夠分解、升華或揮發焊後無殘留，無腐蝕。所述咔唑類活性增強劑為咔唑、3-甲基咔唑和3-胺基咔唑中的至少一種，此類活·性增強劑與苯二酸類活化劑相互作用，能更好提高苯二酸類活化劑的焊接性能，降低焊料的表面張力，提聞焊接效果。所述醇胺類緩蝕劑為二甲基乙醇胺、二甘醇胺和異丙醇胺中的至少一種，此類緩蝕劑能夠有效抑制銅的再次氧化，在焊接或者焊接完成後減少助焊劑對焊盤和元器件的腐蝕。所述樹脂軟化劑為氫化松香酸甲酯、十六酸季戊四醇酯和鄰苯二甲酸二異癸酯中的至少一種。由於使用了聚醯胺樹脂、全氫化松香樹脂和改性松香樹脂中的至少一種，焊點殘餘物易碎，加入樹脂軟化劑後，焊點殘餘物變得牢固清亮透明，便於焊點的光學檢查。更進一步的技術方案為所述聚醯胺樹脂優選為VERSAMID 940，所述全氫化松香樹脂優選為Foral AX-E, 所述改性松香樹脂優選為KR610。本發明還提供了該錫鉍低溫錫絲用無滷素助焊劑的製備方法，包括以下步驟(I)將餘量樹脂加入反應釜內加熱並攪拌至完全熔化；(2)在15(Tl60°C下加入3 5wt. %苯二酸類活化劑和f 2wt. %咔唑類活性增強劑，攪拌15 30分鐘，使其混合均勻，得到預混合物；(3)向(2)中所得預混合物中加入O. 5^1. Owt. %醇胺類緩蝕劑和5 IOwt. %樹脂軟化劑後，將反應釜內抽真空至70毫米汞柱，並攪拌10分鐘使其混合均勻，得到所述錫鉍低溫錫絲用無滷素助焊劑。本發明的有益技術效果是本發明所述助焊劑能夠滿足電子工業錫鉍低溫焊接的要求，選用苯二酸類活化劑和咔唑類活性增強劑相互配合，使得焊接活性大大提高，有效去除了金屬氧化膜，提高了焊接潤溼性；同時採用醇胺類緩蝕劑防止焊盤的二次氧化，且焊接完成後不腐蝕元器件，絕緣電阻高，避免了焊接後殘餘物發黑；且樹脂軟化劑的使用使得殘餘物不僅牢固且外觀清涼透明。
具體實施例方式下面結合具體實施例對本發明做進一步的詳細說明。各實施例具體配方如表I所示，且本發明技術方案的助焊劑在焊膏中的含量為1.5 3wt.%，所使用的金屬組成為52wt. %和48wt. %。本發明所述助焊劑與市售無鉛助焊劑做對比實驗。該錫鉍低溫錫絲用無滷素助焊劑的製備方法，按照表I中配比以下述步驟進行
(I)將樹脂全部加入反應釜內加熱並攪拌至完全熔化；(2)在15(Tl60°C下加入T5wt.%苯二酸類活化劑和f2wt.%咔唑類活性增強劑，攪拌15 30分鐘，使其混合均勻，得到預混合物；(3)向(2)中所得預混合物中加入O. 5^1. Owt. %醇胺類緩蝕劑和5 IOwt. %樹脂軟化劑後，將反應釜內抽真空至70毫米汞柱，並攪拌10分鐘使其混合均勻，得到所述錫鉍低溫錫絲用無滷素助焊劑。其中所述聚醯胺樹脂VERSAMID 940購自BASF公司，全氫化松香樹脂Foral AX-E購自美國伊士曼公司，改性松香樹脂KR610購自日本荒川公司；樹脂軟化劑中的氫化松香酸甲酯為中國廣西梧州日成林產化工有限公司生產，十六酸季戊四醇酯為Sasol NorthAmerica Inc 生產的 ISOCARB Ester 1605,鄰苯二甲酸二異癸酷為 ExxonMobil Chemical生產的DIDP。
參照IPC-TM-650測試方法2. 6. 15確定助焊劑殘留物的腐蝕性，觀察銅面板是否有腐蝕產生，觀察松香殘餘物是否發清亮透明，是否有黑色殘餘物產生；參照ICP TM 650
2.6. 3. 3B方法測定表面絕緣電阻；參照ICP TM 650 2. 4. 46的方法測定潤溼性。各項實驗測試結果見表2。表I具體實施例
權利要求
1.一種錫鉍低溫錫絲用無滷素助焊劑，其特徵在於由以下按所述助焊劑總重量百分比計的各組分組成 苯二酸類活化劑3 5% 咔唑類活性增強劑I 2%醇胺類緩蝕劑0.5 1.0% 樹脂軟化劑5 10% 餘量樹脂； 其中所述樹脂為聚醯胺樹脂、全氫化松香樹脂和改性松香樹脂中的至少一種。
2.根據權利要求I所述的錫鉍低溫錫絲用無滷素助焊劑，其特徵在於所述苯二酸類活化劑為對苯二酸、間苯二酸和鄰苯二酸中的至少一種。
3.根據權利要求I所述的錫鉍低溫錫絲用無滷素助焊劑，其特徵在於所述咔唑類活性增強劑為咔唑、3-甲基咔唑和3-胺基咔唑中的至少一種。
4.根據權利要求I所述的錫鉍低溫錫絲用無滷素助焊劑，其特徵在於所述醇胺類緩蝕劑為二甲基乙醇胺、二甘醇胺和異丙醇胺中的至少一種。
5.根據權利要求I所述的錫鉍低溫錫絲用無滷素助焊劑，其特徵在於所述樹脂軟化劑為氫化松香酸甲酯、十六酸季戊四醇酯和鄰苯二甲酸二異癸酯中的至少一種。
6.根據權利要求I所述的錫鉍低溫錫絲用無滷素助焊劑，其特徵在於所述聚醯胺樹脂為VERSAMID 940，所述全氫化松香樹脂為Foral AX-E，所述改性松香樹脂為KR610。
7.權利要求1飛中任一權利要求所述的錫鉍低溫錫絲用無滷素助焊劑的製備方法，其特徵在於包括以下步驟 (1)將餘量樹脂加入反應釜內加熱並攪拌至完全熔化； (2)在15(Tl60°C下加入3 5wt.%苯二酸類活化劑和f 2wt. %咔唑類活性增強劑，攪拌15 30分鐘，使其混合均勻，得到預混合物； (3)向(2)中所得預混合物中加入O.5^1. Owt. %醇胺類緩蝕劑和5 IOwt. %樹脂軟化劑後，將反應釜內抽真空至70毫米汞柱，並攪拌10分鐘使其混合均勻，得到所述錫鉍低溫錫絲用無滷素助焊劑。
全文摘要
本發明公開了一種錫鉍低溫錫絲用無滷素助焊劑，其由以下按所述助焊劑總重量百分比計的各組分組成3~5%苯二酸類活化劑、1~2%咔唑類活性增強劑、0.5~1.0%醇胺類緩蝕劑、5~10%樹脂軟化劑和餘量樹脂；其中樹脂為聚醯胺樹脂、全氫化松香樹脂和改性松香樹脂中的至少一種。本發明選用苯二酸類活化劑和咔唑類活性增強劑相互配合，使得焊接活性大大提高，有效去除了金屬氧化膜，提高了焊接潤溼性；同時採用醇胺類緩蝕劑防止焊盤的二次氧化，且焊接完成後不腐蝕元器件，絕緣電阻高，避免了焊接後殘餘物發黑；且樹脂軟化劑的使用使得殘餘物不僅牢固且外觀清涼透明；該助焊劑能夠滿足電子工業錫鉍低溫焊接的要求。
文檔編號B23K35/363GK102922179SQ20121047317
公開日2013年2月13日 申請日期2012年11月21日 優先權日2012年11月21日
發明者蘇傳猛, 鄧勇, 蘇傳港, 蘇燕旋, 何繁麗 申請人:崑山成利焊錫製造有限公司