一種水清洗型焊錫膏助焊劑的製作方法

2023-05-11 03:17:51 1

一種水清洗型焊錫膏助焊劑的製作方法
【專利摘要】本發明公開了一種水清洗型焊錫膏助焊劑。關鍵是助焊劑的組份(按重量百分比)是：增稠觸變劑2～15％，緩蝕劑0.1～3％，有機酸5～10％，氟化物0.5～1％，表面活性劑0.5～5.5％，混合溶劑20～30％，醇胺類10～20％，餘量為松香(改性松香)。本發明的焊接性能優異、焊接可靠性高，配置的焊錫膏具有普通松香型焊錫膏的基本使用特性。
【專利說明】一種水清洗型焊錫膏助焊劑

【技術領域】：
[0001] 本發明涉及焊接【技術領域】，特別是指利用錫合金進行焊接，具體是指用於焊錫膏 的助焊劑。

【背景技術】：
[0002] 焊錫膏是一種將焊料合金粉末與助焊劑混合而成的一種膏狀裝聯材料，具有廣泛 的應用，特別是隨著電子技術的發展和對環保的要求，對焊錫膏的要求日益多樣化和更為 細化，例如焊錫膏的各項性能指標必須符合JIS (日本工業標準）、I PC (美國印刷電路學 會）的標準，並且滿足歐盟法規REACH(化學品的註冊、評估、授權和限制）和R0HS(關於限 制在電子電器設備中使用某些有害成分的指令）的要求。因此，助焊劑必須排除使用上述 法規和標準中的有害物質和同時達到規定的技術性能要求。同時隨著電子產品的日益小型 化和生產過程的自動化及對焊接產品的快速檢測技術的要求，對焊錫膏或助焊劑的要求越 來越苛刻或精細化。尤其是在對焊接後表面絕緣阻抗及耐腐蝕性要求高的領域，一般要求 對焊接表面進行清洗，傳統的清洗劑多為有機溶劑（如三氯乙烯），不僅清洗過程中對人體 有毒副作用，對自然環境產生嚴重影響，同時也會因其較強的溶解性影響到某些比較精密 的電子元件的性能，因此使用最簡單環保的方法對焊接表面的殘留物進行有效的清洗是一 個需要解決的問題。使用純水清洗是一個汙染最小，危害最小的方法，但是傳統的焊錫膏由 於使用松香等基礎材料，焊接後的助焊劑殘留無法被水溶解，因此不得不使用有機溶劑作 為清洗溶劑而不能夠使用水洗工藝進行清潔。而不使用松香的水洗焊錫膏則在焊接能力、 儲存穩定性、施工特性等方面和普通松香型錫膏有著較大的差異，不容易被使用者接受。因 此開發一種具有普通松香型免洗錫膏的基本特性同時能夠使用水進行有效清洗的錫膏則 具有很大的實用和環境價值。


【發明內容】
：
[0003] 本發明的發明目的是公開一種可以僅僅使用水進行完全清洗的助焊劑，該助焊劑 焊接性能優異、焊接可靠性高，配置的焊錫膏具有普通松香型焊錫膏的基本使用特性。
[0004] 實現本發明的技術解決方案如下：所述的助焊劑的組份（按重量百分比）是：
[0005] 增稠觸變劑：2~15% 緩蝕劑： 0. 1 ~ 3% 有機酸： 5~10% 氟化物： 0. 5~1% 表面活性劑：0. 5~5. 5% 混合溶劑： 20~30% 醇胺類： 10~20%
[0006] 餘量為松香（改性松香）。
[0007] 所述的有機酸是丙二酸、丁二酸、丁二酸鹽、丁二酸酐、多聚酸、衣康酸等脂肪族有 機二元酸中的一種或多種的組合。
[0008] 所述的緩蝕劑為苯並三氮唑或咪唑類中的一種或多種的組合。
[0009] 所述的增稠觸變劑為改性氫化蓖麻油，或聚醯胺蠟類增稠劑中的一種或多種的組 合。
[0010] 所述的表面活性劑為聚乙二醇辛基苯基醚。
[0011] 所述的氟化物為氟化氫胺。
[0012] 所述的混合溶劑為二乙二醇單己醚、二乙二醇單丁醚、二乙二醇單甲醚、一縮二丙 二醇溶劑中的兩種以上的混合物。
[0013] 所述的醇胺類是三乙醇胺、二乙醇胺、乙醇胺等醇胺中的一種或多種以上的組合。
[0014] 所述的松香是氫化松香、歧化松香、丙烯酸改性松香、聚合松香等的一種或多種的 組合。
[0015] 本發明在配方中不合有任何游離態或者化合態的氯、溴元素，焊接過程中氣味小、 飛濺少、改善焊接環境，採用美國印製電路行業組織所推出的試驗方法手冊（IPC-TM-650) 以及日本焊接協會JIS-Z-3197的方法進行測試，其鋪展率大於80 %，焊後殘留少，易於水 洗，表面絕緣電阻和水溶液阻抗較高，焊後銅鏡無腐蝕、無毒、無刺激性氣體產生，具有良好 的焊接效果。本發明的關鍵之一在於使用松香和醇胺類物質預先進行反應，可以將不溶於 水的松香改性成為一種可以完全溶解在水中的松香鹽類可溶性樹脂，並且具有非常有效地 焊接活性。使用這種改性松香樹脂作為基礎材料配置焊錫膏，從而實現完全的水洗效果。
[0016] 此過程的機理可能如下：松香酸中的羧基和醇胺中的N上的孤對電子相互作用， 形成類似於酸鹼中和的弱化學鍵，從而將松香分子與醇胺分子有效的"連接"在一起。同時 小分子醇胺具有一個或者多個羥基，有相當的極性，因此可以和水有效互溶，因此在用水進 行溶解的時候，醇胺的溶解同時也將松香有效地溶解到水中。在焊接的時候，高溫下，此處 酸鹼中和的弱連接由於分子運動加劇而打開，釋放出松香和醇胺，這二者都是能夠對焊接 起到有效促進作用的物質，因此在焊接的時候能夠具有非常好的焊接活性，經反覆試驗，上 述技術方案的特定比例關係具有重要的作用。

【具體實施方式】：
[0017] 下面詳給出本發明的實施方式、製備工藝和具體實施例。
[0018] 本發明的【具體實施方式】是：所述的助焊劑的組份（按重量百分比）是：
[0019] 增稠觸變劑：2~15% 緩蝕劑： 〇. 1 ~ 3% 有機酸： 5~10% 氟化物： 0. 5?1% 表面活性劑：0. 5~5. 5% 混合溶劑： 20~30% 醇胺類： 10~20%
[0020] 餘量為松香（改性松香）。
[0021] 在上述的助焊劑配方的組份（按重量百分比）中，增稠觸變劑為氫化蓖麻油，聚醯 胺蠟增稠劑中的一種或多種組合，其佔助焊劑的2?15%，聚醯胺蠟增稠劑類可優選山嵛 醯胺，其主要是調節錫膏粘度，以利於錫膏的印刷方式塗覆時的下錫；所述的緩蝕劑為苯並 三氮唑或咪唑類中的一種或二種以上的組合，咪唑類優選二乙基咪唑，其能夠在高溫時有 效處理金屬表面氧化物，幫助焊接並保護焊點防止被焊接金屬的腐蝕，緩蝕劑可佔助焊劑 的0. 1?3% ;所述的有機酸為丙二酸、丁二酸、丁二酸鹽、多聚酸、丁二酸酐、衣康酸等脂肪 族有機二元酸中的一種或多種組合，其佔助焊劑的5?10% ;所述的表面活性劑為聚乙二 醇辛基苯基醚，其佔助焊劑的約0. 5?5. 5 %，其主要起到降低表面張力，加強焊接活性；所 述的氟化物為氟化氫胺，其佔助焊劑的〇. 5?1%，氟化氫胺與有機酸進行復配，由於游離 態的氟離子能夠提供很強的電負性，從而提供較強離子活度，能夠在焊接過程中加快焊錫 對表面鍍層的侵蝕，加快形成合金層的速度；所述的混合溶劑為二乙二醇單己醚、二乙二醇 單丁醚、二乙二醇單甲醚、一縮二丙二醇溶劑中的二種以上的混合物，其佔助焊劑的20? 30%，作為助焊劑的主要分散介質，能夠溶解各個組分，使之有效均勻分散混合併提供有效 的熱介質和焊接反應環境；所述的醇胺類是三乙醇胺、二乙醇胺、乙醇胺等醇胺中的一種或 二種以上的組合，其佔助焊劑的10?20%，其與有機酸、氟化物的配合對提高焊接有很好 的作用；所述的松香佔助焊劑的20?40%，可以是氫化松香、歧化松香、丙烯酸改性松香、 高酸值聚合松香等一種或多種。
[0022] 本發明所述的助焊劑，可按照如下工藝流程進行實施：
[0023] 將松香和醇胺類物料均勻加熱至160°C，待全部熔清後，加入其他物料，攪拌所有 物料溶解，外觀為均一清透液體。加熱時間不能超過1.5小時。加熱完後即進行過濾，將加 熱熔化的助焊劑用100目過濾網過濾倒入放入水箱中的高溫袋中冷卻，待助焊劑冷卻至室 溫後封口保存，以備後續使用。將上述的助焊劑與錫銀銅系合金或錫銅系合金焊粉混合則 製備成可以使用的焊錫膏。焊錫膏中合金粉末的含量為80%?92%，可根據產品設計需要 以及實際應用時操作的需求而調整，選擇適當的合金和比例。
[0024] 也可以直接使用此助焊膏用於手工焊接。
[0025] 下面詳細給出按質量分數計的具體的實施例。
[0026] 實施例1 :
[0027] 助焊劑：準備以下按重量百分比計的助焊劑原料：氫化松香40%、三乙醇胺18%、 二乙二醇單丁醚24. 5%、防老劑BHTl%、苯並三氮唑1 %、丁二酸2%、乙二酸銨鹽2%、乙二 酸0. 3%、多聚酸3. 2%、丁二酸胺3%，氟化氫銨0. 5%，山嵛醯胺4. 5%。將松香和三乙醇 胺均勻加熱至160°C，待全部熔清後，加入其餘物料，攪拌所有物料溶解，外觀為均一清透液 體。加熱完後即進行過濾，將加熱熔化的助焊劑用100目過濾網過濾倒入高溫袋中冷卻，待 其冷卻至室溫後放好待用。可用於配置錫銀銅合金錫膏。
[0028] 實施例2 :
[0029] 助焊劑：準備以下按重量百分比計的助焊劑原料：氫化松香30%、歧化松香10%、 三乙醇胺10%、二乙醇胺8%、二乙二醇單丁醚24. 5%、防老劑BHT1%、苯並三氮唑1%、丁 二酸2 %、乙二酸銨鹽2 %、乙二酸0. 3 %、多聚酸3. 2 %、丁二酸胺3 %、氟化氫銨0. 5 %，山 嵛醯胺4. 5%。將松香和三乙醇胺均勻加熱至160°C，待全部熔清後，加入其餘物料，攪拌所 有物料溶解，外觀為均一清透液體。加熱完後即進行過濾，將加熱熔化的助焊劑用100目過 濾網過濾倒入高溫袋中冷卻，待其冷卻至室溫後則為要求的助焊劑，其適用於錫銀銅合金 焊料。
[0030] 實施例3 :
[0031] 助焊劑：準備以下按重量百分比計的助焊劑原料：氫化松香40%、乙醇胺8%、 二乙醇胺10%、二乙二醇單己醚26. 5%、防老劑BHTl %、丁二酸1 %、乙二酸銨鹽1 %、乙 二酸0.3 %、多聚酸2. 2 %、丁二酸胺5 %、氟化氫銨0.5%，聚醯胺蠟增稠劑（帝斯巴隆 6500) 4. 5%。將松香和三乙醇胺均勻加熱至160°C，待全部熔清後，加入其餘物料，攪拌所有 物料溶解，外觀為均一清透液體。加熱完後即進行過濾，將加熱熔化的助焊劑用100目過濾 網過濾倒入高溫袋中冷卻，待其冷卻至室溫後則為要求的助焊劑，其適用於錫銅合金焊料。
[0032] 以上助焊劑使用11% SAC305合金3#錫粉配置錫膏，焊接後使用清水清洗後的效 果如下：

【權利要求】
1. 一種水清洗型焊錫膏助焊劑，其特徵在於所述的助焊劑的組份（按重量百分比） 是： 增稠觸變劑：2-15% 緩蝕劑： 0.1-3% 有機酸： 5-10% 氣化物： 0.5-1% 表面活性劑：0.5-5. 5% 混合溶劑： 20 - 30% 醇胺類： 10-20% 餘量為松香（改性松香）。
2. 按權利要求1所述的水清洗型焊錫膏助焊劑，其特徵在於所述的有機酸是丙二酸、 下二酸、下二酸鹽、下二酸酢、多聚酸、衣康酸等脂肪族有機二元酸中的一種或多種組合。
3. 按權利要求1或2所述的水清洗型焊錫膏助焊劑，其特徵在於所述的緩蝕劑為苯並 H氮哇或咪哇類中的一種或多種。
4. 按權利要求3所述的水清洗型焊錫膏助焊劑，其特徵在於所述的增稠觸變劑為改性 氨化當麻油、聚醜胺蠟類增稠劑中的一種或多種。
5. 按權利要求4所述的水清洗型焊錫膏助焊劑，其特徵在於所述的表面活性劑為聚己 二醇辛基苯基離。
6. 按權利要求5所述的水清洗型焊錫膏助焊劑，其特徵在於所述的氣化物為氣化氨 饋。
7. 按權利要求6所述的水清洗型焊錫膏助焊劑，其特徵在於所述的混合溶劑為二己二 醇單己離、二己二醇單下離、二己二醇單甲離、一縮二丙二醇溶劑中的兩種W上的混合物。
8. 按權利要求7所述的水清洗型焊錫膏助焊劑，其特徵在於所述的醇胺類是H己醇 胺、二己醇胺、己醇胺等醇胺中的一種或多種。
9. 按權利要求8所述的水清洗型焊錫膏助焊劑，其特徵在於所述的松香是氨化松香、 歧化松香、丙帰酸改性松香、聚合松香等的一種或多種。
【文檔編號】B23K35/363GK104416299SQ201310401137
【公開日】2015年3月18日 申請日期:2013年9月6日 優先權日:2013年9月6日
【發明者】陳欽, 徐華僑, 張義賓, 廖永豐, 羅登俊, 胡文學, 武新磊 申請人:蘇州優諾電子材料科技有限公司