用於SnAgCu系無鉛焊膏的低松香免清洗助焊劑及其製備方法
2023-11-03 21:56:27 1
專利名稱：用於SnAgCu系無鉛焊膏的低松香免清洗助焊劑及其製備方法
技術領域：
本發明屬於電子電路表面貼裝技術領域，涉及一種用於SnAgCu系無鉛焊膏的低松香免清洗助焊劑，還涉及該種用於SnAgCu系無鉛焊膏的低松香免清洗助焊劑的製備方法。
背景技術：
在焊膏中，糊狀的助焊劑是一種新型焊接輔助材料，被廣泛應用於電子電路表面貼裝過程中，是焊錫微粉的載體。通過助焊劑中活化劑的作用能消除被焊材料表面以及焊錫微粉本身的氧化膜，使焊錫合金迅速擴散並附著在被焊金屬表面。現代電子工業對助焊劑的需求迅速增加，對助焊劑的要求也越來越高。助焊劑既要有較高的可焊性，又不能對焊材產生腐蝕，同時還要滿足一系列的機械和電學性能的要求。
無鉛焊錫已成為當今電子材料的發展趨勢，但其焊接性能遠低於錫鉛合金，對助焊劑性能要求更高、更苛刻。隨著電路板不斷向著高集成度、高布線密度方向發展，由此導致了電路板清洗更困難。開發和應用免清洗助焊劑可以解決清洗型助焊劑存在的成本高和汙染環境的問題。
發明內容
本發明的目的是，提供一種用於SnAgCu系無鉛焊膏的低松香免清洗助焊劑，解決現有助焊劑存在的焊後需要清洗、成本高和汙染環境的問題。
本發明的另一目的是，提供上述用於SnAgCu系無鉛焊膏的低松香免清洗助焊劑的製備方法。
本發明的一個技術方案是，一種用於SnAgCu系無鉛焊膏的低松香免清洗助焊劑，按質量百分比由以下組分組成活性劑為3％～10％，松香為10％～17％，樹脂為2％～10％，表面活性劑為0.1％～1％，抗氧劑為0.1％～1％，其餘為溶劑，各組分質量之和為100％。
所述的活性劑為硬脂酸、草酸、檸檬酸、己二酸、丁二酸、DL-蘋果酸、癸二酸中的一種或兩種以上的組合。
所述的松香為水白松香、普通松香、氫化松香中的一種或兩種以上的組合。
所述的樹脂選自301樹脂、302樹脂或水性丙烯酸樹脂。
所述的溶劑為無水乙醇、異丙醇，二甘醇、三甘醇、丙三醇、乙二醇甲醚、乙二醇乙醚、乙二醇丁醚中的兩種以上的組合。
所述的表面活性劑選自OP-10、OP-7或OP-5。
所述的抗氧劑選用苯駢三氮唑。
本發明的另一技術方案是，上述用於SnAgCu系焊膏的低松香免清洗助焊劑的製備方法，按以下步驟實施，a、將質量百分比為3％～10％的活性劑和餘量的溶劑放入容器混合，在室溫下攪拌至完全溶解；b、將質量百分比為10％～17％的松香加入步驟a配製出的混合液中，加熱到30℃～50℃攪拌至完全溶解；c、將質量百分比為0.1％～1％的表面活性劑加入步驟b配製出的混合液中，並在室溫下攪拌均勻；d、將質量百分比為0.1％～1％的抗氧劑加入步驟c配製出的混合液中，在室溫下攪拌至完全溶解；e、將質量百分比為2％～10％的樹脂加入步驟d配製出的混合液中，加熱到30℃～50℃攪拌均勻；f、將步驟e配製出的混合液體在室溫下冷卻，過濾，即得。
本發明的有益效果是，該種用於SnAgCu系無鉛焊膏的低松香免清洗助焊劑，解決了現有助焊劑存在的焊後需要清洗、腐蝕性強和汙染環境的問題。
本發明還減少了工藝流程、降低了生產成本。
具體實施例方式
下面結合具體實施方式
對本發明進行詳細說明。
用於SnAgCu系無鉛焊膏的低松香免清洗助焊劑，按質量百分比由以下組分組成活性劑為3％～10％，松香為10％～17％，樹脂為2％～10％，表面活性劑為0.1％～1％，抗氧劑為0.1％～1％，其餘為溶劑，各組分質量之和為100％。
活性劑選用硬脂酸、草酸、檸檬酸、己二酸、丁二酸、DL-蘋果酸、癸二酸中的一種或兩種以上的組和。活性劑具有清潔金屬表面的能力，主要依靠有機酸對氧化物的溶解作用。
松香選用水白松香、普通松香、氫化松香中的一種或兩種以上的組和。松香在發揮其良好助焊性能的同時，它其中所含的雜質成分會對焊點的安全性和板面美觀方面造成一定的影響。
成膜物質選自301樹脂、302樹脂或水性丙烯酸樹脂。成膜物質具有粘連焊錫合金的作用和防止焊錫合金在焊接過程中氧化的作用，焊接完成後，能形成一層保護膜。
溶劑選用無水乙醇、異丙醇、二甘醇、三甘醇、丙三醇、乙二醇甲醚、乙二醇乙醚、乙二醇丁醚中的兩種以上的組和，溶劑能將松香、表面活性劑、抗氧劑等物質溶解。
表面活性劑選自OP-10、OP-7或OP-5。表面活性劑可以改善焊劑的流動性和潤溼性，降低助焊劑的表面張力，並引導焊錫合金向四周擴散，從而形成光滑的焊點。
抗氧劑選用苯駢三氮唑，可以防止合金氧化。
實際使用時，將10％～20％的本發明助焊劑和80％～90％的SnAgCu系無鉛焊膏，混合均勻後即配製出免清洗型SnAgCu系無鉛焊膏。
實施例1按質量百分比稱取以下各組分活性劑為3.0％ 其中硬脂酸為1.5％、丁二酸為1.5％松香選用水白松香 17.0％樹脂選用水性丙烯酸樹脂 2.0％表面活性劑選用OP-101.0％抗氧劑選用苯駢三氮唑 0.1％溶劑(其中無水乙醇、乙二醇丁醚等量) 餘量各組分質量總和為100％。
a、將稱取好的3.0％的活性劑和餘量的溶劑放入容器混合，在室溫下攪拌至完全溶解；b、將稱取好的17％的松香加入步驟a配製出的混合液中，加熱到30℃攪拌至完全溶解；c、將稱取好的1.0％的表面活性劑加入步驟b配製出的混合液中，並在室溫下攪拌均勻；
d、將稱取好的0.1％的抗氧劑加入步驟c配製出的混合液中，在室溫下攪拌至完全溶解；e、將稱取好的2.0％的樹脂加入步驟d配製出的混合液中，加熱到30℃攪拌均勻；f、將步驟e配製出的混合液體在室溫下冷卻，過濾，即得。
本實施例製備出的助焊劑呈淡黃色透明粘稠液體，pH值為5.2～5.5，不含滷化物，不揮發物含量為32.8％，密度為1.26g/ml。將10％的本發明助焊劑和90％的SnAgCu系無鉛焊膏，混合均勻配製出免清洗的SnAgCu系無鉛焊膏，通過標準回流焊接，焊後殘留量為6.87％，無腐蝕性，焊錫球和潤溼性測試均為1級。
實施例2按下述的質量百分比稱量各組分，在製作過程中將需要加熱的溫度控制在40℃，其他同實施例1。
活性劑選用檸檬酸 5.0％松香為12％其中普通松香為6.0％、水白松香為6.0％樹脂選用302樹脂 6.0％表面活性劑選用OP-7 0.5％抗氧劑選用苯駢三氮唑 0.5％混合溶劑 (其中異丙醇、二甘醇等量) 餘量各組分質量總和為100％。
本實施例製備出的助焊劑呈淡黃色透明粘稠液體，pH值為5～5.3，不含滷化物，不揮發物含量為32.52％，密度為1.21g/ml，將15％的本發明助焊劑和85％的SnAgCu系無鉛焊膏，混合均勻配製出免清洗的SnAgCu系無鉛焊膏，通過標準回流焊接，焊後殘留量為6.54％，無腐蝕性，焊錫球和潤溼性測試均為1級。
實施例3按下述的質量百分比稱量各組分，在製作過程中將需要加熱的溫度控制在50℃，其他同實施例1。
活性劑為10％ 其中DL-蘋果酸為5.0％、無水檸檬酸為5.0％松香為10％其中普通松香為5.0％、氫化松香為5.0％樹脂選用301樹脂 10％表面活性劑選用OP-5 0.1％抗氧劑選用苯駢三氮唑 1.0％溶劑(其中無水乙醇、丙三醇等量) 餘量各組分質量總和為100％。
本實施例製備出的低松香免清洗助焊劑，呈淡黃色透明粘稠液體，pH值為4.8～5，不含滷化物，不揮發物含量為31.42％，密度為1.20g/ml。將20％的本發明助焊劑和80％的SnAgCu系無鉛焊膏，混合均勻配製出免清洗的SnAgCu系無鉛焊膏，通過標準回流焊接，焊後殘留量為6.35％，無腐蝕性，焊錫球和潤溼性測試均為1級。
實施例4按下述的質量百分比稱量各組分，在製作過程中將需要加熱的溫度控制在35℃，其他同實施例1。
活性劑選用草酸3.0％松香選用普通松香10.0％樹脂選用302樹脂2.0％
表面活性劑選用OP-50.1％抗氧劑選用苯駢三氮唑 0.1％溶劑(其中無水乙醇、丙三醇等量)餘量各組分質量總和為100％。
本實施例製備出的低松香免清洗助焊劑，呈淡黃色透明粘稠液體，pH值為4.9～5.1，不含滷化物，不揮發物含量為32.4％，密度為1.25g/ml。將20％的本發明助焊劑和80％的SnAgCu系無鉛焊膏，混合均勻配製出免清洗的SnAgCu系無鉛焊膏，通過標準回流焊接，焊後殘留量為6.25％，無腐蝕性，焊錫球和潤溼性測試均為1級。
實施例5按下述的質量百分比稱量各組分，在製作過程中將需要加熱的溫度控制在45℃，其他同實施例1。
活性劑為10％ 其中DL-蘋果酸為4.0％、無水檸檬酸為4.0％、癸二酸為2.0％松香為17％ 其中普通松香為3.0％、氫化松香為10.0％、水白松香為4.0％樹脂選用301樹脂10％表面活性劑選用OP-5 1.0％抗氧劑選用苯駢三氮唑 1.0％溶劑(其中異丙醇、二甘醇、三甘醇、丙三醇等量)餘量各組分質量總和為100％。
本實施例製備出的低松香免清洗助焊劑，呈淡黃色透明粘稠液體，pH值為4.7～4.9，不含滷化物，不揮發物含量為30.42％，密度為1.28g/ml。將15％的本發明助焊劑和85％的SnAgCu系無鉛焊膏，混合均勻配製出免清洗的SnAgCu系無鉛焊膏，通過標準回流焊接，焊後殘留量為6.30％，無腐蝕性，焊錫球和潤溼性測試均為1級。
綜上所述，本發明組方使用樹脂和活性劑作為松香的部分替代物製備出的低松香免清洗助焊劑，與SnAgCu系無鉛焊膏混合配製出免清洗的SnAgCu系無鉛焊膏，具有優良的焊接性能，焊後焊點飽滿，表面光亮平整，殘留少，殘留物對基板無腐蝕性，焊後無需清洗，對環境無汙染。
權利要求
1.用於SnAgCu系無鉛焊膏的低松香免清洗助焊劑，其特徵在於按質量百分比由以下組分組成活性劑為3％～10％，松香為10％～17％，樹脂為2％～10％，表面活性劑為0.1％～1％，抗氧劑為0.1％～1％，其餘為溶劑，各組分質量之和為100％。
2.如權利要求1所述的用於SnAgCu系無鉛焊膏的低松香免清洗助焊劑，其特徵在於所述的活性劑為硬脂酸、草酸、檸檬酸、己二酸、丁二酸、DL-蘋果酸、癸二酸中的一種或兩種以上的組合。
3.如權利要求1所述的用於SnAgCu系無鉛焊膏的低松香免清洗助焊劑，其特徵在於所述的松香為水白松香、普通松香、氫化松香中的一種或兩種以上的組合。
4.如權利要求1所述的用於SnAgCu系無鉛焊膏的低松香免清洗助焊劑，其特徵在於所述的樹脂為301樹脂、302樹脂或水性丙烯酸樹脂。
5.如權利要求1所述的用於SnAgCu系無鉛焊膏的低松香免清洗助焊劑，其特徵在於所述的溶劑為無水乙醇、異丙醇、二甘醇、三甘醇、丙三醇、乙二醇甲醚、乙二醇乙醚、乙二醇丁醚中的兩種以上的組合。
6.如權利要求1所述的用於SnAgCu系無鉛焊膏的低松香免清洗助焊劑，其特徵在於所述的表面活性劑為OP-10、OP-7或OP-5。
7.如權利要求1所述的用於SnAgCu系無鉛焊膏的低松香免清洗助焊劑，其特徵在於所述的抗氧劑選用苯駢三氮唑。
8.一種製備權利要求1所述助焊劑的方法，其特徵在於該方法按以下步驟實施，a、將質量百分比為3％～10％的活性劑和餘量的溶劑放入容器混合，在室溫下攪拌至完全溶解；b、將質量百分比為10％～17％的松香加入步驟a配製出的混合液中，加熱到30℃～50℃攪拌至完全溶解；c、將質量百分比為0.1％～1％的表面活性劑加入步驟b配製出的混合液中，並在室溫下攪拌均勻；d、將質量百分比為0.1％～1％的抗氧劑加入步驟c配製出的混合液中，在室溫下攪拌至完全溶解；e、將質量百分比為2％～10％的樹脂加入步驟d配製出的混合液中，加熱到30℃～50℃攪拌均勻；f、將步驟e配製出的混合液體在室溫下冷卻，過濾，即得。
全文摘要
本發明公開了一種用於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。本發明同時還公開了該種助焊劑的製備方法，該方法製作成本低、工藝簡單。將本發明製備出的助焊劑與SnAgCu系無鉛焊膏按照一定的比例混合均勻配製出的免清洗型SnAgCu系無鉛焊膏，通過標準回流焊接，焊後焊點飽滿，表面光亮，殘留物少，殘留物對基板無腐蝕性，達到了免清洗的目的，對環境無汙染。
文檔編號B23K35/362GK101085496SQ20071001827
公開日2007年12月12日 申請日期2007年7月17日 優先權日2007年7月17日
發明者趙麥群, 王婭輝, 李濤 申請人:西安理工大學