專利名稱：一種與無鉛釬料配套使用的助焊劑的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種助焊劑，具體地說，涉及一種與無鉛釬料配套使用的助焊劑。
背景技術：
隨著電子行業(yè)的飛速發(fā)展，以及人類環(huán)保意識的不斷提高，錫鉛合金帶來的負面影響日漸突出，而新型無鉛釬料作為錫鉛釬料的替代物，其開發(fā)和應用已經成為電子行業(yè)的一大熱點。大量研究表明，共晶SnAg、SnCu和SnAgCu釬料最適合替代SnPb釬料，在電子行業(yè)得到普遍應用。其中SnAgCu釬料因具有良好的物理和機械性能，及較好的可焊性，被公認為是最有可能替代SnPb合金的無鉛釬料。但與傳統(tǒng)的SnPb釬料相比，SnAgCu系無鉛釬料具有熔點較高、潤濕性差、易氧化 等缺點。因而針對SnPb釬料研制的助焊劑無法滿足無鉛釬料的釬焊要求，主要問題在于一是不適合無鉛釬料的較高的焊接溫度；二是助焊劑的潤濕能力不夠。傳統(tǒng)SnPb釬料的焊接溫度在235°C 250°C之間，而SnAgCu系無鉛釬料的熔點比SnPb釬料的熔點高30°C，因而焊接溫度也相應提到250°C以上。傳統(tǒng)的助焊劑用于無鉛釬料的焊接時，耐高溫性能較差，助焊劑在較高的預熱溫度及更高的焊接溫度下會失去部分活性，從而產生上錫不好的狀況；此外，傳統(tǒng)的助焊劑潤濕能力不夠，易導致焊點潤濕不良，產生焊后缺陷，影響焊點質量和可靠性。因而，開發(fā)與無鉛釬料配套使用的助焊劑也成為無鉛化進程的研究熱點之一，受到日益廣泛的重視。目前，市場上的助焊劑多為松香型助焊劑及水溶性助焊劑，且多為殘留固體成分含量高的產品。松香型助焊劑的主要成分為松香，焊后殘留物較多，需徹底清洗。水溶性助焊劑一般都有高的助焊活性，其殘留物具有較大的腐蝕性和電導率，在基板裝配完成后需立即清洗。隨著高密度、輕量化、微型化和高性能化的電子產品的發(fā)展，表面貼裝的元器件和印制底板間的間隙變小，給清洗工作帶來了相當困難。基于以上原因，免清洗助焊劑應運而生，免清洗助焊劑即焊后殘留物少，無需清洗的新型助焊劑。與傳統(tǒng)助焊劑相比，免清洗助焊劑免去了對清洗設備和清洗劑的投入，減少了廢氣和廢水等排放物對環(huán)境的污染，因而具有重大的經濟效益和社會效益。為克服現(xiàn)有技術的不足，本發(fā)明提供了一種滿足無鉛浸焊和無鉛波峰焊焊接工藝要求的醇基低固含量免清洗助焊劑，即以醇類作為溶劑、不含松香等固體物質、無需清洗的新型高效助焊劑。與松香型助焊劑相比，本發(fā)明提出的醇基助焊劑因不含松香成分，固含量降低，因而焊后殘留物少，滿足免清洗助焊劑的要求。而與水溶性助焊劑相比，醇基助焊齊 以低沸點的乙醇為主要溶劑，在焊接過程中，乙醇的揮發(fā)比水快得多，有效避免了飛濺問題。
發(fā)明內容
本發(fā)明提供了一種醇基低固含量免清洗助焊劑，尤其適用于表面封裝技術(SMT)中的無鉛波峰焊和無鉛手工浸焊。其優(yōu)點在于1、焊點飽滿，焊后無需清洗；2、潤濕性好，無拉尖、橋連等缺陷；3、不含鹵素、無污染，滿足環(huán)保要求，焊接過程中無飛濺，無刺激性、有害氣體產生，使用安全。本發(fā)明的主要目的是提供一種與無鉛釬料配套使用的助焊劑，所述助焊劑包括有機活性劑、表面活性劑、成膜劑、緩蝕劑，以及醇類溶劑，其中，按重量百分比計，所述有機活性劑為I. 0-8. 0%、所述表面活性劑為O. 5-2. 0%、所述成膜劑為O. 1_2%、所述緩蝕劑為
0.01-0. 1%，其余為醇類溶劑。優(yōu)選地，所述的有機活性劑包括有機酸活性劑和有機胺活性劑，其中，所述有機酸活性劑選自丁二酸、己二酸、戊二酸、癸二酸、順丁烯二酸、丙烯酸、衣康酸、檸檬酸、DL-蘋果酸和乳酸中的任意一種或幾種；所述有機胺活性劑為三乙醇胺和/或N-甲基二乙醇胺。優(yōu)選地，根據權利要求2所述的助焊劑，其特征在于所述有機酸活性劑和所述有機胺活性劑的質量比為10 :1 50 :1。
更優(yōu)選地，根據權利要求3所述的助焊劑，其特征在于所述有機酸活性劑和所述有機胺活性劑的質量比為15 :1 30 :1。有機酸含有羧基活性官能團，在溶劑中產生游離的H+離子，與母材和焊料表面的氧化物發(fā)生化學反應，達到去除氧化膜、增加潤濕性的目的，是活性較高的活化劑。有機胺活性較弱，在助焊劑中的主要作用是調節(jié)PH值、降低腐蝕性。優(yōu)選地，所述的表面活性劑選自烷基酚聚氧乙烯醚、壬基酚聚氧乙烯醚、椰子油酰胺丙基甜菜堿(CAB)、丁二酸二辛酯磺酸鈉中的任意一種或幾種。更優(yōu)選地，所述烷基酚聚氧乙烯醚為op-10和op-4、所述壬基酚聚氧乙烯醚為TX-10。更優(yōu)選地，所述表面活性劑為op-10和CAB的復配組合，op-10和CAB質量比為I :
I 5 :1。更優(yōu)選地，op-10和CAB質量比為2 :1 3 :1。表面活性劑的主要作用是增加助焊劑的潤濕性能，將上述不同類型的表面活性劑復配使用，能夠產生加和增效作用，有效地提高助焊劑的最大潤濕力，縮短潤濕時間。優(yōu)選地，所述的成膜劑選自丙烯酸樹脂、乙酸異戊酯、聚乙二醇600、乙二酸二甲酯、聚丙烯酰胺和苯甲酸乙酯中的任意一種或幾種。加入成膜劑能在焊點表面形成一層有機膜，防止釬料及基底材料被再次氧化，還具有防腐蝕性和電氣絕緣性。優(yōu)選地，所述的緩蝕劑為苯并三氮唑(BTA)和/或甲基苯并三氮唑(TTA)。所述緩蝕劑的主要作用是抑制助焊劑對金屬的腐蝕作用。優(yōu)選地，所述的醇類溶劑由低沸點醇類溶劑和高沸點醇類溶劑復配制成。更優(yōu)選地，所述低沸點醇類溶劑選自乙醇和/或異丙醇。更優(yōu)選地，所述高沸點醇類溶劑選自乙二醇、丙三醇、己二醇、二甘醇、2-乙基-1,3-己二醇中的一種或幾種。更優(yōu)選地，所述醇類溶劑為乙醇和乙二醇復配溶劑體系，乙醇和乙二醇質量比為5 :1 20 :1。更優(yōu)選地，乙醇和乙二醇質量比為7 :1 9 :1。溶劑的主要作用是溶解助焊劑中的活性成分，起載體作用。將低沸點的乙醇和/或異丙醇與一種或幾種高沸點醇類溶劑配合使用，可保證在整個焊接溫度范圍內有溶劑載體存在。其中低沸點溶劑為溶劑體系的主要組成，其作用是溶解助焊劑中的各種成分，形成均相溶液。在焊接過程中，要求低沸點溶劑成分迅速揮發(fā)，以免與熔融焊料接觸而引起飛濺。同時，在焊接溫度下，少量高沸點溶劑的存在繼續(xù)承擔載體作用，保證了助焊劑中的各種成分在焊接區(qū)域的均勻分散，使助焊劑的活性尤其是高溫活性充分發(fā)揮。本發(fā)明的另一目的是提供一種制備所述助焊劑的方法，所述制備方法通過將按重量百分比稱取的所述有機酸活性劑、所述有機胺活性劑、所述表面活性劑、所述成膜劑、所述緩蝕劑完全溶解于所述復配醇類溶劑中。本發(fā)明涉及的無鉛釬料用醇基低固含量免清洗助焊劑，適用于SnAgCu系無鉛釬料的波峰焊和手工浸焊工藝，得到的焊點滿足IPC-A-610C《電子組裝件外觀質量驗收條件的標準》中規(guī)定的有引腳-鍍通孔焊點可接受標準中的二級可接受性標準，可用于服務類電
子產品。
具體實施例方式為使審查員能進一步了解本發(fā)明的結構、特征及其他目的，現(xiàn)結合所附較佳實施例詳細說明如下，實施例僅用于說明本發(fā)明的技術方案，并非限定本發(fā)明。制備實施例實施例I稱取2. 79g 丁二酸、O. 86g 己二酸、O. 23g 三乙醇胺、O. 71gop_10、0· 36g CAB,O. 23g丙烯酸樹脂、0. 05g苯并三氮唑完全溶解于10. 52g乙二醇、84. 25g乙醇復配溶劑中。實施例2稱取2. 79g 丁二酸、O. 86g 衣康酸、O. 23g 三乙醇胺、O. 71gop-10、0. 40g CAB,O. 23g丙烯酸樹脂、0. 05g苯并三氮唑完全溶解于11. 84g 二甘醇、82. 89g乙醇復配溶劑中。實施例3稱取5. 39g 丁二酸、I. 67g 己二酸、O. 23g 三乙醇胺、O. 91gop_10、0. Ilg op_4、
O.23g丙烯酸樹脂、O. 06g苯并三氮唑完全溶解于91. 40乙醇溶劑中。表I是實施例1-3中的助焊劑的主要成份的重量百分數。
權利要求
1.ー種與無鉛釬料配套使用的助焊劑，其特征在于所述助焊劑包括有機活性剤、表面活性剤、成膜劑、緩蝕劑，以及醇類溶劑，其中，按重量百分比計，所述有機活性劑為I. 0-8. 0%、所述表面活性劑為O. 5-2. 0%、所述成膜劑為O. 1_2%、所述緩蝕劑為O. 01-0. 1%，其余為醇類溶剤。
2.根據權利要求I所述的助焊劑，其特征在于所述的有機活性劑包括有機酸活性劑和有機胺活性劑，其中，所述有機酸活性劑選自丁ニ酸、己ニ酸、戊ニ酸、癸ニ酸、順丁烯ニ酸、丙烯酸、衣康酸、檸檬酸、DL-蘋果酸、乳酸中的任意ー種或幾種；所述有機胺活性劑為三こ醇胺和/或N-甲基ニこ醇胺。
3.根據權利要求2所述的助焊劑，其特征在于所述有機酸活性劑和所述有機胺活性劑的質量比為10 Γ50 lo
4.根據權利要求3所述的助焊劑，其特征在于所述有機酸活性劑和所述有機胺活性劑的質量比為15 Γ30 :1。
5.根據權利要求I所述的助焊劑，其特征在于所述的表面活性劑選自烷基酚聚氧こ烯醚、壬基酚聚氧こ烯醚、椰子油酰胺丙基甜菜堿(CAB)、丁ニ酸ニ辛酯磺酸鈉中的任意一種或幾種。
6.根據權利要求5所述的助焊劑，其特征在于所述烷基酚聚氧こ烯醚為op-10和op_4、所述壬基酌·聚氧こ稀釀為TX-10。
7.根據權利要求6所述的助焊劑，其特征在于所述表面活性劑為op-10和CAB的復配組合，op-10和CAB質量比為I :1 5 :1。
8.根據權利要求7所述的助焊劑，其特征在于op-10和CAB質量比為2Γ3 :1。
9.根據權利要求I所述的助焊劑，其特征在于所述的成膜劑選自丙烯酸樹脂、こ酸異戊酷、聚こニ醇600、こニ酸ニ甲酷、聚丙烯酰胺、苯甲酸こ酯中的任意ー種或幾種。
10.根據權利要求I所述的助焊劑，其特征在于所述的緩蝕劑為苯并三氮唑(BTA)和/或甲基苯并三氮唑(ΤΤΑ)。
11.根據權利要求I所述的助焊劑，其特征在于所述的醇類溶劑由低沸點醇類溶劑和高沸點醇類溶劑復配制成。
12.根據權利要求11所述的助焊劑，其特征在于所述低沸點醇類溶劑選自こ醇和/或異丙醇。
13.根據權利要求11所述的助焊劑，其特征在于所述高沸點醇類溶劑選自こニ醇、丙三醇、己ニ醇、ニ甘醇、2-こ基-1，3-己ニ醇中的ー種或幾種。
14.根據權利要求11所述的助焊劑，其特征在于所述醇類溶劑為こ醇和こニ醇復配溶劑體系，こ醇和こニ醇質量比為5 Γ20 :1。
15.根據權利要求14所述的助焊劑，其特征在于こ醇和こニ醇質量比為7Γ9 :1。
16.ー種制備權利要求I所述的助焊劑的方法，所述制備方法通過將按重量百分比稱取的所述有機酸活性剤、所述有機胺活性剤、所述表面活性剤、所述成膜劑、所述緩蝕劑完全溶解于所述復配醇類溶劑中。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種與無鉛釬料配套使用的助焊劑，包括有機活性劑、表面活性劑、成膜劑、緩蝕劑，以及醇類溶劑，其中，按重量百分比計，有機活性劑為1.0-8.0%、表面活性劑為0.5-2.0%、成膜劑為0.1-2%、緩蝕劑為0.01-0.1%，其余為醇類溶劑。本發(fā)明提供的助焊劑具有以下優(yōu)點1、焊點飽滿，焊后無需清洗；2、潤濕性好，無拉尖、橋連等缺陷；3、不含鹵素、無污染，滿足環(huán)保要求，焊接過程中無飛濺，無刺激性、有害氣體產生，使用安全；尤其適用于表面封裝技術(SMT)中的無鉛波峰焊和無鉛手工浸焊。
文檔編號B23K35/363GK102825398SQ201210280080
公開日2012年12月19日 申請日期2012年8月8日 優(yōu)先權日2012年8月8日
發(fā)明者楊曉軍, 鄭家春, 雷永平, 夏志東, 郭福 申請人:北京工業(yè)大學