專利名稱：：無鉛焊料絲用松香型無鹵素免清洗助焊劑的制作方法
技術領域：
：本發(fā)明涉及一種助焊劑，尤其適用于無鉛焊料絲用松香型無鹵素免清洗助焊劑。技術背景焊接是電子產品組裝過程中的重要工藝。焊接質量的好壞，直接影響電子電路及電子裝置的工作性能。優(yōu)良的焊接質量，可為電路提供良好的穩(wěn)定性、可靠性，不良的焊接方法會導致元器件損壞，給測試帶來很大困難，有時還會留下隱患，影響的電子設備可靠性。隨著電子產品復雜程度的提高，使用的元器件越來越多，有些電子產品(尤其是有些大型電子設備)要使用幾百上千個元器件，焊點數量則成千上萬。而一個不良焊點都會影響整個產品的可靠性。焊接質量是電子產品質量的關鍵。因此，助焊劑的品質直接影響到表面組裝技術(SMT)的整個工藝過程和產品質量。在電子工業(yè)中，傳統(tǒng)松香型助焊劑的使用效果可靠且穩(wěn)定，因而被廣泛的應用。但這類助焊劑焊后留有大量鹵素離子等殘余物，易引起腐蝕。過高的松香含量使焊后的不揮發(fā)物含量增加，焊后殘留物含量過多，同時焊接過程中會產生大量的煙塵，危害人體健康。所以焊后殘留物必須徹底清洗，而要徹底消除這些殘留物，一般要用氟里昂氣相清洗，不僅提高了成本，而且大量使用氟里昂嚴重地破壞大氣臭氧層，這勢必將對電子行業(yè)產生影響。在釬焊材料方面，由于無鉛釬料替代含鉛釬料的的發(fā)展，加快了助焊劑本身更新換代的速度，這就要求有高質量的助焊劑來滿足目前的發(fā)展現狀。目前SnPb焊料的最佳替代品主要有SnCu、SnAg、SuZn、SnAgCu、SnAgCuRE等焊料合金。但是這類無鉛焊料熔點高，易氧化。熔點的升高意味著焊接溫度必須提高，這樣就帶來了焊接過程中高溫氧化嚴重的問題，增加助焊劑中活性劑的揮發(fā)，引起焊劑性能的失效，活化和保護作用的降低。這給無鉛焊料用助焊劑提出了更為苛刻的要求，無鉛焊料用助焊劑的開發(fā)研究迫在眉睫。
發(fā)明內容本發(fā)明的目的是針對上述因松香含量過高引起的悍后殘留物過多和因鹵素的存在帶來焊點腐蝕的問題，提供一種沸點較高的醇類或醚類作為溶劑，不含鹵素的松香型免清洗助焊劑。這種助焊劑可以克服現有技術的缺點，助焊性能好，焊后殘留物為無色透明的膜狀物，常溫下穩(wěn)定不吸潮，焊后可以不予清洗，更符合環(huán)保要求。本發(fā)明無鉛焊料絲用松香型無鹵素免清洗助焊劑，其組分及質量百分含量為有機酸活化劑4-18wt%，有機溶劑10-30wt%，成膏劑l-6wt%，穩(wěn)定劑0.2-3wt%，觸變劑0.5-5wt%，表面活性劑0.5-4wt%，緩蝕劑0.5-5wty。，改性松香為余量。其中有機酸類活化劑為脂肪族一元酸、二元酸、三元酸、羥基酸、芳香酸、氨基酸、油酸、谷氨酸、甘氨酸，選自丁二酸、戊二酸、丙二酸、己二酸、癸二酸、水楊酸、衣康酸、壬二酸、乙醇酸、DL-蘋果酸、硬脂酸的一種或多種混合。此類活化劑有足夠的助焊活性，助焊性能較好。活性成分在溶劑里電離出游離的H+離子，與母材和焊料表面的氧化物反應。這樣，母材和焊料表面的氧化膜被除去，母材的金屬部分露出。從而有利于母材和焊料在釬焊溫度下的鋪展，達到良好的釬焊目的。其用量為助焊劑總量的4-18wt。/。。所述的有機溶劑為醇類或醚類溶劑。有機溶劑的作用是提供一種電離環(huán)境，讓松香酸和有機酸在有機溶劑中電離出游離的H+離子。同時，溶劑還起到一種載體作用，在釬焊過程中，載著游離的H+離子去除氧化膜，同時，載著其它助焊劑成分起著助焊作用。有機溶劑可選擇四氫糠醇，乙二醇、乙二醇單丁醚，丙三醇、丙二醇單甲醚、二甘醇單乙醚、二甘醇單丁醚、二甘醇二乙醚、二乙二醇單丁醚、二甘醇單己醚、二甘醇單辛醚和2乙基-l，3己二醇的一種或兩種混合。其用量為助焊劑總量的10-30wt%。所述的成膏劑為聚乙二醇2000、聚乙二醇4000、聚乙二醇6000，可選其中的一種或多種混合。成膏劑的作用是增強松香溶膠成粘稠膏狀的能力，其用量為助焊劑總量的l-6wt%。所述的觸變劑為氫化蓖麻油、酰胺化合物，可選其中的一種或兩種混合。觸變劑的作用是增強焊膏流體的切力變稀行為，改善焊膏的印刷性能，使焊膏易于脫膜，且不發(fā)生坍塌現象。其用量為助焊劑總量的0.5-5wt。/。。所述的穩(wěn)定劑為石蠟。作用是增強松香溶膠粘稠狀的穩(wěn)定性。其用量為助焊劑總量的0.2-3wt%。所述的緩蝕劑為氮雜環(huán)化合物、有機胺類緩蝕劑，可選用三乙胺、三乙醇胺、苯并三氮唑。緩蝕劑的作用是起到抑制氧化的作用，增大溶液的pH值，降低原來溶液的強酸性，減少助焊劑對印刷板的腐蝕。加入了緩蝕劑以后，不僅可以調節(jié)助焊劑的酸度，可以使焊點光亮，在不降低焊劑活性的情況下，焊后腐蝕性降至最低。同時提高了焊劑和焊膏的存儲穩(wěn)定性。用量為助焊劑總量的0.5-5wt%。所述的表面活性劑為辛基酚聚氧乙烯醚、壬基酚聚氧乙烯醚、非離子氟表面活性劑FCH2CH20(CH2CH20)nH(簡稱FSN)、非離子氟碳表面活性劑F(CF2CF2)n(CH2CH20)nN(簡稱FSO)等。可選其中的一種或多種混合。加適量的表面活性劑可降低表面張力，促進助焊劑中各種助劑的溶解，并對焊料及釬焊表面起到快速潤濕的作用，并協(xié)同活性劑起到助焊功能。但是用量過多會降低焊后的表面絕緣電阻。表面活性劑用量一般在0.5-4wt%。所述的改性松香為聚合松香、全氫化松香、無鉛松香、松香KE-604、水白松香的一種或多種混合。這類松香結構相對穩(wěn)定，改性松香在常溫下呈固態(tài)，不電離，釬焊后，形成氣密性好，透明的有機薄膜，可將焊錫點包裹起來，隔離了金屬與大氣和其他腐蝕性介質的接觸，具有良好的保護性能，很好地解決了助焊劑的活性和腐蝕性的矛盾。本發(fā)明無鉛焊料絲用松香型無鹵素免清洗助焊劑，不含鹵素，解決了無鉛焊膏中松香含量過高引起的不揮發(fā)物含量過高的問題。焊料鋪展均勻，助焊性能好，用《錫焊用液態(tài)焊劑(松香基)GB/T9491-2002》國家標準對本助焊劑進行檢測，其擴展率》75%，潤濕時間小于2秒，焊后殘留物為一層無色透明膜狀物質，可免除清洗工藝，印制板表面絕緣電阻高，焊后銅鏡無穿透，無毒，無刺激性氣味，使用安全，且不易燃燒。具有良好的焊接效果。具體實施方式本發(fā)明無鉛焊料絲用松香型無鹵素免清洗助焊劑的具體配制方案有以下實施例詳細給出。然而，應該理解，雖然這些描述具體地給出了本發(fā)明的特定的實施方案，但是這些實施例主要是為了舉例說明的目的，而本發(fā)明可在其更寬廣的方面被解釋，且不受這些實施例的限制。實施例1:丁二酸聚乙二醇2000二甘醇二乙醚丙三醇氫化蓖麻油石蠟三乙醇胺辛基酚聚氧乙烯醚131012聚合松香48具體制備方法具體制備方法為常規(guī)方法，在帶有攪拌器的反應釜中先加入溶劑，稱量活化劑后加入反應釜，加熱控制溫度在15(TC，攪拌使其完全溶解，加入聚合松香待其完全溶解后加入穩(wěn)定劑，成膏劑，觸變劑，表面活性劑，然后加入緩蝕劑，攪拌至溶液澄清透明，靜置，室溫冷卻，即為無鉛焊料絲用松香型無鹵素免清洗助焊劑。再將助焊劑加熱后用氣壓機壓進錫線中，最后通過拉絲機拉成各種規(guī)格線徑的焊錫絲即可。實施例2:己二酸15戊二酸辛基酚聚氧乙烯醚0.5聚乙二醇20006二甘醇單乙醚乙二醇氫化蓖麻油三乙胺0.5石蠟3聚合松香30無鉛松香27制備方法與實例1相同,實施例3:癸二酸12壬基酚聚氧乙烯醚4聚乙二醇40001二甘醇單辛醚10四氫糠醇氫化蓖麻油0.5苯并三氮唑4石蠟0.5水白松香20全氫化松香43制備方法與實施例1相同。實施例4:水楊酸4壬基酚聚氧乙烯醚1.5聚乙二醇20002.5二甘醇單己醚15.5丙三醇12氫化蓖麻油4三乙醇胺石蠟0.2松香KE-60457.3制備方法與實施例1相同。實施例5:衣康酸乙醇酸8壬基酚聚氧乙烯醚聚乙二醇6000二乙二醇單丁醚8四氫糠醇10氫化蓖麻油3三乙胺2石蠟3水白松香23松香KE-60430制備方法與實例1相同,實施例6:DL-蘋果酸4FSN1聚乙二醇60002二甘醇單丁醚182乙基-1，3己二醇12氫化蓖麻油2.5苯并三氮唑1.5石蠟1松香KE-60458制備方法與實例l相同。實施例7:丙二酸7壬二酸7辛基酚聚氧乙烯醚聚乙二醇40002乙二醇單丁醚8丙二醇單甲醚8氫化蓖麻油2苯并三氮唑石蠟2無鉛松香20全氫化松香38制備方法與實例l相同。實施例8:硬脂酸丁二酸己二酸FSO1聚乙二醇20004.5乙二醇單丁醚丙三醇13氫化蓖麻油4三乙胺4石蠟1.5聚合松香28水白松香24制備方法與實施例1相同。以上實施例制成的無鉛焊料絲用松香型無鹵素免清洗助焊劑，按照國家標準《錫焊用液態(tài)燥劑(松香基)GB/T9491-2002》進行檢驗，各項指標如下表所示。<table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>經檢測，本發(fā)明無鉛焊料絲用松香型無鹵素免清洗助焊劑均不含鹵素，印制板在焊接后和加電進行潮濕試驗后的絕緣電阻〉1.0xl08Q，擴展率》75%，同時物理穩(wěn)定性、銅鏡腐蝕試驗、粘度均合格，焊后殘留物均為無色透明的膜狀物，常溫下穩(wěn)定不吸潮，焊后可以不予清洗，適合一般電子產品的免清洗無鉛焊接工藝。權利要求1、一種無鉛焊料絲用松香型無鹵素免清洗助焊劑，其特征在于，由下述重量配比的物質組成有機酸活化劑4-18wt％有機溶劑10-30wt％成膏劑1-6wt％穩(wěn)定劑石蠟0.2-3wt％觸變劑0.5-5wt％表面活性劑0.5-4wt％緩蝕劑0.5-5wt％其余為改性松香。2、根據權利要求1所述的無鉛焊料絲用松香型無鹵素免清洗助焊劑，其特征在于所述的有機酸類活化劑在脂肪族二元酸、三元酸、羥基酸、芳香酸、氨基酸的一種和多種混合。3、根據權利要求2所述的無鉛焊料絲用松香型無鹵素免清洗助焊劑，其特征在于.-所述的有機酸類活化劑在丁二酸、戊二酸、丙二酸、己二酸、癸二酸、水楊酸、衣康酸、壬二酸、乙醇酸、DL-蘋果酸、硬脂酸的一種或多種混合。4、根據權利要求1所述的無鉛焊料絲用松香型無鹵素免清洗助焊劑，其特征在于有機溶劑為四氫糠醇，乙二醇單丁醚，丙三醇、丙二醇單甲醚、二甘醇單乙醚、二甘醇單丁醚、二甘醇二乙醚、二乙二醇單丁醚、二甘醇單己醚、二甘醇單辛醚和2乙基-l，3己二醇的一種或兩種混合。5、根據權利要求1所述的無鉛燥料絲用松香型無鹵素免清洗助焊劑，其特征在于所述的成膏劑為聚乙二醇2000、聚乙二醇4000、聚乙二醇6000的一種或多種混合。6、根據權利要求1所述的無鉛焊料絲用松香型無鹵素免清洗助焊劑，其特征在于所述的觸變劑為氫化蓖麻油、酰胺化合物的一種和兩種混合。7、根據權利要求1所述的無鉛焊料絲用松香型無鹵素免清洗助焊劑，其特征在于所述的表面活性劑為辛基酚聚氧乙烯醚、壬基酚聚氧乙烯醚、非離子氟表面活性劑FCH2CH20(CH2CH20)nH、非離子氟碳表面活性劑F(CF2CF2)n(CH2CH20)nN的一種或多種混合。8、根據權利要求1所述的無鉛焊料絲用松香型無鹵素免清洗助焊劑，其特征在于所述的緩蝕劑為三乙胺、三乙醇胺、苯并三氮唑一種或多種混合。9、根據權利要求1所述的無鉛焊料絲用松香型無鹵素免清洗助焊劑，其特征在于所述的改性松香為聚合松香、全氫化松香、無鉛松香、松香KE-604、水白松香的一種或多種混合。全文摘要無鉛焊料絲用的無鹵素免清洗助焊劑，屬于助焊劑領域。按照重量比，由下述物質組成有機酸活化劑4-18wt％，有機溶劑10-30wt％，成膏劑1-6wt％，穩(wěn)定劑0.2-3wt％，觸變劑0.5-5wt％，表面活性劑0.5-4wt％，緩蝕劑0.5-5wt％，改性松香為余量。本發(fā)明不含鹵素，焊后銅鏡無穿透，絕緣電阻高，助焊性能好，解決了以往焊料絲用助焊劑中松香含量過高、煙塵大、焊后殘留物易剝落而造成潛在的焊點短路的問題，常溫下穩(wěn)定不吸潮，焊后可以不予清洗，可以滿足一般產品焊接的需求。文檔編號B23K35/362GK101157168SQ20071017746公開日2008年4月9日申請日期2007年11月16日優(yōu)先權日2007年11月16日發(fā)明者史耀武,周永馨,夏志東,張冰冰,徐冬霞,徐廣臣,李國偉,福郭,雷永平申請人:北京工業(yè)大學