專利名稱：：低銀SnAgCu無鉛焊膏用新型環(huán)保型助焊劑的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明屬于無鉛焊料助焊劑領(lǐng)域，具體涉及一種助焊劑，尤其是適用于低銀SnAgCu無鉛焊膏用的助焊劑。
背景技術(shù)：
：近年來，電子封裝和表面組裝技術(shù)的無鉛化要求促進(jìn)了無鉛釬料研究工作的快速發(fā)展。在眾多被研究的無鉛釬料之中，SnAgCu釬料由于具有較好的綜合性能，而被視為較理想的SnPb釬料的替代品之一。但是由于低銀SnAgCu無鉛釬料合金的熔化溫度范圍較大，熔點(diǎn)高且偏離共晶點(diǎn)，使釬焊溫度升高，對回流焊接過程提出更大的挑戰(zhàn)。因此，無鉛釬焊對助焊劑的性能也提出了更高的要求。需要重新評估焊膏的化學(xué)成分在較高的工藝溫度下的變化，如助焊劑的揮發(fā)等。為了縮小與國外產(chǎn)品的差距，急需開發(fā)出性能優(yōu)越、環(huán)保的無鉛焊膏，而研制與無鉛釬料匹配的助焊劑也就成為了必然要求。由于無鉛釬料的焊接溫度比錫鉛釬料要高，并且前者的潤濕性能也相對較差，因此，目前適用于錫鉛釬料的助焊劑無法滿足無鉛釬料的焊接要求。選擇合適的助焊劑可以改善釬料的釬焊性能。除了具有常規(guī)助焊劑應(yīng)該具備的性能，無鉛釬劑還對活化溫度、抗氧化能力、活性強(qiáng)度以及熱穩(wěn)定性等有不同的要求。對于無鉛釬料而言，要求與其匹配的助焊劑具有更好的抗氧化性、更強(qiáng)的活性以及更高的熱穩(wěn)定性。總之，助焊劑必須能夠完全承受整個(gè)再流焊過程。目前，國內(nèi)適用于低銀SnAgCu無鉛焊膏用助焊劑的研究較少，本發(fā)明就是針對低銀SnAgCu無鉛焊膏配制的需要，開發(fā)新型的松香型無卣素免清洗助焊劑。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于解決現(xiàn)有的技術(shù)問題，提供一種助焊性能良好、抗氧化性能強(qiáng)、熱穩(wěn)定性高、焊后無腐蝕的低銀SnAgCu無鉛焊膏用新型環(huán)保型助焊劑。本發(fā)明所提供的低4艮SnAgCu無鉛焊膏用新型環(huán)保型助焊劑的組成及其質(zhì)量百分含量為活化劑溶劑緩蝕劑觸變劑成膏劑穩(wěn)定劑0.8-5.0%2.0-9.0%5.0-13.0%32.0-41.0%0.3-2.5%1.0-6.0%表面活性劑改性松香35.0-48.0%0.5-5.0%其中，所述的活化劑為有機(jī)酸，選自二元羧酸、三元羧酸或鞋基酸，可以是同一類酸中的兩種以上混合，也可以是不同類酸中的兩種以上混合；所述二元羧酸為丁二酸、戊二酸、己二酸、順丁烯二酸、衣康酸，所述三元羧酸為檸檬酸，所述羥基酸為DL-蘋果酸、水楊酸中的兩種以上混合。活化劑是助焊劑的靈魂。本發(fā)明所選用的活化劑具有清除釬焊金屬和釬料表面氧化膜的足夠能力，在整個(gè)釬焊過程發(fā)揮活化作用，對提高潤濕性起著關(guān)鍵的作用。同時(shí)，活化劑又決定著助焊劑及其殘留物的腐蝕性能。本發(fā)明中的活化劑在釬焊溫度下能夠大部分揮發(fā)、升華或分解，使印刷電路板焊后的有機(jī)酸殘留物少，無腐蝕。所述的溶劑為有機(jī)溶劑，為至少一種醇類和至少一種醚類的混合；所述的醇選自丙三醇、乙二醇、二甘醇、2-乙基-l,3己二醇；所述的醚選自乙二醇單曱醚、二乙二醇單乙醚、二乙二醇單丁醚、二乙二醇單己醚、二乙二醇單辛醚。溶劑是助焊劑的載體，使助焊劑各組分溶于溶劑中，形成均勻的黏稠態(tài)。本發(fā)明所選用的有機(jī)溶劑具有合適的沸點(diǎn)，既不會過快蒸發(fā)，又能有利于焊后保護(hù)膜的干燥成形。并且，所選用的有機(jī)溶劑具有一定的黏度，便于印刷以及元件的粘附。所述的緩蝕劑為有機(jī)胺類緩蝕劑，三乙胺、三乙醇胺中的一種或兩種混合。緩蝕劑可以作為輔助活性劑和酸度調(diào)節(jié)劑進(jìn)4亍復(fù)配，用于減少助焊劑對印刷電路板的腐蝕。所述的觸變劑為氫化蓖麻油。添加觸變劑的作用是給焊膏提供恰當(dāng)?shù)牧髯冃阅埽⒈ＷC焊膏流變性能的穩(wěn)定性。所述的成膏劑為聚乙二醇1000,聚乙二醇2000或乙二撐雙硬脂酸酰胺的一種或多種混合。成膏劑的作用是增強(qiáng)松香溶膠成黏稠膏狀的能力。所述的穩(wěn)定劑為石蠟。穩(wěn)定劑在焊膏存儲過程中，能夠保持助焊劑的黏稠穩(wěn)定性，不會出現(xiàn)分層。所述的表面活性劑為辛基酚聚氧乙烯醚、異辛基酚聚氧乙烯醚或壬基酚聚氧乙蹄醚中的一種或多種混合。表面活性劑可以促進(jìn)助焊劑中各種組分的溶解，可以降低焊料與印刷電路板表面的界面張力，協(xié)同助焊劑改進(jìn)助焊性能。所述的改性松香為聚合松香、氫化松香、全氫化松香、水白松香、松香KE-604或無鉛松香中的一種或多種混合。松香本身是一種弱酸，在助焊劑中能起到一定的活性作用。本發(fā)明所選用的改性松香具有較高的軟化點(diǎn)，不易結(jié)晶，抗氧化性強(qiáng)，酸值較低，并且結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，這些優(yōu)點(diǎn)都促使所配制的助焊劑具有較為穩(wěn)定的性能。松香只有在加熱到釬焊溫度時(shí)才有活性，能清除金屬表面的氧化膜，增加釬料的潤濕性能；由于;^香能溶解在有機(jī)溶劑中，在再流焊時(shí)，當(dāng)溶劑蒸發(fā)后，能夠形成薄的膜狀物，保護(hù)金屬表面。與現(xiàn)有助焊劑產(chǎn)品相比，本發(fā)明所提供的低銀SnAgCu無鉛焊膏用新型環(huán)保型助焊劑具有以下特點(diǎn)①不含卣素，焊后殘留少，符合環(huán)保要求；②針對低銀SnAgCu無鉛焊料熔化溫度偏離共晶點(diǎn)、結(jié)晶溫度區(qū)間大的特點(diǎn)，本發(fā)明所選用的活化劑為多種有機(jī)酸的復(fù)配，沸點(diǎn)分布區(qū)間較大(130337。C)，能夠保證在整個(gè)回流焊接過程中都起到較好的活性作用；③由于活化劑在釬焊溫度下能夠大部分揮發(fā)、升華或分解，有機(jī)酸類物質(zhì)殘留很少，確保焊后無腐蝕；④用本發(fā)明所提供的助焊劑配制的焊膏保濕性好，存儲和使用壽命較長。本發(fā)明所提供的低銀SnAgCu無鉛焊膏用新型環(huán)保型助焊劑，可直接采用現(xiàn)有的助焊劑配制方法配制合成。具體實(shí)施例方式下面將結(jié)合具體的實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。下述實(shí)施例中均采用以下方法配制1)按上述質(zhì)量百分含量配比稱取活化劑、溶劑、纟爰蝕劑、表面活性劑、觸變劑、成膏劑、穩(wěn)定劑和改性松香等物料；2)將改性+>香和有機(jī)溶劑的混合物在不高于120。C的溫度下加熱溶解成為透明液態(tài)后，加入活化劑，攪拌直至完全溶解，然后停止加熱，當(dāng)溫度下降為100。C左右時(shí)保溫，再加入緩蝕劑、觸變劑、成膏劑、穩(wěn)定劑和表面活性劑，使其充分溶解并攪拌均勻后，在室溫下靜置冷卻，直到冷卻至室溫，即得本發(fā)明的低銀SnAgCu無鉛焊膏用新型環(huán)保型助焊劑。實(shí)施例1選用的活性劑為丁二酸、水楊酸和DL-蘋果酸，溶劑為丙三醇和二乙二醇單乙醚，緩蝕劑為三乙胺，觸變劑為氫化蓖麻油，成膏劑為聚乙二醇1000,穩(wěn)定劑為石蠟，表面活性劑為辛基酚聚氧乙烯醚，改性松香為聚合松香和氫化松香；各組分的質(zhì)量百分含量(wt。/。)為丁二酸1.5水楊酸1.5DL-蘋果酸2,0丙三醇14.0二乙二醇單乙醚18.0三乙胺0.8氬化蓖麻油4.2聚乙二醇10006.0石蠟2.5辛基酚聚氧乙烯醚3.5聚合松香24.0氫化松香22.0實(shí)施例2選用的活性劑為戊二酸、水楊酸和種檬酸，溶劑為二甘醇和二乙二醇單丁醚，緩蝕劑為三乙醇胺，觸變劑為氬化蓖麻油,成膏劑為聚乙二醇1000,穩(wěn)定劑為石蠟，表面活性劑為辛基酚聚氧乙烯醚，改性松香為聚合松香和水白松香；各組分的質(zhì)量百分含量(wt。/o)為戊二酸2.0水楊酸2.5檸檬酸3.0二甘醇18.0二乙二醇單丁醚18.0三乙醇胺1.5氫化蓖麻油1.0聚乙二醇10004.4石蠟0.3辛基酚聚氧乙烯醚1.3聚合松香24.0水白松香24,0實(shí)施例3選用的活性劑為己二酸、丁二酸和DL-蘋果酸，溶劑為丙三醇和乙二醇單曱醚，緩蝕劑為三乙胺和三乙醇胺，觸變劑為氫化蓖麻油，成膏劑為聚乙二醇2000,穩(wěn)定劑為石蠟，表面活性劑為異辛基酚聚氧乙烯醚，改性松香為全氬化松香和水白松香；各組分的質(zhì)量百分含量(>1%)為己二酸1.5丁二酸3.0DL-蘋果酸4.5丙三醇16.0乙二醇單甲醚20.0三乙胺3.0三乙醇胺2.0氫化蓖麻油6.0聚乙二醇20002.0石蠟1.0異辛基酚聚氧乙烯醚1.0全氫化松香20.0水白松香20.0實(shí)施例4選用的活性劑為己二酸、水楊酸和衣康酸，溶劑為乙二醇和二乙二醇單辛醚，緩蝕劑為三乙醇胺，觸變劑為氬化蕙麻油，成膏劑為乙二撐雙硬脂酸酰胺，穩(wěn)定劑為石蠟，表面活性劑為辛基酚聚氧乙烯醚和壬基酚聚氧乙烯醚，改性松香為全氬化+^香和聚合松香；各組分的質(zhì)量百分含量(wt。/。)為己二酸1.5水楊酸4.5衣康酸4.8乙二醇16,0二乙二醇單辛醚18.0三乙醇胺3,0氫化蓖麻油4.2乙二撐雙硬脂酸酰胺3.5石蠟1.5辛基酚聚氧乙烯醚2.5壬基酚聚氧乙烯醚2.5全氬化松香18.0聚合松香20.0實(shí)施例5選用的活性劑為戊二酸、衣康酸和DL-蘋果酸，溶劑為2乙基-1,3己二醇和二乙二醇單丁醚，緩蝕劑為三乙胺，觸變劑為氫化蓖麻油，成膏劑為聚乙二醇2000和乙二撐雙硬脂酸酰胺，穩(wěn)定劑為石蠟，表面活性劑為辛基酚聚氧乙烯醚，改性松香為全氫化松香和無鉛松香FE625;各組分的質(zhì)量百分含量(wt。/。)為戊二酸2.0衣康酸4.0DL-蘋果酸4.02乙基-1,3己二醇18.0二乙二醇單丁醚20.0三乙胺氬4t蓖麻油聚乙二醇2000乙二撐雙石更脂酸酰胺石蠟辛基酚聚氧乙烯醚全氬化松香無鉛松香FE625實(shí)施例6選用的活性劑為丁二酸、檸檬酸和順丁烯二酸，溶劑為二甘醇和二乙二醇單己醚，緩蝕劑為三乙醇胺，觸變劑為氫化蓖麻油，成膏劑為聚乙二醇IOOO,穩(wěn)定劑為石蠟，表面活性劑為辛基酚聚氧乙烯醚,改性松香為水白松香和無鉛松香FE625;各組分的質(zhì)量百分含量(wt0/0)為丁二酸3.0檸檬酸5.0順丁烯二酸5.0二甘醇21.0二乙二醇單己醚20.0三乙醇胺1.0氫化蓖麻油2.0聚乙二醇10003.5石蠟1.0辛基酚聚氧乙烯醚0.5水白松香20.0松香KE-60418.0將實(shí)施例1至實(shí)施例6中制備的低銀SnAgCu無鉛焊膏用新型環(huán)保型助焊劑，按照國家標(biāo)準(zhǔn)和電子行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行;險(xiǎn)測，各項(xiàng)指標(biāo)如表1所示。2.03.03.51.51.518.017.010表1本發(fā)明所制備的低銀SnAgCu無鉛焊膏用新型環(huán)保型助焊劑的性能<table>tableseeoriginaldocumentpage11</column></row><table>從表1的性能檢測可以看出，本發(fā)明所提供的低4艮SnAgCu無鉛焊膏用新型環(huán)保型助焊劑具有較為優(yōu)異的性能①物理穩(wěn)定性良好;②不含卣素；③無腐蝕性(焊后殘留物少，且為透明硬質(zhì)膜狀物)；④助焊性較好，擴(kuò)展率能夠達(dá)到75%以上；⑤印刷板的焊后絕緣電阻較高，且超過10A，滿足要求。權(quán)利要求1、一種適用于低銀SnAgCu無鉛焊膏的新型環(huán)保型助焊劑，其特征在于，其組成及各組分的質(zhì)量百分含量如下活化劑5.0-13.0％溶劑32.0-41.0％緩蝕劑0.8-5.0％觸變劑1.0-6.0％成膏劑2.0-9.0％穩(wěn)定劑0.3-2.5％表面活性劑0.5-5.0％改性松香35.0-48.0％其中，所述的活化劑為有機(jī)酸，選自二元羧酸、三元羧酸或羥基酸，可以是同一類酸中的兩種以上混合，也可以是不同類酸中的兩種以上混合；所述的溶劑為有機(jī)溶劑，為至少一種醇類和至少一種醚類的混合；所述的緩蝕劑為有機(jī)胺類緩蝕劑；所述的觸變劑為氫化蓖麻油；所述的成膏劑為聚乙二醇1000，聚乙二醇2000或乙二撐雙硬脂酸酰胺的一種或多種混合；所述的穩(wěn)定劑為石蠟；所述的表面活性劑為辛基酚聚氧乙烯醚、異辛基酚聚氧乙烯醚或壬基酚聚氧乙烯醚中的一種或多種混合；所述的改性松香為聚合松香、氫化松香、全氫化松香、水白松香、松香KE-604或無鉛松香中的一種或多種混合。2、根據(jù)權(quán)利要求1所述的低銀SnAgCu無鉛焊膏用新型環(huán)保型助焊劑，其特征在于，所述二元羧酸為丁二酸、戊二酸、己二酸、順丁烯二酸、衣康酸，所述三元羧酸為檸檬酸，所述羥基酸為DL-蘋果酸、水楊酸中的兩種以上混合。3、根據(jù)權(quán)利要求1所述的低銀SnAgCu無鉛焊膏用新型環(huán)保型助焊劑，其特征在于，所述的醇選自丙三醇、乙二醇、二甘醇、2-乙基-1，3己二醇；所述的醚選自乙二醇單曱醚、二乙二醇單乙醚、二乙二醇單丁醚、二乙二醇單己醚、二乙二醇單辛醚。4、根據(jù)權(quán)利要求1所述的低銀SnAgCu無鉛焊膏用新型環(huán)保型助焊劑，其特征在于，所述的有機(jī)胺類緩蝕劑為三乙胺、三乙醇胺中的一種或兩種混合。全文摘要低銀SnAgCu無鉛焊膏用新型環(huán)保型助焊劑屬于無鉛焊料助焊劑領(lǐng)域。本發(fā)明的目的在于提供一種適用于低銀SnAgCu無鉛焊膏的助焊劑。本發(fā)明助焊劑的組成及含量為活化劑5.0-13.0％、溶劑32.0-41.0％、緩蝕劑0.8-5.0％、觸變劑1.0-6.0％、成膏劑2.0-9.0％、穩(wěn)定劑0.3-2.5％、表面活性劑0.5-5.0％、改性松香35.0-48.0％?；罨瘎┎捎枚喾N有機(jī)酸復(fù)配，沸點(diǎn)分布區(qū)間廣，能夠在整個(gè)焊接過程中都起到較好的活性作用，并且在釬焊溫度下能夠大部分揮發(fā)、升華或分解，確保焊后無腐蝕。本發(fā)明具有不含鹵素、助焊性能好、焊后殘留少且為硬質(zhì)膜狀、絕緣電阻高等優(yōu)點(diǎn)。文檔編號B23K35/363GK101564805SQ20091008620公開日2009年10月28日申請日期2009年5月27日優(yōu)先權(quán)日2009年5月27日發(fā)明者史耀武,夏志東,楊曉軍,健林,蕾祝,符寒光,福郭,雷永平申請人:北京工業(yè)大學(xué)