專利名稱：一種無鹵高阻抗助焊劑及制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種無鹵高阻抗助焊劑，特別是用于無鉛焊錫絲的無鹵高阻抗助焊劑，屬電子、電氣產(chǎn)品的軟釬焊材料領(lǐng)域。本發(fā)明還涉及該無鹵高阻抗助焊劑的制備方法。
背景技術(shù)：
近年來由于人類環(huán)保意識的日益增強(qiáng)和禁鉛法令的相繼出臺，電子封裝軟釬焊釬料已從傳統(tǒng)的有鉛釬料逐漸過渡到無鉛釬料，其中Sn-Cu系和Sn-Ag-Cu系釬料在業(yè)界被公認(rèn)為較好的并已商業(yè)化的無鉛釬料，然而它們的熔點(diǎn)比傳統(tǒng)的Sn-Pb共晶釬料的183°C高30 45°C，傳統(tǒng)的Sn-Pb焊錫絲用助焊劑難以滿足無鉛工藝的釬焊需求。為此，各大電子制造企業(yè)和焊錫制造廠紛紛致力于無鉛釬料用高活性助焊劑的研究，并已取得顯著成果，開發(fā)出多種無鉛焊錫絲用助焊劑，但是全面分析和研究當(dāng)今國內(nèi)所出現(xiàn)的無鉛焊錫絲用助焊劑的專利后發(fā)現(xiàn)，目前國內(nèi)無鉛焊錫絲用助焊劑大多使用含鹵素化合物或鹽類物質(zhì)，然而該類助焊劑焊后鹵素殘留物多，給產(chǎn)品的使用可靠性帶來了極大的安全隱患，特別在高溫和高濕度情況下，如我國南方地區(qū)雨季時(shí)環(huán)境溫度高且空氣濕度大的情況，該類含鹵素助焊劑使電子產(chǎn)品的可靠性面臨著巨大的考驗(yàn)。如中國專利200710022404. 0公布的一種無鉛軟釬焊料絲用助焊劑，該專利使用了二溴丁烯二醇、二溴乙基苯和溴化十六烷基吡啶、胺鹽等含鹵化合物，焊后鹵素殘留度高，然而在電子、電氣產(chǎn)品的封裝尺寸不斷縮小，元器件引腳間距越來越小的情況下，線路板表面的鹵素殘留物常常在電場環(huán)境中發(fā)生定向移動(dòng)，造成表面絕緣電阻降低，容易引發(fā)元器件引腳間短路，最終導(dǎo)致元器件失效；中國專利2008100251 . X公布的免清洗無鉛焊料助焊劑，該專利使用了溴化十六烷基吡啶、二溴丁烯二醇和5-氯代水楊酸等含鹵化合物，焊后鹵素殘留物多，在元器件使用過程中易腐蝕線路板及焊點(diǎn)，降低線路板及元器件引腳處的表面絕緣電阻，最終引發(fā)元器件引腳間短路，使得元器件在服役過程中失效，不能滿足高端電子產(chǎn)品的高可靠性要求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的正是為了克服上述已有技術(shù)的缺點(diǎn)與不足而提供了一種無鉛焊錫絲用的無鹵高阻抗助焊劑，從而可保證電子產(chǎn)品的焊后可靠性，能夠滿足現(xiàn)代電子工業(yè)對高可靠性的嚴(yán)格要求。本發(fā)明還提供該無鹵高阻抗助焊劑的制備方法。本發(fā)明的目的是通過下列技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的一種無鹵高阻抗助焊劑，它由下述重量百分比的原料組成有機(jī)酸活性剤2~8%
非離子表面活性剤0.レ2%
高沸點(diǎn)有機(jī)溶劑3~8%
緩蝕劑0.01 0.5%
改性松香余量，所述的有機(jī)酸活性劑為丁ニ酸、戊ニ酸、己ニ酸、辛ニ酸、癸ニ酸、十二酸、十四酸、 十六酸、馬來酸、衣康酸或水楊酸中的ー種或兩種或兩種以上的組合；所述的非離子表面活性劑為辛基酚聚氧乙烯醚、烷基酚聚氧乙烯醚、壬基酚聚氧 乙烯醚、異辛基酚聚氧乙烯醚、脂肪醇聚氧乙烯醚、聚乙ニ醇單脂酸酯或聚乙ニ醇單油酸酯 中的ー種或兩種或兩種以上的組合；所述的高沸點(diǎn)有機(jī)溶劑為ニ乙ニ醇單己醚、三乙ニ醇單丁醚、三乙基卡必醇醚或 三乙ニ醇乙醚中的ー種或兩種或兩種以上的組合；所述的緩蝕劑為苯并三氮唑、羥基苯并三唑、甲基苯并三唑或三乙胺中的ー種或 兩種或兩種以上的組合；所述的改性松香為水白松香、聚合松香、氫化松香或亞克カ松香中的ー種或兩種 或兩種以上的組合。所述的無鹵高阻抗助焊劑的制備方法，它按下述步驟進(jìn)行將余量改性松香加入到容器內(nèi)加熱并攪拌至完全熔化，在130 150°C溫度下依 次加入2 8%的有機(jī)酸活性剤、0. 1 2%的非離子表面活性剤、0. 01 0. 5%的緩蝕劑和 3 8%的高沸點(diǎn)有機(jī)溶劑，繼續(xù)攪拌20 30分鐘，制成無鹵高阻抗助焊劑。本發(fā)明選擇的原料，其中的有機(jī)酸活性劑不吸潮，有足夠高的活性，在焊接時(shí)能夠 有效地清除釬料及被焊金屬表面的氧化物，降低釬料的表面張力，實(shí)現(xiàn)良好的焊接，并且在 焊接過程中能夠及時(shí)分解與揮發(fā)，焊后無殘留無腐蝕，表面絕緣電阻高；非離子表面活性劑 能夠有效地去除釬料表面的氧化膜，降低釬料的表面張力，改善釬料的潤濕性，提高釬料的 鋪展能力，促進(jìn)釬料的流動(dòng)與鋪展，獲得良好的釬焊接頭，并且此類非離子表面活性劑不含 鹵素，對環(huán)境友好，同時(shí)焊后穩(wěn)定性高，不電離，表面絕緣電阻高，也不易受酸堿的影響，與 有機(jī)酸活性劑兼容性也非常好；高沸點(diǎn)有機(jī)溶劑能夠使有機(jī)酸活性剤、緩蝕劑和非離子表 面活性劑在改性松香中均勻分布，避免在焊接過程中因?yàn)橛袡C(jī)酸活性劑分布不均勻而飛濺 到線路板上，從而減少殘留物對線路板的腐蝕，進(jìn)而提高表面絕緣電阻；緩蝕劑能夠在焊后 與少量殘留的活性物質(zhì)發(fā)生氧化還原反應(yīng)，減少助焊劑殘留物對線路板的腐蝕，提高線路 板表面絕緣電阻，從而提高可靠性；改性松香在焊接過程會(huì)在焊點(diǎn)表面形成致密的保護(hù)膜 將焊點(diǎn)包裹起來，隔絕空氣，防止焊點(diǎn)的再次氧化，并且焊后常溫下呈固態(tài)，性能穩(wěn)定不導(dǎo) 電，表面絕緣電阻高。由于采取上述技術(shù)方案使本發(fā)明技術(shù)與已有技術(shù)相比具有如下優(yōu)點(diǎn)及效果a)本發(fā)明的助焊劑對Sn-Cu系和Sn-Ag-Cu系無鉛釬料有極佳的助焊效果，不僅可 有效去除氧化膜、實(shí)現(xiàn)快速助焊，而且完全不添加含鹵素化合物，對健康和環(huán)境無公害；b)本發(fā)明的助焊劑添加的高沸點(diǎn)有機(jī)溶劑可改善有機(jī)酸活性剤、非離子表面活性 劑和緩蝕劑在改性松香在的分布，使得焊接過程中助焊劑基本甚微，焊后殘留物少，表面絕緣電阻高，保證了電子產(chǎn)品的焊后可靠性，能夠滿足現(xiàn)代電子工業(yè)對可靠性的嚴(yán)格要求；c)本發(fā)明的助焊劑為不含有鹵素，擴(kuò)展率彡80%，絕緣電阻顯著大于IX 1012Ω，達(dá)到并優(yōu)于SJ/T11273-2002免清洗液態(tài)助焊劑標(biāo)準(zhǔn)中絕緣電阻> IX IO8 Ω的標(biāo)準(zhǔn)，是一種無鹵高阻抗助焊劑。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合具體的實(shí)施例對本發(fā)明的無鹵素高阻抗助焊劑進(jìn)一步說明。實(shí)施例1原料聚合松香92. 70g、十六酸2g、烷基酚聚氧乙烯醚0. 5g、壬基酚聚氧乙烯醚0. 5g、異辛基酚聚氧乙烯醚lg、羥基苯并三唑0. lg、甲基苯并三唑0. lg、三乙胺0. Ig和三乙基卡必醇醚3g。將92. 70g聚合松香加入到容器內(nèi)加熱并攪拌至完全熔化，在130°C溫度下依次加入2g十六酸、0. 5g烷基酚聚氧乙烯醚、0. 5g壬基酚聚氧乙烯醚、Ig異辛基酚聚氧乙烯醚、0. Ig羥基苯并三唑、0. Ig甲基苯并三唑、0. Ig三乙胺和3g三乙基卡必醇醚，繼續(xù)攪拌30分鐘，制成無鹵高阻抗助焊劑。實(shí)施例2原料聚合松香48. 5g、氫化松香40g、戊二酸2g、己二酸2g、十二酸lg、脂肪醇聚氧乙烯醚0. 5g、聚乙二醇單脂酸酯0. 5g、三乙胺0. 5g、三乙二醇單丁醚2g和三乙基卡必醇醚3g，將48. 5g聚合松香、40g氫化松香加入到容器內(nèi)加熱并攪拌至完全熔化，在140°C溫度下依次加入2g戊二酸、2g己二酸、Ig十二酸、0. 5g脂肪醇聚氧乙烯醚、0. 5g聚乙二醇單脂酸酯、0. 5g三乙胺、2g三乙二醇單丁醚和3g三乙基卡必醇醚，繼續(xù)攪拌25分鐘，制成無鹵高阻抗助焊劑。實(shí)施例3原料水白松香42. 4g、聚合松香20g、氫化松香25g、辛二酸3g、癸二酸3g、烷基酚聚氧乙烯醚0. 2g、壬基酚聚氧乙烯醚0. 3g、苯并三氮唑0. 05g、羥基苯并三唑0. 05g、三乙二醇乙醚6g。將42. 4g水白松香、20g聚合松香、25g氫化松香加入到容器內(nèi)加熱并攪拌至完全熔化，在150°C溫度下依次加入3g辛二酸、3g癸二酸、0. 2g烷基酚聚氧乙烯醚、0. 3g壬基酚聚氧乙烯醚、0. 05g苯并三氮唑、0. 05g羥基苯并三唑、6g三乙二醇乙醚，繼續(xù)攪拌20分鐘，制成無鹵高阻抗助焊劑。實(shí)施例4原料水白松香44. 59g、聚合松香40g、丁二酸2g、十四酸2g、衣康酸3g、辛基酚聚氧乙烯醚0. 3g、聚乙二醇單油酸酯0. lg、苯并三氮唑0. Olg、二乙二醇單己醚2g、三乙二醇單丁醚3g和三乙基卡必醇醚3g。將44. 59g水白松香、40g聚合松香加入到容器內(nèi)加熱并攪拌至完全熔化，在135°C溫度下依次加入2g 丁二酸、2g十四酸、3g衣康酸、0. 3g辛基酚聚氧乙烯醚、0. Ig聚乙二醇單油酸酯、0. Olg苯并三氮唑、2g 二乙二醇單己醚、3g三乙二醇單丁醚、3g三乙基卡必醇醚繼續(xù)攪拌25分鐘，制成無鹵高阻抗助焊劑。實(shí)施例5原料氫化松香44. 5g、亞克力松香40g、馬來酸2g、水楊酸3g、十六酸3g、辛基酚聚氧乙烯醚0. lg、羥基苯并三唑0. lg、甲基苯并三唑0. 3g和三乙二醇單丁醚7g。將44. 5g氫化松香、40g亞克力松香加入到容器內(nèi)加熱并攪拌至完全熔化，在135°C溫度下依次加入2g馬來酸、3g水楊酸、3g十六酸、0. Ig辛基酚聚氧乙烯醚、0. Ig羥基苯并三唑、0. 3g甲基苯并三唑和7g三乙二醇單丁醚，繼續(xù)攪拌25分鐘，制成無鹵高阻抗助焊劑。對比實(shí)施例原料氫化松香40. 5g、聚合松香52. 5g、丁二酸1. Sg、戊二酸3g、十六烷基三甲基氯化銨0. 2g、二乙胺氫溴酸鹽0. 5g、環(huán)己胺鹽酸鹽1. 5g。將40. 5g氫化松香、52. 5g聚合松香加入到容器內(nèi)加熱并攪拌至完全熔化，在140°C溫度下依次加入1. 8g丁二酸、戊二酸、0. 2g十六烷基三甲基氯化銨、0. 5g二乙胺氫溴酸鹽和1. 5g環(huán)己胺鹽酸鹽，繼續(xù)攪拌25分鐘，制成高活性助焊劑。按照我國工信部SJ/T11273-2002免清洗液態(tài)助焊劑標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的試驗(yàn)方法，對上述發(fā)明實(shí)施例1至5及對比實(shí)施例的性能進(jìn)行檢測，各項(xiàng)檢測結(jié)果見表1。表1實(shí)施例1至5及對比實(shí)施例的性能檢測結(jié)果
權(quán)利要求
1.一種無鹵高阻抗助焊劑，其特征在于它由下述重量百分比的原料組成有機(jī)酸活性劑非離子表面活性劑高沸點(diǎn)有機(jī)溶劑緩蝕劑改性松香2 8%0. Γ2%3 8%0. ΟΓΟ. 5%余量所述的有機(jī)酸活性劑為丁二酸、戊二酸、己二酸、辛二酸、癸二酸、十二酸、十四酸、十六酸、馬來酸、衣康酸或水楊酸中的一種或兩種或兩種以上的組合；所述的非離子表面活性劑為辛基酚聚氧乙烯醚、烷基酚聚氧乙烯醚、壬基酚聚氧乙烯醚、異辛基酚聚氧乙烯醚、脂肪醇聚氧乙烯醚、聚乙二醇單脂酸酯或聚乙二醇單油酸酯中的一種或兩種或兩種以上的組合；所述的高沸點(diǎn)有機(jī)溶劑為二乙二醇單己醚、三乙二醇單丁醚、三乙基卡必醇醚或三乙二醇乙醚中的一種或兩種或兩種以上的組合；所述的緩蝕劑為苯并三氮唑、羥基苯并三唑、甲基苯并三唑或三乙胺中的一種或兩種或兩種以上的組合；所述的改性松香為水白松香、聚合松香、氫化松香或亞克力松香中的一種或兩種或兩種以上的組合。
2. 一種如權(quán)利要求1所述的無鹵高阻抗助焊劑的制備方法，其特征在于它按下述步驟進(jìn)行將余量改性松香加入到容器內(nèi)加熱并攪拌至完全熔化，在13(T150°C溫度下依次加入2 8%的有機(jī)酸活性劑、0. Γ2%的非離子表面活性劑、0. 0Γ0. 5%緩蝕劑和3 8%高沸點(diǎn)有機(jī)溶劑，繼續(xù)攪拌2(Γ30分鐘，制成無鹵高阻抗助焊劑。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種無鹵高阻抗助焊劑及制備方法，其特征在于它由2~8%有機(jī)酸活性劑、0.1~2%非離子表面活性劑、3~8%高沸點(diǎn)有機(jī)溶劑、0.01~0.5%緩蝕劑和余量為改性松香組成，將改性松香加入到容器內(nèi)加熱并攪拌至完全熔化，在130~150℃溫度下依次加入有機(jī)酸活性劑、非離子表面活性劑、緩蝕劑和高沸點(diǎn)有機(jī)溶劑，繼續(xù)攪拌20~30分鐘，制成助焊劑，該產(chǎn)品具有對無鉛釬料有極佳的助焊效果，無鹵素，對健康和環(huán)境無害，飛濺甚微，焊后殘留少，表面絕緣電阻高，保證了電子產(chǎn)品的焊后可靠性的優(yōu)點(diǎn)及效果。
文檔編號B23K35/363GK102554518SQ20121001877
公開日2012年7月11日 申請日期2012年1月19日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月19日
發(fā)明者張新平, 方喜波, 梁靜珊, 陳鋒, 馬驍, 黃家強(qiáng) 申請人:華南理工大學(xué), 廣東中實(shí)金屬有限公司