專利名稱：一種用于無(wú)鉛焊錫膏的非醇醚型助焊劑及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于電子電路表面貼裝技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種用于無(wú)鉛焊錫膏的非醇醚型助焊劑，還涉及該種助焊劑的制備方法。
背景技術(shù)：
目前所用的無(wú)鉛焊錫膏中其助焊劑中多含有醇醚類溶 劑，這類物質(zhì)有相當(dāng)好的電阻性，對(duì)松香溶解能力較強(qiáng)。因此被大多數(shù)焊錫膏制造商應(yīng)用。除醚類物質(zhì)外，醇類、脂類及烷烴類物質(zhì)都可以作為溶劑，其中醇類是應(yīng)用最為廣泛的一類溶劑，它具有良好的溶解能力、適中的粘度，與一元醇相比多元醇有更高的沸點(diǎn)，可以提供更多的羥基，促進(jìn)助焊劑活性的發(fā)揮，在焊接時(shí)有更強(qiáng)的還原性。然而OSHA報(bào)道，這些醇醚類物質(zhì)對(duì)動(dòng)物的生殖、生長(zhǎng)、血液都有影響，另外的研究也發(fā)現(xiàn)醇醚物質(zhì)對(duì)行為和精神也有影響，一些特定低分子量的醇醚類溶劑已經(jīng)被禁止使用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是，提供一種用于無(wú)鉛焊錫膏的非醇醚型助焊劑，解決傳統(tǒng)助焊劑中使用醇醚類物質(zhì)而對(duì)人體及環(huán)境造成的安全問(wèn)題。本發(fā)明的另一目的是，提供該用于無(wú)鉛焊錫膏的非醇醚型助焊劑的制備方法。本發(fā)明的一個(gè)技術(shù)方案是，一種用于無(wú)鉛焊錫膏的非醇醚型助焊劑，按照質(zhì)量百分比由以下組分組成成膜劑30 % 40 %，活性劑為9 % 12 %，流變劑為7 % 12 %，抗氧化劑為0. 1% I %，余量為溶劑；其中，所述的成膜劑為冰白松香、水白松香、氫化松香、松香改性季戊四醇脂、90M樹(shù)脂、環(huán)氧樹(shù)脂、水溶性固體丙烯酸樹(shù)脂中的任意兩種松香或任意兩種松香與其它樹(shù)脂組合而成；其中任意兩種松香復(fù)配質(zhì)量比為I : 4 4 1，其它樹(shù)脂含量占成膜劑總質(zhì)量的0 20% ；所述的活性劑為水楊酸、己二酸、丁二酸中的一種，或水楊酸與己二酸或丁二酸組合而成，其中水楊酸與己二酸或丁二酸的質(zhì)量比為I : 6 I : 4;所述流變劑選用氫化蓖麻油；所述抗氧化劑選用苯并三氮唑；所述的溶劑為四氫糠醇、聚丙二醇2000中的一種或兩種組合而成，其中四氫糠醇與聚丙二醇2000復(fù)配質(zhì)量比為7 3 9 I。本發(fā)明的特點(diǎn)還在于，若成膜劑中含有環(huán)氧樹(shù)脂，則組分中添加占助焊劑質(zhì)量百分比為0. 5% 2%的偶聯(lián)劑。其中偶聯(lián)劑為KH560硅烷偶聯(lián)劑。
本發(fā)明的另一個(gè)技術(shù)方案是，一種制備權(quán)利要求I所述助焊劑的方法，該方法按以下步驟實(shí)施a.將占總質(zhì)量百分比為30% 50%的溶劑放入容器，加熱到60V 70°C攪拌同時(shí)緩慢加入質(zhì)量百分比為30% 40%的成膜劑，充分?jǐn)嚢柚镣耆芙猓籦.將質(zhì)量百分比為9% 12%的活性劑加入步驟a混合成的溶液中，保持60°C 70°C的溫度下充分?jǐn)嚢杈鶆颍籧.將質(zhì)量百分比為7% 12%的流變劑加入步驟b混合成的溶液中，保持60°C 70°C充分?jǐn)嚢瑁?
d.將質(zhì)量百分比為0. 1% 1%的抗氧化劑加入步驟c混合成的溶液中，保持60°C 70°C的溫度下充分?jǐn)嚢柚镣耆芙?，然后在室溫下冷卻，即得。若步驟a中的成膜劑中含有環(huán)氧樹(shù)脂，則在步驟d混合成的溶液充分?jǐn)嚢韬笸Ｖ辜訜幔尤胭|(zhì)量百分比為0. 5% 2%的偶聯(lián)劑，攪拌均勻后在室溫下冷卻，即得。本發(fā)明的有益效果是，該種用于無(wú)鉛焊錫膏的非醇醚類助焊劑，在保證焊接性能的條件下降低對(duì)人體及環(huán)境的危害，同時(shí)提高焊錫膏在開(kāi)放式環(huán)境中放置保存的時(shí)間，達(dá)到了安全型助焊劑的目的。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。本發(fā)明提供一種用于無(wú)鉛焊錫膏的非醇醚型助焊劑，按照質(zhì)量百分比由以下組分組成成膜劑30% 40%，活性劑為9% 12%，流變劑為7% 12%，抗氧化劑為0. 1% I %，余量為溶劑；其中，所述的成膜劑為冰白松香、水白松香、氫化松香、松香改性季戊四醇脂、90M樹(shù)脂、環(huán)氧樹(shù)脂、水溶性固體丙烯酸樹(shù)脂中的任意兩種松香或任意兩種松香與其它樹(shù)脂組合而成；任意兩種松香復(fù)配比例為I : 4 4 : 1，其它樹(shù)脂含量占成膜劑總質(zhì)量的0 20% ；其中活性劑為水楊酸、己二酸、丁二酸中的一種，或水楊酸與己二酸或丁二酸組合而成，其中水楊酸與己二酸或丁二酸的質(zhì)量比為I : 4 I : 6;其中流變劑選用氫化蓖麻油，抗氧化劑選用苯并三氮唑，溶劑為四氫糠醇、聚丙二醇2000中的一種或兩種組合而成，四氫糠醇與聚丙二醇2000復(fù)配質(zhì)量比為9 : I 7 : 3。若成膜劑中含有環(huán)氧樹(shù)脂，則組分中添加占助焊劑質(zhì)量百分比為0. 5% 2%的偶聯(lián)劑，偶聯(lián)劑為KH560硅烷偶聯(lián)劑。本發(fā)明還提供一種制備所述助焊劑的方法，該方法按以下步驟實(shí)施a.將占總質(zhì)量百分比為30% 50%的溶劑放入容器，加熱到60V 70°C攪拌同時(shí)緩慢加入質(zhì)量百分比為30% 40%的成膜劑，充分?jǐn)嚢柚镣耆芙?；b.將質(zhì)量百分比為9% 12%的活性劑加入步驟a混合成的溶液中，保持60°C 70°C的溫度下充分?jǐn)嚢杈鶆颍籧.將質(zhì)量百分比為7% 12%的流變劑加入步驟b混合成的溶液中，保持60°C 70°C充分?jǐn)嚢?；d.將質(zhì)量百分比為0. 1% 1%的抗氧化劑加入步驟c混合成的溶液中，保持60°C 70°C的溫度下充分?jǐn)嚢柚镣耆芙?，然后在室溫下冷卻，即得。若步驟a中的成膜劑中含有環(huán)氧樹(shù)脂，則在步驟d混合成的溶液充分?jǐn)嚢韬笸Ｖ辜訜?，加入質(zhì)量百分比為0. 5% 2%的偶聯(lián)劑，攪拌均勻后在室溫下冷卻，即得。將10% 20%本發(fā)明制備得到的助焊劑和80% 90%的無(wú)鉛焊錫微粉混合均勻，即配制出非醇醚型焊錫膏。實(shí)施例I按下述的質(zhì)量百分比稱量各組分成膜劑40%，其中冰白松香為15%，水白松香為25%，活性劑為12%，其中水楊酸與丁二酸的質(zhì)量比為I : 5，流變劑7 %，使用氫化蓖麻油， 抗氧化劑1%，使用苯并三氮唑，余量為溶劑，使用四氫糠醇，各組分質(zhì)量之和為100% ；a、將余量溶劑放入容器，加熱到60°C攪拌同時(shí)時(shí)緩慢加入質(zhì)量百分比為40%的成膜劑，充分?jǐn)嚢柚镣耆芙?；b、將質(zhì)量百分比為12%的活性劑加入步驟a混合成的溶液中，保持60°C充分?jǐn)嚢杈鶆?；C、將質(zhì)量百分比為7%的流變劑加入步驟b混合成的溶液中，保持60°C充分?jǐn)嚢?；d、將質(zhì)量百分比為1%的抗氧化劑加入步驟c混合成的溶液中，保持60°C充分?jǐn)嚢柚镣耆芙猓籩、待步驟d混合成的溶液形成均勻液體后停止加熱和攪拌，在室溫下冷卻后，即得。本實(shí)施例制備的助焊劑為微黃色透明粘稠液體，pH值為5 6，不含鹵化物，粘度為2100mPa S。將13%的本實(shí)施例助焊劑和87%的SnO. 3AgO. 7Cu焊錫微粉混合均勻后，即配制出非醇醚型焊錫膏，進(jìn)行回流焊接，焊后無(wú)焊料球，殘留無(wú)腐蝕性，平均鋪展率為84. 08%，焊點(diǎn)清晰完整無(wú)橋連。實(shí)施例2按下述的質(zhì)量百分比稱量各組分，在制作過(guò)程中將加熱溫度控制在70°C，其他步驟同實(shí)施例I。成膜劑35%，其中氫化松香為12%，冰白松香為18%，水溶性固體丙烯酸樹(shù)脂為5% ；活性劑為12%，其中水楊酸與丁二酸質(zhì)量比為I : 6;流變劑9 %，使用氫化蓖麻油；抗氧化劑I %，使用苯并三氮唑；余量為溶劑，各組分質(zhì)量總和為100%，其中四氫糠醇與聚丙二醇2000質(zhì)量百分比為9 2。本實(shí)施例制備的助焊劑為微色透明粘稠液體，pH值為5. 5 6. 5，不含鹵化物，粘度為6300mPa S。將15%的本實(shí)施例助焊劑和85%的SnO. 3AgO. 7Cu焊錫微粉混合均勻后，即配制出非醇醚型焊錫膏，進(jìn)行回流焊接，焊后無(wú)焊料球，殘留無(wú)腐蝕性，平均鋪展率為87.12%，焊點(diǎn)清晰完整無(wú)橋連。實(shí)施例3按下述的質(zhì)量百分比稱量各組分，在配制過(guò)程中加熱溫度控制在65°C，其他步驟同實(shí)施例I。成膜劑30%，其中氫化松香為10%，冰白松香為15%，環(huán)氧樹(shù)脂為5% ；活性劑為11%，其中水楊酸與丁二酸的質(zhì)量比為I : 4;流變劑12%，使用氫化蓖麻油；抗氧化劑0. 5%，使用苯并三氮唑；偶聯(lián)劑I %，使用KH560硅烷偶聯(lián)劑； 余量為溶劑，各組分質(zhì)量總和為100%，其中四氫糠醇與聚丙二醇2000質(zhì)量比為9 I。本實(shí)施例制備的助焊劑為微黃色透明粘稠液體，pH值為5. 5 6. 5，不含鹵化物，粘度為6300mPa .S。將10%的本實(shí)施例助焊劑和90%的SnO. 3AgO. 7Cu焊錫微粉混合均勻后，即配制出非醇醚型焊錫膏，進(jìn)行回流焊接，焊后無(wú)焊料球，殘留無(wú)腐蝕性，平均鋪展率為
88.30%，焊點(diǎn)清晰完整無(wú)橋連。實(shí)施例4按下述的質(zhì)量百分比稱量各組分，在制作過(guò)程中將加熱溫度控制在70°C，其他步驟同實(shí)施例I。成膜劑40%，其中氫化松香為25. 6%，冰白松香為6. 4%，環(huán)氧樹(shù)脂為為8% ；活性劑為10%，其中水楊酸與丁二酸質(zhì)量比為I : 6;流變劑9 %，使用氫化蓖麻油；抗氧化劑1%，使用苯并三氮唑；偶聯(lián)劑2 %，使用KH560硅烷偶聯(lián)劑；余量為溶劑，各組分質(zhì)量總和為100%，其中四氫糠醇與聚丙二醇2000質(zhì)量百分比為7 3。本實(shí)施例制備的助焊劑為淡黃色透明粘稠液體，pH值約為6，不含鹵化物，粘度為5800mPa S。將13%的本實(shí)施例助焊劑和87 %的SnO. 3AgO. 7Cu焊錫微粉混合均勻后，即配制出非醇醚型焊錫膏，進(jìn)行回流焊接，焊后無(wú)焊料球，殘留無(wú)腐蝕性，平均鋪展率為88. 84%，焊點(diǎn)清晰完整無(wú)橋連。實(shí)施例5按下述的質(zhì)量百分比稱量各組分，在配制過(guò)程中加熱溫度控制在65°C，其他步驟同實(shí)施例I。成膜劑32%，其中氫化松香為6%，冰白松香為24%，環(huán)氧樹(shù)脂為2% ；活性劑為10%，其中水楊酸與丁二酸的質(zhì)量比為I : 4;流變劑12%，使用氫化蓖麻油；抗氧化劑0. 5%，使用苯并三氮唑； 偶聯(lián)劑0.5%，使用KH560硅烷偶聯(lián)劑；余量為溶劑，各組分質(zhì)量總和為100%，其中四氫糠醇與聚丙二醇2000質(zhì)量比為
9 I。
本實(shí)施例制備的助焊劑為微黃色透明粘稠液體，pH值約為6，不含鹵化物，粘度為6200mPa S。將13%的本實(shí)施例助焊劑和87 %的SnO. 3AgO. 7Cu焊錫微粉混合均勻后，即配制出非醇醚型焊錫膏，進(jìn)行回流焊接，焊后無(wú)焊料球，殘留無(wú)腐蝕性，平均鋪展率為87. 52%，焊點(diǎn)清晰完整無(wú)橋連。本發(fā)明所提供的用于錫鉛焊膏的無(wú)松香免清洗助焊劑中多元醇作為溶劑的主要作用是溶解焊劑中的所有組份，使之成為均勻的液體，提供較多的羥基，促進(jìn)助焊劑活性的發(fā)揮。成膜劑是調(diào)節(jié)焊錫膏粘度的主要成分，并在焊接中形成一層緊密的有機(jī)膜，防止焊錫二次氧化。成膜劑中松香類物質(zhì)是樹(shù)脂酸的混合物，既具有樹(shù)脂的成膜作用，又具有酸性能夠有效清除氧化層，起到活性劑的作用。活性劑為水楊酸、己二酸、丁二酸中的一種，或水楊酸與己二酸或丁二酸組合而成，主要作用是在焊接溫度下去除焊盤(pán)和焊料表面的氧化物，并有效降低焊接時(shí)焊料的表面張力，從而增加焊料和基板的潤(rùn)濕性，提高可焊性。流變劑選用氫化蓖麻油可以滿足焊錫膏在放置和印刷時(shí)對(duì)粘度的不同要求抗氧化劑選用苯并三氮唑，可以防止合金氧化。選用硅烷偶聯(lián)劑與環(huán)氧樹(shù)脂共同適用可提高鋪展率及成膜性。
綜上所述，非醇醚型助焊劑是用以多元醇替代醇醚類物質(zhì)作為溶劑，從而解決醇醚類物質(zhì)揮發(fā)氣味刺激，對(duì)人體危害大的問(wèn)題。用本發(fā)明所述的助焊劑制成的非醇醚型焊錫膏具有優(yōu)良的焊接性能，常溫放置有效使用期長(zhǎng)。制備原料易得，工藝簡(jiǎn)單易操作。本發(fā)明所述的用于無(wú)鉛焊錫膏的非醇醚類助焊劑適用于SnAgCu系無(wú)鉛焊料，需低溫保存。
權(quán)利要求
1.一種用于無(wú)鉛焊錫膏的非醇醚型助焊劑，其特征在于，按照質(zhì)量百分比由以下組分組成成膜劑30% 40%，活性劑為9% 12%，流變劑為7% 12%，抗氧化劑為0. 1% I %，余量為溶劑； 其中，所述的成膜劑為冰白松香、水白松香、氫化松香、松香改性季戊四醇脂、90M樹(shù)脂、環(huán)氧樹(shù)脂、水溶性固體丙烯酸樹(shù)脂中的任意兩種松香或任意兩種松香與其它樹(shù)脂組合而成； 其中任意兩種松香復(fù)配質(zhì)量比為I : 4 4 1，其它樹(shù)脂含量占成膜劑總質(zhì)量的0 20% ； 所述的活性劑為水楊酸、己二酸、丁二酸中的一種，或水楊酸與己二酸或丁二酸組合而成，其中水楊酸與己二酸或丁二酸的質(zhì)量比為I : 6 I : 4; 所述流變劑選用氫化蓖麻油； 所述抗氧化劑選用苯并三氮唑； 所述的溶劑為四氫糠醇、聚丙二醇2000中的一種或兩種組合而成，其中四氫糠醇與聚丙二醇2000復(fù)配質(zhì)量比為7 : 3 9 : I。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的助焊劑，其特征在于若成膜劑中含有環(huán)氧樹(shù)脂，則組分中添加占助焊劑質(zhì)量百分比為0. 5% 2%的偶聯(lián)劑。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的助焊劑，其特征在于所述偶聯(lián)劑為KH560硅烷偶聯(lián)劑。
4.一種制備權(quán)利要求I所述助焊劑的方法，其特征在于該方法按以下步驟實(shí)施 a.將占總質(zhì)量百分比為30% 50%的溶劑放入容器，加熱到60°C 70°C攪拌同時(shí)緩慢加入質(zhì)量百分比為30% 40%的成膜劑，充分?jǐn)嚢柚镣耆芙猓? b.將質(zhì)量百分比為9% 12%的活性劑加入步驟a混合成的溶液中，保持60°C 70°C的溫度下充分?jǐn)嚢杈鶆颍? c.將質(zhì)量百分比為7% 12%的流變劑加入步驟b混合成的溶液中，保持60°C 70°C充分?jǐn)嚢瑁? d.將質(zhì)量百分比為0.1% 1%的抗氧化劑加入步驟c混合成的溶液中，保持60°C 70°C的溫度下充分?jǐn)嚢柚镣耆芙?，然后在室溫下冷卻，即得。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，若步驟a中的成膜劑中含有環(huán)氧樹(shù)脂，則在步驟d混合成的溶液充分?jǐn)嚢韬笸Ｖ辜訜?，加入質(zhì)量百分比為0. 5% 2%的偶聯(lián)劑，攪拌均勻后在室溫下冷卻，即得。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種用于無(wú)鉛焊錫膏的非醇醚型助焊劑，由質(zhì)量百分比30％～40％的溶劑，30％～50％的成膜劑，9％～12％的活性劑，7％～12％的流變劑，0.1％～1％的抗氧化劑，0.5％～2％的偶聯(lián)劑組成，各組分質(zhì)量之和為100％。該種用于無(wú)鉛焊錫膏的非醇醚類助焊劑，在保證焊接性能的條件下降低對(duì)人體及環(huán)境的危害，同時(shí)提高焊錫膏在開(kāi)放式環(huán)境中放置保存的時(shí)間，達(dá)到了安全型助焊劑的目的，屬于安全環(huán)保型焊錫膏。
文檔編號(hào)B23K35/363GK102728968SQ20121012138
公開(kāi)日2012年10月17日 申請(qǐng)日期2012年4月24日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月24日
發(fā)明者白融, 趙麥群 申請(qǐng)人:西安理工大學(xué)