一種提高緩蝕性能的助焊劑的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種提高緩蝕性能的助焊劑，包括：活化劑2-4%、助溶劑3-5%、表面活性劑3-5%、成膜劑0.2-0.3%、緩蝕劑0.06-0.10%、抗菌劑0.5-2%和余量的去離子水，以質(zhì)量計(jì)，所述緩蝕劑為苯并咪唑(BIA)和苯并三氮唑(BTA)以質(zhì)量比1:1進(jìn)行復(fù)配的混合物，活化劑為丁二酸與DL-蘋果酸以質(zhì)量比1:1的混合物，表面活性劑為異構(gòu)十三醇乙氧基化物，助溶劑為乙二醇、異丙醇和乙二醇丁醚以質(zhì)量比1:1:1進(jìn)行復(fù)配的混合物，成膜劑為聚乙二醇-6000，抗菌劑為三氯生，均為化學(xué)純品質(zhì)。通過(guò)上述方式，本發(fā)明提高緩蝕性能的助焊劑具有較高的緩蝕性，還具有低毒、環(huán)保和抗菌的特性。
【專利說(shuō)明】一種提高緩蝕性能的助焊劑
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及助焊劑領(lǐng)域，特別是涉及一種提高緩蝕性能的助焊劑。
【背景技術(shù)】
[0002]研制環(huán)保型免清洗助焊劑是未來(lái)電子工業(yè)實(shí)現(xiàn)“綠色”制造技術(shù)的必然要求。免清洗助焊劑的成分較多，主要有活化劑、溶劑、表面活性劑、成膜劑、緩蝕劑、防氧化劑以及其它添加劑，其中關(guān)于活化劑及其作用原理研究報(bào)道較多。有機(jī)酸作為常用活化劑，在焊接過(guò)程中釋放出H+，去除基板表面的氧化膜，減小焊接時(shí)的表面張力，增加焊料和焊盤金屬的潤(rùn)濕性，提高可焊性。若有機(jī)酸用量過(guò)多或酸性較強(qiáng)，會(huì)對(duì)基底金屬材料及焊料造成腐蝕，進(jìn)而引起電子元器件發(fā)生短路、漏電、信號(hào)不穩(wěn)等故障，嚴(yán)重影響電子產(chǎn)品的可靠性和穩(wěn)定性。為了減少有機(jī)酸活化劑造成的腐蝕，添加緩蝕劑是較為常用的方法。在助焊劑中緩蝕劑的含量一般較少，在這種低濃度情況下，外界環(huán)境的微小變化，體系就會(huì)有較大的響應(yīng)，給緩蝕劑的研究帶來(lái)一定的困難，因而在助焊劑體系中關(guān)于緩蝕劑性能的研究方法和作用機(jī)理報(bào)道較少，目前國(guó)內(nèi)外學(xué)者和相關(guān)企業(yè)對(duì)環(huán)保助焊劑的研究主要集中于助焊劑組分的選擇、工藝的研制、性能評(píng)價(jià)和應(yīng)用技術(shù)等方面。
[0003]在電子工業(yè)領(lǐng)域中用于基底的金屬材料主要是銅及其合金，因而為了降低助焊劑中活化劑對(duì)基底材料的腐蝕，添加的緩蝕劑應(yīng)該主要是針對(duì)金屬銅的腐蝕。吡咯類(苯并噻唑、α-巰基苯并噻唑、苯并三氮唑)、咪唑類(苯并咪唑、甲基苯并咪唑)和有機(jī)胺類(三乙醇胺、三乙胺)是三類主要的銅的緩蝕劑，其中又以苯并三氮唑(BTA)及其衍生物報(bào)道最多，應(yīng)用也最為廣泛。BTA作為是銅的高效緩蝕劑，雖然緩蝕效率較高，但其毒性也較大(大鼠經(jīng)口半致死量為500 mg/kg)，對(duì)操作人員和環(huán)境存在較大危害。因而開發(fā)高效低毒的緩蝕劑是當(dāng)前“綠色助焊劑”研究的一個(gè)重要方向；
咪唑或者苯并咪唑?yàn)殡p氮雜原子的五元環(huán)化合物，它可在金屬表面形成保護(hù)層減輕腐蝕，同時(shí)具有適應(yīng)性強(qiáng)及環(huán)境友好等優(yōu)點(diǎn)，此類化合物毒性低(大鼠經(jīng)口半致死量>1000mg/kg)，因此采用此類化合物作為緩蝕劑具有一定的開發(fā)價(jià)值。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明主要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種提高緩蝕性能的助焊劑，通過(guò)采用苯并咪唑(BIA)和苯并三氮唑(BTA)復(fù)配的緩蝕劑代替苯并三氮唑(BTA)，在降低毒性的同時(shí)還能提高緩蝕性能，通過(guò)設(shè)置三氯生抗菌劑還可以提高助劑的使用期限和性能。
[0005]為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用的一個(gè)技術(shù)方案是:提供一種提高緩蝕性能的助焊劑，包括:活化劑2-4%、助溶劑3-5%、表面活性劑3-5%、成膜劑0.2-0.3%、緩蝕劑
0.06-0.10%、抗菌劑0.5-2%和余量的去離子水，以質(zhì)量計(jì)，所述緩蝕劑為苯并咪唑(BIA)和苯并三氮唑(BTA)以質(zhì)量比1:1進(jìn)行復(fù)配的混合物，原料均為化學(xué)純。
[0006]在本發(fā)明一個(gè)較佳實(shí)施例中，所述活化劑為丁二酸與DL-蘋果酸以質(zhì)量比1:1的混合物，原料均為化學(xué)純。[0007]在本發(fā)明一個(gè)較佳實(shí)施例中，所述表面活性劑為異構(gòu)十三醇乙氧基化物。
[0008]在本發(fā)明一個(gè)較佳實(shí)施例中，所述助溶劑為乙二醇、異丙醇和乙二醇丁醚以質(zhì)量比1:1:1進(jìn)行復(fù)配的混合物，原料均為化學(xué)純。
[0009]在本發(fā)明一個(gè)較佳實(shí)施例中，所述成膜劑為聚乙二醇-6000，化學(xué)純品質(zhì)。
[0010]在本發(fā)明一個(gè)較佳實(shí)施例中，所述抗菌劑為三氯生。
[0011]本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明提高緩蝕性能的助焊劑通過(guò)采用苯并咪唑(BIA)和苯并三氮唑(BTA)復(fù)配的緩蝕劑代替苯并三氮唑(BTA)，在降低毒性的同時(shí)還能提高緩蝕性能，通過(guò)設(shè)置三氯生抗菌劑還可以提高助劑的使用期限和性能，通過(guò)異構(gòu)十三醇乙氧基化物的表面活性劑提高助焊劑的鋪展率，還具有環(huán)保性能。
【具體實(shí)施方式】
[0012]下面將對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅是本發(fā)明的一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其它實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0013]本發(fā)明實(shí)施例包括:
一種提高緩蝕性能的助焊劑，包括:活化劑2-4%、助溶劑3-5%、表面活性劑3-5%、成膜劑0.2-0.3%、緩蝕劑0.06-0.10%、抗菌劑0.5_2%和余量的去離子水，以質(zhì)量計(jì)，所述緩蝕劑為苯并咪唑(BIA)和苯并三氮唑(BTA)以質(zhì)量比1:1進(jìn)行復(fù)配的混合物，原料均為化學(xué)純。
[0014]通過(guò)采用苯并咪唑(BIA)和苯并三氮唑(BTA)復(fù)配的緩蝕劑代替苯并三氮唑(BTA)，在降低毒性的同時(shí)還能提高緩蝕性能；當(dāng)苯并咪唑(BIA)和苯并三氮唑(BTA)的質(zhì)量比為1:1時(shí)，緩蝕率達(dá)到94.25%，大于緩蝕劑單獨(dú)使用時(shí)的緩蝕率，表現(xiàn)出通常所說(shuō)的“1+1>2”協(xié)同效應(yīng)。而其他比例的BIA與BTA復(fù)配，緩蝕率均小于88.78 %，不存在顯著協(xié)同增強(qiáng)效應(yīng)，其原因還有待進(jìn)一步研究。但是BIA與BTA以質(zhì)量比1:1復(fù)配混合使用后，表現(xiàn)出協(xié)同效應(yīng)，對(duì)于充分發(fā)揮各種緩蝕組分的作用，提高緩蝕效率，開發(fā)不同環(huán)境條件下的新型復(fù)合緩蝕劑配方具有重要的意義。
[0015]所述活化劑為丁二酸與DL-蘋果酸以質(zhì)量比1:1的混合物，原料均為化學(xué)純。其中，丁二酸為酸性較強(qiáng)的二元酸，溶解于水，有利于溶解抗菌劑；DL-蘋果酸、為羥基酸，羥基酸因?yàn)榉肿又泻辛u基和羧基兩種官能團(tuán)，具有羥基和羧基的一般性質(zhì)，而且由于羥基酸分子中羥基是吸電基，具有吸電子誘導(dǎo)效應(yīng)，使羧基的離解度增加，酸性比相應(yīng)的羧酸強(qiáng)，因?yàn)檫@些有機(jī)酸的沸點(diǎn)及分解溫度有一定的差別，把多種有機(jī)酸類活化劑組合使用，可以使助焊劑的沸點(diǎn)和活性劑的分解溫度呈現(xiàn)一個(gè)較大的區(qū)間分布，保持整個(gè)焊接過(guò)程中助焊劑都具有較高的活性，獲得良好的焊接效果，因?yàn)橹竸┑幕罨瘻囟扰c無(wú)鉛焊料合金的熔點(diǎn)相適應(yīng)，所以能起到改善無(wú)鉛焊料潤(rùn)濕性、防止氧化和提高焊接性能的效果。
[0016]所述表面活性劑為異構(gòu)十三醇乙氧基化物。異構(gòu)十三碳醇乙氧基化合物屬于典型的非離子表面活性劑。其原料為康迪雅的異構(gòu)C13醇，是一種用三聚丁烯法制備的C12烯烴經(jīng)羰基合成的帶支鏈的異構(gòu)伯醇，該產(chǎn)品的性能隨加成的環(huán)氧乙烷摩爾數(shù)的不同而各具特色，使之有著廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域。該產(chǎn)品的表面活性高，潤(rùn)濕力、滲透力、乳化能力強(qiáng)，環(huán)境相容性好，是取代烷基酚乙氧基化物的較好產(chǎn)品。它抗硬水，在較寬的PH范圍內(nèi)化學(xué)穩(wěn)定性好，與其他表面活性劑結(jié)合具有協(xié)同作用的特點(diǎn)；本發(fā)明采用異構(gòu)十三碳醇乙氧基化合物作為表面活性劑具有泡沫少、潤(rùn)濕性強(qiáng)、不污染環(huán)境和低毒的特性。
[0017]所述助溶劑為乙二醇、異丙醇和乙二醇丁醚以質(zhì)量比1:1:1進(jìn)行復(fù)配的混合物，原料均為化學(xué)純。
[0018]所述成膜劑為聚乙二醇-6000，化學(xué)純品質(zhì)。聚乙二醇-6000與乙二醇具有很好的相似相容性。
[0019]所述抗菌劑為三氯生。三氯生學(xué)名“二氯苯氧氯酚”，化學(xué)分子式為C12H7C1302，又名“三氯新”、“三氯沙”等，三氯生的常態(tài)為白色或灰白色晶狀粉末，稍有酚臭味。不溶于水，易溶于堿液和有機(jī)溶劑，三氯生是一種廣譜抗菌劑，被廣泛應(yīng)用于肥皂、牙膏等日用化學(xué)品之中。
[0020]實(shí)施例的原料及儀器供應(yīng):
原料包括:丁二酸、DL-蘋果酸、乙二醇、異丙醇、乙二醇丁醚、聚乙二醇-6000，均為化學(xué)純，來(lái)自天津市大茂化學(xué)試劑廠；苯并咪唑(BIA)和苯并三氮唑(BTA)，均為化學(xué)純，來(lái)自國(guó)藥化學(xué)試劑有限公司；三氯生，上海厚誠(chéng)精細(xì)化工有限公司提供；異構(gòu)十三醇乙氧基化物，美國(guó)?？松梨诠咎峁?br> [0021]焊料及測(cè)試板:紫銅板，東莞利宏新金屬材料有限公司；Sn_3.0Ag-0.5Cu無(wú)鉛焊料，廣州有色金屬研究所提供。
[0022]儀器:0P_S60 0可調(diào)恒溫合金鍋熔錫爐，廣州黃花電子工具有限公司JA4103精密電子天平，上海舜宇恒平科技儀器有限公司；DF-1015集熱式恒溫加熱磁力攪拌器，鞏義市予華儀器有限責(zé)任公司。
[0023]助焊劑性能測(cè)試:
靜態(tài)失重法:試驗(yàn)前將20X20 mm的銅片依次用400#、600#、800#、1000#的砂紙打磨，乙醇、丙酮洗滌去油，去離子水清洗，采用0P-S600可調(diào)恒溫合金鍋熔錫爐干燥，采用JA4103精密電子天平稱量。將紫銅板垂直浸入實(shí)施例配置的助焊劑中，室溫下浸泡72 h后取出。用軟橡皮擦凈銅表面的腐蝕層，再經(jīng)去離子水、乙醇、丙酮清洗，干燥至恒重，精確至
0.0001 go每組試樣平行3次實(shí)驗(yàn)，采用式I和式2分別計(jì)算腐蝕速率和緩蝕率:
式1:腐蝕速率V = (m0 ；


8?
式 2:緩蝕率^ = ^..χ 100% ；

VU
式中，m0、m分別為試樣銅片腐蝕前、腐蝕后的質(zhì)量(單位:g) ;s為暴露在腐蝕介質(zhì)中的表面積(單位:cm2) ；t為腐蝕時(shí)間(單位:h) ；v0為銅片在未加緩蝕劑介質(zhì)中的腐蝕速率(單位:g/cm2h), V為銅片在添加緩蝕劑后介質(zhì)中的腐蝕速率(單位:g/cm2h)。
[0024]實(shí)施例1:
配制助焊劑總質(zhì)量100g，按照以下質(zhì)量百分比稱量各組分原料:丁二酸與DL-蘋果酸活化劑2.00% ;乙二醇、異丙醇和乙二醇丁醚復(fù)配助溶劑3.00% ;聚乙二醇-6000成膜劑
0.25% ;苯并咪唑(BIA)和苯并三氮唑(BTA)(質(zhì)量比1:1)緩蝕劑0.08% ;余量為去離子水。按一定的順序?qū)⒏鹘M分混合，在50-60°C加熱攪拌混合均勻，過(guò)濾、冷卻后得到系列助焊劑試樣。
[0025]對(duì)比例1: 配制助焊劑總質(zhì)量100g，按照以下質(zhì)量百分比稱量各組分原料:丁二酸與DL-蘋果酸活化劑2.00% ;乙二醇、異丙醇和乙二醇丁醚復(fù)配助溶劑3.00% ;聚乙二醇-6000成膜劑
0.25% ;苯并咪唑(BIA)和苯并三氮唑(BTA)(質(zhì)量比1:1)緩蝕劑0.06% ;余量為去離子水。按一定的順序?qū)⒏鹘M分混合，在50-60°C加熱攪拌混合均勻，過(guò)濾、冷卻后得到系列助焊劑試樣。
[0026]對(duì)比例1:
配制助焊劑總質(zhì)量100g，按照以下質(zhì)量百分比稱量各組分原料:丁二酸與DL-蘋果酸活化劑2.00% ;乙二醇、異丙醇和乙二醇丁醚復(fù)配助溶劑3.00% ;聚乙二醇-6000成膜劑
0.25% ;苯并咪唑(BIA)和苯并三氮唑(BTA)(質(zhì)量比1:1)緩蝕劑0.1% ;余量為去離子水。按一定的順序?qū)⒏鹘M分混合，在50-60°C加熱攪拌混合均勻，過(guò)濾、冷卻后得到系列助焊劑試樣。
[0027]結(jié)果分析:
根據(jù)靜態(tài)失重法，在室溫下，分別測(cè)定了含不同添加量的緩蝕劑配置出的助焊劑對(duì)銅的腐蝕速率和緩蝕率。根據(jù)實(shí)驗(yàn)測(cè)試數(shù)據(jù)，緩蝕劑的少量加入可以降低銅掛片的腐蝕速率，緩蝕率均有增加，隨著添加量的增加，緩蝕劑表現(xiàn)出緩蝕率先增大后減小的趨勢(shì)，以緩蝕劑的質(zhì)量比為0.08%為臨界點(diǎn)，當(dāng)兩種緩蝕劑添加量超過(guò)0.08%,緩蝕率為降低的趨勢(shì)；當(dāng)緩蝕劑添加量超過(guò)0.10%時(shí)，不僅助焊劑的活性降低，同時(shí)焊后板面的殘留物增加，容易引起電子元器件的短路和漏電。
[0028]根據(jù)實(shí)驗(yàn)測(cè)得數(shù)據(jù):
當(dāng)苯并咪唑(BIA)和苯并三氮唑(BTA)(質(zhì)量比1:1)緩蝕劑占0.06%，緩蝕率達(dá)到72.05%，具有較好的協(xié)同效應(yīng)，鋪展面積達(dá)到69.28 mm2 ；
當(dāng)苯并咪唑(BIA)和苯并三氮唑(BTA)(質(zhì)量比1:1)緩蝕劑占0.1%時(shí)，緩蝕率達(dá)到69.05%，具有較好的協(xié)同效應(yīng)，鋪展面積達(dá)到67.52 _2 ；
當(dāng)苯并咪唑(BIA)和苯并三氮唑(BTA)(質(zhì)量比1:1)緩蝕劑占0.08%時(shí)，緩蝕率達(dá)到94.25%，具有明顯的協(xié)同效應(yīng)，鋪展面積達(dá)到72.05 mm2。
[0029]總之，緩蝕劑以最佳添加量(0.04%BIA+0.04%BTA)配制的助焊劑鋪展性能最好，緩蝕劑的質(zhì)量比在0.06-0.1%之間的助焊劑性能次之，也能滿足助焊劑的基本性能要求。
[0030]本發(fā)明提高緩蝕性能的助焊劑的有益效果是:
一、通過(guò)采用苯并咪唑(BIA)和苯并三氮唑(BTA)復(fù)配的緩蝕劑代替苯并三氮唑(BTA)，在降低毒性的同時(shí)還能提高緩蝕性能，通過(guò)設(shè)置三氯生抗菌劑還可以提高助劑的使用期限和性能，通過(guò)異構(gòu)十三醇乙氧基化物的表面活性劑提高助焊劑的鋪展率，還具有環(huán)保性能。
[0031]二、與普通的提高緩蝕性能的助焊劑相比具有緩蝕性優(yōu)異，提高阻焊劑品質(zhì)的特點(diǎn)，還具有抗菌性和低毒性。
[0032]以上所述僅為本發(fā)明的實(shí)施例，并非因此限制本發(fā)明的專利范圍，凡是利用本發(fā)明說(shuō)明書內(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu)或等效流程變換，或直接或間接運(yùn)用在其它相關(guān)的【技術(shù)領(lǐng)域】，均同理包括在本發(fā)明的專利保護(hù)范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種提高緩蝕性能的助焊劑，其特征在于，包括:活化劑2-4%、助溶劑3-5%、表面活性劑3-5%、成膜劑0.2-0.3%、緩蝕劑0.06-0.10%、抗菌劑0.5_2%和余量的去離子水，以質(zhì)量計(jì)，所述緩蝕劑為苯并咪唑(BIA)和苯并三氮唑(BTA)以質(zhì)量比1:1進(jìn)行復(fù)配的混合物，原料均為化學(xué)純。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的提高緩蝕性能的助焊劑，其特征在于，所述活化劑為丁二酸與DL-蘋果酸以質(zhì)量比1:1的混合物，原料均為化學(xué)純。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的提高緩蝕性能的助焊劑，其特征在于，所述表面活性劑為異構(gòu)十三醇乙氧基化物。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的提高緩蝕性能的助焊劑，其特征在于，所述助溶劑為乙二醇、異丙醇和乙二醇丁醚以質(zhì)量比1:1:1進(jìn)行復(fù)配的混合物，原料均為化學(xué)純。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的提高緩蝕性能的助焊劑，其特征在于，所述成膜劑為聚乙二醇-6000，化學(xué)純品質(zhì)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的提高緩蝕性能的助焊劑，其特征在于，所述抗菌劑為三氯生。
【文檔編號(hào)】B23K35/362GK103785975SQ201410057874
【公開日】2014年5月14日 申請(qǐng)日期:2014年2月20日 優(yōu)先權(quán)日:2014年2月20日
【發(fā)明者】楊偉帥 申請(qǐng)人:蘇州龍騰萬(wàn)里化工科技有限公司