水溶性免清洗助焊劑制造技術

本發明專利技術涉及一種水溶性免清洗助焊劑，其組分及重量百分數含量為：丙烯酸活化劑２．０～３．７％；表面活性劑０．１～０．５％；酯類潤濕劑１．５～５．０％；醚類助溶劑２．０～１５．０％；抗氧化劑；０．０５～１．０％；消泡劑０．０３～０．５％；其余為去離子水。本發明專利技術助焊劑設計科學，配制合理，具有以下優點：不含鹵素，可焊性好，無須清洗，絕緣電阻高，用去離子水作溶劑，不含ＶＯＣ物質，是環保型焊錫液，且不易燃燒不爆炸。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術的產品涉及一種電子材料領域，更具體的是一種水溶性免清洗助焊劑。
技術介紹
目前，在電子DIP行業中使用的焊錫液都采用低沸點的醇類如乙醇、甲醇、異丙醇 作溶劑載體，這些醇類屬易揮發的有機化合物(VOC)，這些有機物的氣體有一定的毒性，散 發到空氣中會造成污染，依環保要求屬逐漸禁用的物質。再者這些醇類都是易燃物質，使用 中易引起火災，給安全生產帶來不可避免的隱患。另外有機醇類是重要的化工原料，作為溶 劑載體大量的揮發掉是一種浪費，以去離子水代替VOC是焊錫液的發展趨勢。免清洗助焊劑是隨電子工業發展及環境保護的需要而產生的一種新型焊劑。它在 解決不使用CFC類清洗溶劑減少環境污染方面和解決因細間隙、高密度元器件組裝帶來的 清洗困難和元器件與清洗劑之間的相容問題方面具有重要的意義。從90年代末開始，免清 洗助焊劑在電子工業領域里的電子元器件與印制板的焊接生產中廣泛應用。但是，隨著高 密度、輕量化、微型化、高性能化的電子產品應用范圍日益擴大，應用環境日益復雜，對產品 的可靠性要求越來越高，相應地對于免清洗助焊劑在可靠性方面提出了更高的要求。免清洗焊錫膏焊接后沒有殘留物或者極少，不用清洗。具有松香樹脂含量低、低離 子殘渣、低鹵素含量、助焊性能良好(可不用氮氣保護)等特點。從而在降低成本、提高質 量、提高效率、保護環境等方面很有優勢，受到用戶的歡迎。免清洗焊膏主要是向低殘留量方向發展，低殘留助焊劑的固形物含量低是為了在 焊接過程中固形物少而且可以揮發完全，僅留下極少量殘留物，以實現免清洗的目的。目 前，免清洗焊膏的助焊劑正在向低殘留免清洗和超低殘留免清洗方向發展。免清洗助焊劑 與免洗焊膏在固形物含量上有差別，免洗助焊劑固形物含量在20% 50%之間，低殘留免 清洗助焊劑的固形物含量低些；免清洗焊膏的固形物含量在2% 7%之間，低殘留免清洗 焊錫膏的固形物含量在2%左右。美國的阿爾法公司、日本的株式會社電子焊接部門均有相關的免清洗助焊劑用于 工業生產，目前他們又將應用領域瞄向了要求更為嚴格的高集成電路和軍用線路板的使用 領域，開發的重點仍舊是在不降低活性的前提下進一步減少殘留量。我國目前對免清洗 助焊劑的研究主要停留在殘留量在20%以下這樣的一個水平上，對于殘留在10%以下的 目前只在一些專利上有相關的介紹，而更低殘留量的助焊劑的研制目前一直處于實驗室階 段。
技術實現思路
為了遵守蒙特利爾和各個國家的環境保護法規，科技人員必須早日減小直至消滅 CFC的消耗量，并尋求代替的焊接工藝與凈洗工藝。對于SMT和FPT組裝件而言，免凈洗是人們夢寐以求的理想工作方案。如能實現又甚可靠，則在電子組裝工藝的程序中可以省卻一道工序，從而減少投資，降低工資費用和材料成本。具體來說，其效益表現在首先，免除 環境保護的諸多難題；其次，免凈洗焊膏的“無腐蝕”特性，可以最大限度地降低由于殘留的 焊渣而引起的諸多難題；最后，可以回避諸如元器件與清洗溶劑之間或元器件與清洗用水 之間的相容性等諸多難題。作為免清洗助焊劑必須具備以下幾個條件(1)焊后殘留物最少；(2)焊后殘留物 在溫度、濕度下保持惰性且無腐蝕；C3)焊后殘留物應有高的絕緣電阻值。目前市場上常見的免清洗助焊劑雖然固體含量低，配制時將其活性成分的腐蝕性 降為最小，但并不能完全排除焊后印制板上留有電介質殘留物。因此長時間的潮熱條件下 工作的電路板，線路間在電場作用下會發生絕緣劣化及腐蝕現象。本專利技術的目的是針對上 免清洗助焊劑存在的不足，提供一種以水溶劑作載體，不含VOC的水溶性免清洗助焊劑。這 種助焊劑不但焊接性能好也可以克服的現有技術的缺點，其使用將更符合環保要求。本專利技術是一種水溶性免清洗助焊劑，其組分及重量百分數含量為丙烯酸活化劑2.0 3. 7%表面活性劑0.1 0. 5%酯類潤濕劑1.5 5. 0%醚類助溶劑2.0 15. 0%抗氧化劑0.05 1. 0%消泡劑0.03 0. 5%其余為去離子水；其中丙烯酸活化劑的分子式助焊劑中活化劑的主要作用是在焊接溫度下去處焊盤和焊料表面的氧化物，從而 提高焊料和焊盤之間的潤濕性。目前對于焊劑的研究重點是尋找高活性，低腐蝕性的活化 劑。傳統的活化劑為氫鹵酸的有機胺鹽，這對無鉛焊料是十分不利的。有機酸酯，酰胺類化 合物在常溫下性質溫和，高溫下在催化劑作用下能快速分解成高活性的酸而成為人們研究 的重點。本專利技術選用的此類活化劑有足夠的助焊活性，很好清除氧化物，在焊接溫度下能 夠分解，升華或揮發，使PCB板焊后板面無殘留，無腐蝕。所述的水溶性免清洗助焊劑的表面活化劑為0P-10、TX-10中的一種。所述的酯類潤濕劑為氨基酸酯、乙酸丁脂、丁二酸二甲酯、丁二酸二乙酯、戊二酸 二甲酯、己二酸二甲酯、己二酸二己酯中的二種或多種混合。這些酯類在焊接過程中可以起 到潤濕作用，同時也可以達到清除氧化物效果，在焊接溫度下能自由揮發，焊后板面沒有殘&3 甶ο所述的醚類助溶劑為二甘醇單甲醚、二甘醇單丁醚、丙二醇甲醚中的一種或多種 混合。影響潤濕性的主要因素在于助熔劑的活性程度，所以要改善其潤濕性就應該選擇合 適的助溶劑并控制其用量。對溶劑的選擇應該考慮以下的幾點1)沸點，溶劑的沸點應適 中，沸點太低，溶劑容易揮發，所配制的焊膏干燥快，使用期短。2、適宜的粘度，一般一元醇 的粘度較低，溶劑的粘度低，則所配制的焊劑的粘度也低，而焊膏配用的焊劑需要一定的粘 度，以滿足焊膏粘性的要求。幻含有極性基團，溶劑中含有-OH親水基團越多，焊劑的活性 越能得到發揮，含有疏水基團R-的分子量越大溶劑的極性越小，焊劑的活性越差。本專利技術適量使用醚助溶劑能加快焊錫液中的固體成份溶解，在焊接的過程中焊錫 面的干凈度越強。為得到透明穩定無氣泡的助焊劑，本專利技術還加用消泡劑，消泡劑選自聚氧丙基甘 油醚、二甲基硅油、聚甲基硅氧烷中一種或兩種以上，其中聚氧丙基甘油醚及聚甲基硅氧烷 的分子量為1000 2000。采用水作為溶劑，水的表面張力大，加適量的表面活性劑可降低表面張力，增強潤 濕力，提高焊錫液的可焊性，表面活性劑不易揮發，表面活性劑用量一般在0. 10-0. 50%。所 述的表面活性劑可以是非離子表面活性劑TX-10 (辛基酚聚氧乙烯醚),0P-10 (異辛基酚聚 氧乙烯醚)。本專利技術助焊劑可以添加抗氧化劑0. 05-1. 0%，選用苯并三氮唑或三乙醇胺。它可 以起到保護焊錫面再度氧化的作用。本專利技術產品由于采用水作為溶劑，要求焊錫液配方中的物質溶于水或在助溶劑的 幫助下溶于水。因為配方中所有物質都溶于水，要求焊錫液，焊后殘留物很少，甚至沒有殘 留物，不然因殘留物吸水引起電絕緣性能下降。為了達到降低殘留物的目的，本專利技術選用的 活化劑，潤濕劑、助溶劑、添加劑都設計在焊接溫度下揮發或升華掉，焊后板面殘留物很少， 焊后絕緣電阻達到美國標準要求。本專利技術助焊劑常態下為琥珀色透明液體，在生產使用過 程中，其鋪展工藝性良好、助焊效果優，其無鉛化焊膏焊接時擴展率達到84%，可與一些高 腐蝕性助焊劑相媲美。焊后并無腐蝕性，殘留量極微，一般用途可免于清洗。本產品是我們研發組經過市場調查而綜合DIP電子行業現使用的產品相對比較 后得出的結論并開發的。目前所有客戶所使用的產品都含有VOC物質，而且氣味很本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種水溶性免清洗助焊劑，其組分及重量百分數含量為：丙烯酸活化劑　２．０～３．７％表面活性劑　０．１～０．５％酯類潤濕劑　１．５～５．０％醚類助溶劑　２．０～１５．０％抗氧化劑　０．０５～１．０％消泡劑　０．０３～０．５％其余為去離子水；其特征在于丙烯酸活化劑的分子式為＊＊＊。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：鄧劍明，
申請(專利權)人：東莞市劍鑫電子材料有限公司，
類型：發明
國別省市：44[中國|廣東]