一種無(wú)鉛錫膏用無(wú)鹵助焊劑及其制備方法技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)涉及一種無(wú)鉛錫膏用無(wú)鹵助焊劑及其制備方法，其特征在于它由25~55%改性松香、3~12%活性劑、0.1~3%表面活性劑、2~6%觸變劑、0.01~3%抗氧化劑、0.1~2%脫模劑、30~50%溶劑和0.1~5%油類潤(rùn)濕劑組成，該助焊劑不含鹵素，通過(guò)加入有機(jī)羧酸和羥基羧酸作為活性劑，并配合表面活性劑，使其活性顯著提高，此外，還使用了油類潤(rùn)濕劑，確保錫膏在回流焊整個(gè)工藝過(guò)程中均有一層薄的連續(xù)油膜包覆在焊點(diǎn)表面，起到隔絕氧氣作用，大大提高其擴(kuò)展性和潤(rùn)濕性能，將本發(fā)明專利技術(shù)的助焊劑與錫-銀-銅系無(wú)鉛釬料制備的錫膏具有印刷性能優(yōu)良、脫模干凈、可焊性好、潤(rùn)濕性強(qiáng)、焊后銅鏡無(wú)穿透性腐蝕、焊點(diǎn)可靠性高和力學(xué)性能優(yōu)良的優(yōu)點(diǎn)，可滿足高端電子產(chǎn)品的高可靠性要求。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術(shù)涉及一種無(wú)鉛錫膏用無(wú)鹵助焊劑，特別是用于錫-銀-銅系無(wú)鉛錫膏的無(wú)鹵助焊劑，屬電子、電氣產(chǎn)品的軟釬焊材料領(lǐng)域。本專利技術(shù)還涉及該無(wú)鹵助焊劑的制備方法。
技術(shù)介紹
隨著電子產(chǎn)品朝著微型化、輕量化和多功能化方向發(fā)展，封裝技術(shù)則向高密度、窄間距和焊點(diǎn)微小化等方向發(fā)展；相應(yīng)地，具有諸多優(yōu)點(diǎn)的表面組裝技術(shù)(SMT)已成為電子封裝領(lǐng)域應(yīng)用的主流技術(shù)和工藝。作為SMT主要連接材料的助焊劑和錫膏成為了研究界和產(chǎn)業(yè)界關(guān)注的熱點(diǎn)，其性能的好壞直接影響著焊接的質(zhì)量，直接決定著電子產(chǎn)品的質(zhì)量以及可靠性和使用壽命。錫膏用助焊劑通常由松香、活性劑、觸變劑、溶劑和其它添加劑所組成，其不同的成分發(fā)揮著不同的作用，各成分又是一個(gè)相互影響的整體。在助焊劑體系中，起關(guān)鍵作用的是活性劑成分，多由有機(jī)酸、有機(jī)胺、鹵酸鹽和表面活性劑組成，起到在一定的焊接溫度下發(fā)揮活性，與無(wú)鉛錫合金粉和焊盤表面的金屬氧化物發(fā)生反應(yīng)進(jìn)而去除氧化膜，最終形成良好的焊點(diǎn)而實(shí)現(xiàn)元器件及線路之間機(jī)械和電氣互連的作用。傳統(tǒng)的助焊劑中活性物質(zhì)一般是有機(jī)胺的鹵酸鹽等活性劑，例如二乙胺鹽酸鹽、二 -溴乙胺氫溴酸鹽、L-谷氨酸鹽酸鹽、三乙胺鹽酸鹽、三乙胺氫溴酸鹽、十六烷基三甲基氯化銨和氫溴酸環(huán)己胺鹽等。該類物質(zhì)活性非常高、制成的助焊劑上錫速度快、焊接效果好；然而該類物質(zhì)由于焊后鹵素殘留物多，給產(chǎn)品的使用可靠性帶來(lái)了極大的安全隱患，特別在高溫和高濕度情況下，該類物質(zhì)極容易在熱場(chǎng)與電場(chǎng)的交互作用下電離出鹵離子，腐蝕線路板和焊點(diǎn)，引起電子元器件引腳間短路，造成元器件失效，使電子產(chǎn)品的可靠性面臨著巨大的考驗(yàn)。作為活性劑成分的有機(jī)酸憑借其低腐蝕性和高可靠性等優(yōu)點(diǎn)而被廣泛地運(yùn)用到無(wú)鹵助焊劑的制備中，然而有機(jī)酸較弱的活性尚不足以充分地去除無(wú)鉛錫合金粉和焊盤表面的氧化物達(dá)到潤(rùn)濕要求而形成牢固可靠的焊點(diǎn)。為此，如何提高無(wú)鹵助焊劑的活性，使無(wú)鹵助焊劑的活性達(dá)到含鹵助焊劑的活性程度并獲得相同的焊接效果，是無(wú)鉛錫膏用無(wú)鹵助焊劑研制的關(guān)鍵技術(shù)難題和瓶頸。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)的目正是為了解決上述已有技術(shù)存在的難題而提供了一種無(wú)鉛錫膏用無(wú)鹵助焊劑，該無(wú)鹵助焊劑不僅擴(kuò)展性好、潤(rùn)濕性強(qiáng)，達(dá)到含鹵助焊劑的焊接效果，而且添加錫-銀-銅系無(wú)鉛錫合金粉制備的錫膏具有印刷性能優(yōu)良、脫模干凈、焊后銅鏡無(wú)穿透性腐蝕、焊點(diǎn)可靠性高和力學(xué)性能優(yōu)良的優(yōu)點(diǎn)，可滿足現(xiàn)代高端電子產(chǎn)品的高可靠性要求。本專利技術(shù)還提供該一種無(wú)鉛錫膏用無(wú)鹵助焊劑的制備方法。本專利技術(shù)的目的是通過(guò)下列技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的一種無(wú)鉛錫膏用無(wú)鹵助焊劑，它由下述重量百分比的原料組成改性松香25 55%活性劑3 12%表面活性劑0.1-3%觸變劑2~6%抗氧化劑0.01 3% IiIlfIJ0.1-2%溶劑30 50%_類_濕麵0.1-5%所述的改性松香為水白松香、聚合松香、氫化松香、岐化松香或亞克力松香中的一種或兩種或者兩種以上的組合；所述的活性劑為丁二酸、戊二酸、辛二酸、癸二酸、十二酸、十四酸、十六酸、馬來(lái)酸、衣康酸、水楊酸或聯(lián)二丙酸中的一種或兩種與羥基乙酸的組合；所述的表面活性劑為十二烷基二甲基氧化胺、二甲基烷基甜菜堿、椰子油酰胺丙基甜菜堿、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者兩種以上的組合；所述的觸變劑為氫化蓖麻油、改性氫化蓖麻油、觸變劑6500/6650/7000/8800、乙撐雙硬脂酸酰胺、乙撐雙月桂酰胺或硬脂酸酰胺中的一種或兩種或者兩種以上的組合；所述的抗氧化劑為咪唑、對(duì)苯二酚或2，6-二叔丁基-4-甲基苯酚中一種或兩種組合；所述的脫模劑為石蠟；所述的溶劑為二丙二醇、二甘醇、丙三醇、四氫糠醇、二甘醇單丁醚、二甘醇二丁醚、二乙二醇單己醚、三乙二醇單丁醚、三乙基卡必醇醚、三乙二醇乙醚、己二酸二辛酯或二乙二醇丁醚醋酸酯中的一種或兩種或者兩種以上的組合；所述的油類潤(rùn)濕劑為蓖麻油、大豆油、芝麻油或低芥酸菜籽油中的一種或兩種組口 ο一種無(wú)鉛錫膏用無(wú)鹵助焊劑的制備方法，它按下述步驟進(jìn)行(I)將25 55%松香、30 50%溶劑、3 12%活性劑和O.1 3%表面活性劑加入到器皿中混合后加熱升溫至13(T145°C，攪拌至完全溶解，得到混合物；(2)將步驟(I)得到的混合物降溫到8(Tl00°C，然后加入2 6%觸變劑、O. 01 3%抗氧化劑和O. Γ2%脫模劑，攪拌至完全溶解，得到二次混合物；(3)將步驟(2)得到的二次混合物降溫到2(T35°C，加入O. Γδ%油類潤(rùn)濕劑，攪拌均勻即制得本專利技術(shù)的無(wú)鉛錫膏用無(wú)鹵助焊劑。本專利技術(shù)選擇原料的原則是，有機(jī)酸配合羥基乙酸作為活性劑，羥基乙酸含有極性親水基團(tuán)-0Η，屬于液體酸，可最大程度地促進(jìn)自身和有機(jī)酸電離出H+，大大提高助焊劑活性，迅速去除無(wú)鉛錫合金粉和焊盤表面氧化物，實(shí)現(xiàn)良好焊接，且焊后無(wú)殘留無(wú)腐蝕，表面絕緣電阻高；表面活性劑能夠有效地去除無(wú)鉛錫合金粉表面的氧化膜，降低無(wú)鉛錫合金熔化后的表面張力，促進(jìn)其流動(dòng)與鋪展，改善潤(rùn)濕性，獲得性能良好的釬焊接頭，并且此類表面活性劑不含齒素，對(duì)環(huán)境友好，與有機(jī)酸和羥基羧酸活性劑兼容性也非常好；溶劑使用醇類、醚類和酯類，它可充分溶解松香、活性劑、表面活性劑、觸變劑、抗氧化劑和脫模劑，形成成分均勻的混合體，并且給活性劑提供一個(gè)電離H+的載體，使活性劑更大程度地發(fā)揮活性；油類潤(rùn)濕劑能夠使錫膏在回流焊整個(gè)工藝過(guò)程中均有一層薄的連續(xù)油膜包覆在焊點(diǎn)表面，隔絕氧氣，促進(jìn)潤(rùn)濕，顯著提高錫膏的潤(rùn)濕性能和存儲(chǔ)穩(wěn)定性；觸變劑能夠賦予助焊劑良好的印刷性能和抗坍塌性能，避免焊接過(guò)程中產(chǎn)生連錫現(xiàn)象；抗氧化劑能夠與回流爐中殘留的氧氣發(fā)生反應(yīng)，阻礙氧氣對(duì)錫膏的氧化，促進(jìn)錫膏的鋪展?jié)櫇瘢幻撃┵x予錫膏非常良好 的印刷性能，使焊盤印刷錫膏飽滿，鋼網(wǎng)脫模干凈；改性松香在焊接過(guò)程會(huì)在焊點(diǎn)表面形成致密的保護(hù)膜將焊點(diǎn)包覆起來(lái)，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。由于采取了上述技術(shù)方案，因而本專利技術(shù)技術(shù)與己有技術(shù)相比具有如下優(yōu)點(diǎn)及效果a)本專利技術(shù)的助焊劑以有機(jī)酸與羥基羧酸作為活性劑，油類物質(zhì)為潤(rùn)濕劑，不僅不含鹵素、擴(kuò)展率高、潤(rùn)濕性強(qiáng)，而且焊后銅鏡無(wú)穿透性腐蝕、表面絕緣電阻高；b)本專利技術(shù)的助焊劑添加了石蠟脫模劑，使得研制的助焊劑具有非常良好的印刷性能，在印刷過(guò)程中焊盤錫膏飽滿，鋼網(wǎng)脫模干凈；c)本專利技術(shù)的助焊劑與錫-銀-銅系無(wú)鉛錫合金粉制備的錫膏具有可焊性好、焊點(diǎn)可靠性高和力學(xué)性能優(yōu)良等優(yōu)點(diǎn)，能夠滿足現(xiàn)代電子工業(yè)對(duì)高可靠性的嚴(yán)格要求。具體實(shí)施例方式下面結(jié)合具體的實(shí)施例對(duì)本專利技術(shù)的一種無(wú)鉛錫膏用無(wú)鹵助焊劑進(jìn)一步說(shuō)明實(shí)施例1原料水白松香10g、聚合松香20g、氫化松香25g、丁二酸lg、戊二酸lg、羥基乙酸lg、十二烷基二甲基氧化胺O. lg、氫化蓖麻油2g、咪唑O.Olg、石蠟O. lg、二丙二醇34. 79g、蓖麻油2g、大豆油3g ；將IOg水白松香、20g聚合松香、25g氫化松香、Ig 丁二酸、Ig戊二酸、Ig羥基乙酸、O.1g十二烷基二甲基氧化胺和34. 79g 二丙二醇加入到器皿中混合后加熱升溫到145°C，攪拌至完全溶解得到混合物；然后將上述混合物降溫到80°C，加入2g氫化蓖麻油、O. Olg咪唑和O.1本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種無(wú)鉛錫膏用無(wú)鹵助焊劑，其特征在于：它由下述重量百分比的原料組成：所述的改性松香為水白松香、聚合松香、氫化松香、岐化松香或亞克力松香中的一種或兩種或者兩種以上的組合；所述的活性劑為丁二酸、戊二酸、辛二酸、癸二酸、十二酸、十四酸、十六酸、馬來(lái)酸、衣康酸、水楊酸或聯(lián)二丙酸中的一種或兩種與羥基乙酸的組合；所述的表面活性劑為十二烷基二甲基氧化胺、十二烷基二甲基氧化胺、二甲基烷基甜菜堿、椰子油酰胺丙基甜菜堿、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者兩種以上的組合；所述的觸變劑為氫化蓖麻油、改性氫化蓖麻油、觸變劑6500/6650/7000/8800、乙撐雙硬脂酸酰胺（EBS）、乙撐雙月桂酰胺或硬脂酸酰胺中的一種或兩種組合；所述的抗氧化劑為咪唑、對(duì)苯二酚或2,6?二叔丁基?4?甲基苯酚中一種或兩種組合；所述的脫模劑為石蠟；所述的有機(jī)溶劑為二丙二醇、2?甲基?2.4?戊二醇、二甘醇、二甘醇單丁 醚、二甘醇二丁醚、二乙二醇單己醚、三乙二醇單丁醚、三乙基卡必醇醚、三乙二醇乙醚、己二酸二辛酯或二乙二醇丁醚醋酸酯中的兩種或兩種以上的組合；所述的油類潤(rùn)濕劑為蓖麻油、大豆油或芝麻油中的一種或兩種組合。FDA0000265945151.jpg...

【技術(shù)特征摘要】
1.一種無(wú)鉛錫膏用無(wú)鹵助焊劑，其特征在于它由下述重量百分比的原料組成改性松香25-55%活性劑3-12%表面活性劑0.1 3%觸變劑2 6%抗氣化劑0.01 3%K 樓 M0.1~2%ISIfi30-50%汕類潤(rùn)濕劑0.1-5%所述的改性松香為水白松香、聚合松香、氫化松香、岐化松香或亞克力松香中的一種或兩種或者兩種以上的組合；所述的活性劑為丁二酸、戊二酸、辛二酸、癸二酸、十二酸、十四酸、十六酸、馬來(lái)酸、衣康酸、水楊酸或聯(lián)二丙酸中的一種或兩種與羥基乙酸的組合；所述的表面活性劑為十二烷基二甲基氧化胺、十二烷基二甲基氧化胺、二甲基烷基甜菜堿、椰子油酰胺丙基甜菜堿、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者兩種以上的組合；所述的觸變劑為氫化蓖麻油、改性氫化蓖麻油、觸變劑6500/6650/7000/8800、乙撐雙硬脂酸酰胺(EBS)、乙撐雙月桂酰胺或硬脂酸酰胺中的一種或兩種組合；所述的...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：方喜波，梁靜珊，黃家強(qiáng)，馬驍，張新平，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：廣東中實(shí)金屬有限公司，華南理工大學(xué)，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：