無鉛焊膏用低松香型無鹵素免清洗助焊劑制造技術(shù)

無鉛焊膏用低松香型無鹵素免清洗助焊劑屬于助焊劑領(lǐng)域。電子工業(yè)中現(xiàn)有松香型助焊劑存在焊后殘留物過高、含有鹵素造成焊后殘?jiān)a(chǎn)生腐蝕等問題。本發(fā)明專利技術(shù)由下述按照重量配比的物質(zhì)組成：有機(jī)酸活化劑５－２０ｗｔ％，改性松香１０－２９ｗｔ％，成膏劑１－１０ｗｔ％，穩(wěn)定劑０．５－６ｗｔ％，觸變劑０．５－６ｗｔ％，表面活性劑１－６ｗｔ％，緩蝕劑１－８ｗｔ％，增稠劑１－１０ｗｔ％，高沸點(diǎn)溶劑為余量。本發(fā)明專利技術(shù)不含鹵素，焊后銅鏡無穿透，絕緣電阻高，助焊性能好，所配焊膏粘度合適，解決了以往焊膏用助焊劑中松香含量過高、煙塵大的問題，焊后殘留物為無色透明的膜狀物，常溫下穩(wěn)定不吸潮，焊后可以不予清洗。可以滿足一般產(chǎn)品焊接的需求。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術(shù)涉及一種助焊劑，尤其適用于制備SnAgCu、SnAgCuRE、SnAg及SnCu等合金系無鉛焊膏用低松香型無鹵素免清洗助焊劑。
技術(shù)介紹
在再流焊中，焊膏質(zhì)量的優(yōu)劣不僅影響助焊性能，而且還直接影響焊膏的印刷性能和儲存壽命。因此，焊膏的品質(zhì)直接影響到表面組裝技術(shù)(SMT)的整個工藝過程和產(chǎn)品質(zhì)量。在電子工業(yè)中，傳統(tǒng)松香型助焊劑的使用效果可靠且穩(wěn)定，因而被廣泛的應(yīng)用。但這類助焊劑焊后留有大量鹵素離子等殘余物，易引起腐蝕。過高的松香含量使焊后的不揮發(fā)物含量增加，焊后殘留物含量過多，同時焊接過程中會產(chǎn)生大量的煙塵，危害人體健康。所以焊后殘留物必須徹底清洗，而要徹底消除這些殘留物，一般要用氟里昂氣相清洗，不僅提高了成本，而且大量使用氟里昂嚴(yán)重地破壞大氣臭氧層，這勢必將對電子行業(yè)產(chǎn)生影響。在釬焊材料方面，由于傳統(tǒng)的SnPb合金釬焊工藝技術(shù)成熟，且具備其它焊料無法比擬的優(yōu)點(diǎn)，被廣泛地應(yīng)用于電氣電子產(chǎn)品中。但當(dāng)廢棄電子電器填埋處理時，焊料中的Pb遇酸雨或地下水，形成Pb2+，溶于地下水，進(jìn)入人們的供水鏈從而進(jìn)入人體內(nèi)，導(dǎo)致鉛中毒。歐盟(EU)出于環(huán)保考慮，已通過了《關(guān)于在電子電氣設(shè)備中限制使用某些有害物質(zhì)指令》(RoHs)，明確宣布自2006年7月1日起電氣電子產(chǎn)品必須實(shí)現(xiàn)無鉛化。我國也于2007年3月1日起開始施行《電子信息產(chǎn)品污染控制管理辦法》，以五種模式推動電子信息產(chǎn)品有害物質(zhì)的替代。因而在電子行業(yè)中，一方面，不得不尋找對臭氧層不產(chǎn)生危害的清洗劑，另一方面，迫使助焊劑本身更新?lián)Q代。這就要求有高質(zhì)量的焊膏來滿足目前的發(fā)展現(xiàn)狀。目前SnPb焊料的最佳替代品主要有SnCu、SnAg、SuZn、SnAgCu、SnAgCuRE等焊料合金。對于表面組裝用焊膏而言，SnAgCu、SnAgCuRE、SnAg、SnCu等焊料合金是最好的替代品，但是這類無鉛焊料潤濕性差，易氧化，熔點(diǎn)高。熔點(diǎn)的升高意味著焊接溫度必須提高，這樣就帶來了焊接過程中高溫氧化嚴(yán)重的問題，增加助焊劑中活性劑的揮發(fā)，引起焊劑性能的失效，活化和保護(hù)作用的降低。這給無鉛焊膏用助焊劑提出了更為苛刻的要求，無鉛焊膏用配套助焊劑的開發(fā)研究迫在眉睫。縱觀當(dāng)今國內(nèi)外所公開的焊膏用松香型助焊劑的文獻(xiàn)資料，松香含量都較高，且部分含有鹵素。也有一些既無鹵素也不含松香的免清洗助焊劑，但是這類助焊劑的粘度較低，僅僅適用于波峰焊中，不能應(yīng)用于回流焊中的無鉛焊膏。公開號CN1709638A(公開日2005年12月21日)，名稱為無鉛焊膏用松香型無鹵素助焊劑的專利技術(shù)專利，以有機(jī)酸為助焊劑的活化劑，以改性松香作為成膜劑和增稠劑，選擇單一的醚類作為溶劑。該助焊劑的潤濕力強(qiáng)，對無鉛焊料助焊性能較好。但是該類助焊劑中含有29％-67％的松香，松香含量過高，會導(dǎo)致焊后殘留物的增加以及焊接過程中會產(chǎn)生大量的煙塵，危害身體健康。同時該類助焊劑選擇了單一的醚類作為溶劑，使用該助焊劑配制的焊膏保存時間短，易變干，不利于長期保存。該類助焊劑焊后殘留物多，容易吸潮，對電子產(chǎn)品的可靠性有較大的影響，必須使用有機(jī)溶劑清洗，既增加了生產(chǎn)的成本，又對環(huán)境有一定的污染。因此，該類助焊劑很難大規(guī)模應(yīng)用于電子產(chǎn)品生產(chǎn)。在此之前焊膏產(chǎn)品中的載體基本上都是松香或松香的改性物。目前國內(nèi)外無鉛焊膏的相關(guān)產(chǎn)品中大多數(shù)也都含有松香，并且松香的含量都較高，部分含有大量鹵素離子，容易引起腐蝕等危險。本專利技術(shù)就是順應(yīng)SnAgCu、SnAgCuRE、SnAg及SnCu等無鉛焊膏配制的需要，開發(fā)低松香型無鹵素免清洗助焊劑。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)的目的是針對上述因松香含量過高引起的焊后殘留物過多和因鹵素的存在帶來焊點(diǎn)腐蝕的問題，提供一種以高沸點(diǎn)溶劑為溶劑，不含鹵素的無鉛焊膏用低松香型免清洗助焊劑。這種助焊劑可以克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，助焊性能好，焊后殘留物為無色透明的膜狀物，常溫下穩(wěn)定不吸潮，焊后可以不予清洗，更符合環(huán)保要求。適用于SnAgCu、SnAgCuRE、SnAg及SnCu等合金系的無鉛焊膏。本專利技術(shù)無鉛焊膏用低松香型無鹵素免清洗助焊劑，其組分及質(zhì)量百分含量為有機(jī)酸活化劑5-20wt％，改性松香10-29wt％，成膏劑1-10wt％，穩(wěn)定劑0.5-6wt％，觸變劑0.5-6wt％，表面活性劑1-6wt％，緩蝕劑1-8wt％，增稠劑1-10wt％，高沸點(diǎn)溶劑為余量。其中有機(jī)酸類活化劑為脂肪族一元酸、二元酸、三元酸、羥基酸、芳香酸、氨基酸、油酸、谷氨酸、甘氨酸，選自乙二酸、丁二酸、戊二酸、己二酸、檸檬酸，山梨酸，乳酸、酒石酸、草酸、苯甲酸、甘氨酸、谷氨酸、油酸、高龍膽酸、順丁二酸、丙烯酸、L-精氨酸的一種或多種混合。此類活化劑有足夠的助焊活性，助焊性能較好。助焊劑中活性成分在助焊過程中的作用機(jī)理是，首先，活性成分在溶劑里電離出游離的H+離子，與母材和焊料表面的氧化物反應(yīng)。這樣，母材和焊料表面的氧化膜被除去，母材的金屬部分露出。其次，由于母材的金屬部分露出，有利于母材和焊料在釬焊溫度下的鋪展，達(dá)到良好的釬焊目的。其用量為助焊劑總量的5-20wt％。所述的改性松香為氫化松香、聚合松香、歧化松香、水合松香的一種或多種混合物。這類松香結(jié)構(gòu)相對穩(wěn)定，用它們配制的助焊劑，性能也相對穩(wěn)定。改性松香在常溫下呈固態(tài)，不電離，釬焊后，形成氣密性好，透明的有機(jī)薄膜，可將焊錫點(diǎn)包裹起來，隔離了金屬與大氣和其他腐蝕性介質(zhì)的接觸，具有良好的保護(hù)性能，很好地解決了助焊劑的活性和腐蝕性的矛盾。在其活化溫度以上，溶液中的樅酸電離出H+離子，可以去除氧化膜，進(jìn)行助焊作用。其用量為助焊劑總量的10-29wt％。所述的成膏劑為聚乙二醇2000、聚乙二醇4000、聚乙二醇6000，可選其中的一種或多種混合。成膏劑的作用是增強(qiáng)松香溶膠成粘稠膏狀的能力，其用量為助焊劑總量的1-10wt％。所述的穩(wěn)定劑為石蠟。作用是增強(qiáng)松香溶膠粘稠狀的穩(wěn)定性。其用量為助焊劑總量的0.5-6wt％。所述的觸變劑為氫化蓖麻油、酰胺化合物，可選其中的一種或兩種混合。觸變劑的作用是增強(qiáng)焊膏流體的切力變稀行為，改善焊膏的印刷性能，使焊膏易于脫膜，且不發(fā)生坍塌現(xiàn)象。其用量為助焊劑總量的0.5-6wt％。所述的緩蝕劑為氮雜環(huán)化合物、有機(jī)胺類緩蝕劑，可選用三乙胺、三乙醇胺、苯并三氮唑。緩蝕劑的作用是起到抑制氧化的作用，增大溶液的pH值，降低原來溶液的強(qiáng)酸性，減少助焊劑對印刷板的腐蝕。有機(jī)酸類和有機(jī)胺類易發(fā)生中和反應(yīng)，這種部分中和的產(chǎn)物，在焊接溫度下迅速分解為有機(jī)酸和有機(jī)胺，而這兩種物質(zhì)皆為活性劑，所以改進(jìn)后的焊劑活性有所增加。加入了緩蝕劑以后，不僅可以調(diào)節(jié)助焊劑的酸度，可以使焊點(diǎn)光亮，在不降低焊劑活性的情況下，焊后腐蝕性降至最低。同時提高了焊劑和焊膏的存儲穩(wěn)定性。用量為助焊劑總量的1-8wt％。所述的增稠劑為丙烯酸樹脂、聚丙烯酸樹脂，可選其中的一種或兩種混合。作用是增強(qiáng)松香溶膠的粘性，松香含量的降低導(dǎo)致了助焊劑粘度的下降，為了增加助焊劑的粘度必須加入增稠劑。其用量為助焊劑總量的1-10wt％。所述的表面活性劑為辛基酚聚氧乙烯醚、壬基酚聚氧乙烯醚、非離子氟表面活性劑FCH2CH2O(CH2CH2O)nH(簡稱FSN)、非離子氟碳表面活性劑F(CF2CF2)n(CH2CH2O)nN(簡稱FSO)等。可選其中的一種或多本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種無鉛焊膏用低松香型無鹵素免清洗助焊劑，其特征在于，由下述重量配比的物質(zhì)組成：活化劑５－２０ｗｔ％改性松香１０－２９ｗｔ％成膏劑１－１０ｗｔ％穩(wěn)定劑０．５－６ｗｔ％觸變劑０．５－ ６ｗｔ％表面活性劑１－６ｗｔ％緩蝕劑１－８ｗｔ％增稠劑１－１０ｗｔ％其余為高沸點(diǎn)溶劑。

【技術(shù)特征摘要】

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：雷永平，李國偉，夏志東，徐冬霞，張冰冰，郭福，史耀武，楊曉軍，林延勇，
申請(專利權(quán))人：北京工業(yè)大學(xué)，
類型：發(fā)明
國別省市：11[中國|北京]