CN101214594A - 一种环保型无铅焊料水基助焊剂及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种环保型无铅焊料水基助焊剂及其制备方法。主要是在常温下将有机酸有机胺活性剂、表面活性剂、成膜剂、助溶剂、缓蚀剂、去离子水这些原料按其组分配方比混合，先将去离子水加入干净的带有搅拌装置的不锈钢釜中，再加入固体或难溶原料，搅拌半小时后，然后将其他原料依次加入，继续搅拌至全部物质完全溶解，停止搅拌，静置过滤即为产品。本发明可得到一种不含卤素、可焊性好、固体含量低、焊后残留物少，无须清洗，绝缘电阻高，以去离子水作为载体，不含VOC的物质，且不燃烧，并可以克服现有助焊剂缺点和不足的环保型助焊剂。
Description
所属技术领域：
本发明涉及一种助焊剂，尤其适用于电子、电工行业中、印刷电路板之类电子组件焊接的环保型无铅焊料水基助焊剂及其制备方法。
背景技术：
随着环境保护法规的日趋完善和严格禁止使用铅的呼声日益高涨，无铅焊料在电子制造和应用方面得到空前的发展，但无铅焊料与传统的锡铅焊料相比，无铅焊料润湿性差、熔点高等缺点，而目前与之配套的无铅助焊剂产品或专利文献等，都存在不足和缺点，主要表现在以下几个方面：
1、含有卤素或卤素含量偏高
含有卤素的助焊剂，可焊性会很好，但焊后残留物有腐蚀性，cl-对焊点具有循环腐蚀作用，造成线路板面产生多孔型沉淀物，最后引起短路、开路等失效问题。
2、含松香和松香含量偏高
含有松香的助焊剂，有轻微的腐蚀性，而且残留的松香会引起吸潮，对产品的力学性能和电性能存在潜在的不良影响。
3、固体含量高
焊后残留物较多，影响产品外观和长期稳定性。
4、表面绝缘电阻不合格
由于兼顾到可焊性和焊后板面洁净度的要求偏高，添加活性剂物质或吸湿性物质，易引起焊接前后或湿热试验后的SIR偏低，引起电子产品出现信号不稳定等绝缘性问题。
5、腐蚀性不合格
目前，一些焊剂产品的铜镜腐蚀试验显示：穿透性腐蚀面积超过50％，铜板腐蚀试验也有约10％的产品不合格，经湿热试验后在焊接后的焊点周围显示明显变色腐蚀现象。
6、水萃取液电阻率偏低
约60％以上的松香型助焊剂产品的该项指标达不到5×104Ω.cm以上，因此要求较高的电子产品后期的可靠性问题就会较多。
7、溶剂不环保，不安全
更重要的是，这些助焊剂都采用低沸点的醇类，如乙醇、甲醇、异丙醇等做溶剂载体，采用大量有机溶剂，这些醇类属易挥发的有机化合物(VOC)尽管它们对大气臭氧层不产生破坏作用，但它们发散在低层大气中，会形成光化学烟雾，对人们的身体有危害作用，也造成空气污染，是环保要求逐渐禁用的物质，再者这些醇类都是易燃物质，使用中易引起火灾，给安全生产带来不可避免的隐患，而且有机醇类是重要代工原料，作为溶剂载体大量的挥发掉是一种浪费。
因此，开发一种可焊性能好、对被焊材料无腐蚀，并且满足一系列的机械和电学性能要求的环保型水基助焊剂，是当务之急，也是具有很大的工业经济价值。
发明内容：
本发明的目的是提供一种助焊剂，尤其是一种不含卤素、可焊性好、固体含量低、焊后残留物少，无须清洗，绝缘电阻高，以去离子水作为载体，不含VOC的物质，且不燃烧，并可以克服，现有助焊剂缺点和不足的环保型无铅焊料水基助焊剂及其制备方法。
本发明的目的是这样实现的：
环保型无铅焊料水基助焊剂及其制备方法，主要是在常温下将有机酸有机胺活性剂、表面活性剂、成膜剂、助溶剂、缓蚀剂、去离子水这些原料按其组分配方比混合，先将去离子水加入干净的带有搅拌装置的不锈钢釜中，再加入固体或难溶原料，搅拌半小时后，然后将其他原料依次加入，继续搅拌至全部物质完全溶解，停止搅拌，静置过滤即为产品。所述的组分配方比为：
有机酸有机胺活性剂 1.5％-3.0％
表面活性剂 0.1％-1.0％
成膜剂 0.2％-1.0％
助溶剂 5％-15％
缓蚀剂 0.1％-0.5％
去离子水 余量。
所述有机酸有机胺活性剂可选自水杨酸，苹果酸，乙二酸，丁二酸，山梨酸，无水柠檬酸，一乙醇胺，二乙醇胺，三乙醇胺。
所述的表面活性剂可为非离子表面活性剂或阳离子表面活性剂，可选用TX-10(辛基酚聚氧乙烯醚)，OP-10(异辛基酚聚氧乙烯醚)，FSN(非离子氟表面活性剂)，FSO(非离子氟表面活性剂)，AEO(脂肪醇聚氧乙烯醚)，以OP-10(异辛基酚氧乙烯醚)为第一表面活性剂，其他活性剂为次。
所述成膜剂可为硬脂酸甘油脂，聚丙烯酰胺，山梨糖醇，苯甲酸乙酯，马来酸二甲酯，乙二酸二甲酯，以硬脂酸甘油脂为首选，其他为辅。
所述助熔剂可为二甘醇，丙三醇，乙二醇，乙二醇乙醚，乙二醇丁醚，聚乙二醇；优选聚乙二醇，乙二醇丁醚，丙三醇，聚乙二醇。
所述缓蚀剂可为苯并三氮唑，三乙胺，优选苯并三氮唑。
本发明的环保型无铅焊料水基助焊剂具有以下优点：
1、不含松香和卤素，固体含量低，对无铅焊料润湿力强，使焊料铺展均
匀，焊后残留物少，无须清洗，无粘性，无腐蚀性，绝缘电阻高。
2、用去离子水做溶剂，几乎可以地免除VOC物质，无毒、无刺激性气
味，使用完全且不易燃烧，储存和运输方便，并且成本低。
3、按SJ/T11273-2002免清洗助焊剂规定的测试方法检验，包括外观、物理稳定性、质量浓度、酸度、粘性、卤化物含量、不挥发物含量、铜板腐蚀性、铺展率、各项指标均达到优良。
具体实施方式：
实施例1：
无水柠檬酸：1.5％ 丁二酸：0.6％
三乙醇胺：0.8％ OP-10：0.1％
硬脂酸甘油脂：0.4％ 聚乙二醇：2％
乙二醇丁醚：9％ 苯并三氮唑：0.1％
去离子水：余量
制备方法：常温下，将去离子水加入干净的带有搅拌装置的不锈钢釜中，先加入固体或难溶原料，搅拌半小时后，再将其他原料依次加入，继续搅拌至全部物质完全溶解，停止搅拌，静置过滤即为产品。
实施例2：
无水柠檬酸：1.6％ 水杨酸：0.5％
三乙醇胺：0.8％ OP-10：0.1％
硬脂酸甘油脂：0.4％ 聚乙二醇：2％
乙二醇丁醚：9％ 苯并三氮唑：0.1％
去离子水：余量
制备方法：常温下，将去离子水加入干净的带有搅拌装置的不锈钢釜中，先加入固体或难溶原料，搅拌半小时后，再将其他原料依次加入，继续搅拌至全部物质完全溶解，停止搅拌，静置过滤即为产品。
实施例3：
无水柠檬酸：1.5％ 苹果酸：0.7％
三乙醇胺：0.7％ OP-10：0.1％
硬脂酸甘油脂：0.4％ 聚乙二醇：2％
乙二醇丁醚：9％ 苯并三氮唑：0.1％
去离子水：余量
制备方法：常温下，将去离子水加入干净的带有搅拌装置的不锈钢釜中，先加入固体或难溶原料，搅拌半小时后，再将其他原料依次加入，继续搅拌至全部物质完全溶解，停止搅拌，静置过滤即为产品。
实施例4：
无水柠檬酸：1.4％ 乙二酸：0.7％
三乙醇胺：0.9％ OP-10：0.1％
硬脂酸甘油脂：0.4％ 聚乙二醇：2％
乙二醇丁醚：9％ 苯并三氮唑：0.1％
去离子水：余量
制备方法：常温下，将去离子水加入干净的带有搅拌装置的不锈钢釜中，先加入固体或难溶原料，搅拌半小时后，再将其他原料依次加入，继续搅拌至全部物质完全溶解，停止搅拌，静置过滤即为产品。
实施例5：
无水柠檬酸：1.6％ 山梨酸：0.8％
三乙醇胺：0.8％ OP-10：0.1％
硬脂酸甘油脂：0.4％ 聚乙二醇：2％
乙二醇丁醚：9％ 苯并三氮唑：0.1％
去离子水：余量
制备方法：常温下，将去离子水加入干净的带有搅拌装置的不锈钢釜中，先加入固体或难溶原料，搅拌半小时后，再将其他原料依次加入，继续搅拌至全部物质完全溶解，停止搅拌，静置过滤即为产品。
实施例6：
无水柠檬酸：1.5％ 丁二酸：0.6％
三乙醇胺：0.8％ OP-10：0.1％
硬脂酸甘油脂：0.4％ 聚乙二醇：2％
乙二醇丁醚：6％ 丙三醇：4％
苯并三氮唑：0.1％ 去离子水：余量
制备方法：常温下，将去离子水加入干净的带有搅拌装置的不锈钢釜中，先加入固体或难溶原料，搅拌半小时后，再将其他原料依次加入，继续搅拌至全部物质完全溶解，停止搅拌，静置过滤即为产品。
实施例7：
无水柠檬酸：1.5％ 丁二酸：0.6％
三乙醇胺：0.8％ OP-10：0.1％
硬脂酸甘油脂：0.4％ 聚乙二醇：2％
乙二醇丁醚：7％ 乙二醇：2.5％
苯并三氮唑：0.1％ 去离子水：余量
制备方法：常温下，将去离子水加入干净的带有搅拌装置的不锈钢釜中，
先加入固体或难溶原料，搅拌半小时后，再将其他原料依次加入，继续搅拌至全部物质完全溶解，停止搅拌，静置过滤即为产品。
实施例8：
无水柠檬酸：1.5％ 丁二酸：0.6％
三乙醇胺：0.8％ OP-10：0.1％
硬脂酸甘油脂：0.4％ 聚乙二醇：2％
乙二醇丁醚：5％ 乙二醇：2％
丙三醇：2％ 苯并三氮唑：0.1％
去离子水：余量
制备方法：常温下，将去离子水加入干净的带有搅拌装置的不锈钢釜中，先加入固体或难溶原料，搅拌半小时后，再将其他原料依次加入，继续搅拌至全部物质完全溶解，停止搅拌，静置过滤即为产品。
本发明的环保型无铅焊料水基助焊剂的使用方法是：可采用喷雾、发泡、浸渍等方法将助焊剂均匀涂敷在待焊接的PCB板上，对PCB板进行预热，预热温度为100℃左右，将焊剂中的水完全蒸发掉，再经波峰焊剂槽焊接，焊料温度视无铅焊料而定，一般为250℃-300℃，传送速度1.2-1.8m/min。
Claims (7)
1.一种环保型无铅焊料水基助焊剂及其制备方法，主要是在常温下将有机酸有机胺活性剂、表面活性剂、成膜剂、助溶剂、缓蚀剂、去离子水这些原料按其组分配方比混合，先将去离子水加入干净的带有搅拌装置的不锈钢釜中，再加入固体或难溶原料，搅拌半小时后，然后将其他原料依次加入，继续搅拌至全部物质完全溶解，停止搅拌，静置过滤即为产品。
2.根据权利要求1所述的一种环保型无铅焊料水基助焊剂及其制备方法，其特征在于：所述的组分配方比为：
有机酸有机胺活性剂 1.5％-3.0％
表面活性剂 0.1％-1.0％
成膜剂 0.2％-1.0％
助溶剂 5％-15％
缓蚀剂 0.1％-0.5％
去离子水 余量。
3.根据权利要求1或2所述的一种环保型无铅焊料水基助焊剂及其制备方法，其特征在于：所述有机酸有机胺活性剂可选自水杨酸，苹果酸，乙二酸，丁二酸，山梨酸，无水柠檬酸，一乙醇胺，二乙醇胺，三乙醇胺。
4.根据权利要求1或2所述的一种环保型无铅焊料水基助焊剂及其制备方法，其特征在于：所述的表面活性剂可为非离子表面活性剂或阳离子表面活性剂，可选用TX-10(辛基酚聚氧乙烯醚)，OP-10(异辛基酚聚氧乙烯醚)，FSN(非离子氟表面活性剂)，FSO(非离子氟表面活性剂)，AEO(脂肪醇聚氧乙烯醚)，以OP-10(异辛基酚氧乙烯醚)为第一表面活性剂，其他活性剂为次。
5.根据权利要求1或2所述的一种环保型无铅焊料水基助焊剂及其制备方法，其特征在于：所述成膜剂可为硬脂酸甘油脂，聚丙烯酰胺，山梨糖醇，苯甲酸乙酯，马来酸二甲酯，乙二酸二甲酯，以硬脂酸甘油脂为首选，其他为辅。
6.根据权利要求1或2所述的一种环保型无铅焊料水基助焊剂及其制备方法，其特征在于：所述助熔剂可为二甘醇，丙三醇，乙二醇，乙二醇乙醚，乙二醇丁醚，聚乙二醇；优选聚乙二醇，乙二醇丁醚，丙三醇，聚乙二醇。
7.根据权利要求1或2所述的一种环保型无铅焊料水基助焊剂及其制备方法，其特征在于：所述缓蚀剂可为苯并三氮唑，三乙胺，优选苯并三氮唑。
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| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Open date: 20080709 |