CN101264558A

CN101264558A - 无铅焊料水溶性助焊剂

Info

Publication number: CN101264558A
Application number: CNA2008100251269A
Authority: CN
Inventors: 王文明; 徐菊英; 王国银
Original assignee: TAICANG SHOUCHUANG TIN INDUSTRY Co Ltd
Current assignee: TAICANG SHOUCHUANG TIN INDUSTRY Co Ltd
Priority date: 2008-04-22
Filing date: 2008-04-22
Publication date: 2008-09-17

Abstract

本发明涉及一种无铅焊料水溶性助焊剂，由如下重量配比的组分组成：有机酸活化剂2～5％，胺类卤氢酸盐活性剂0.5～2.5％，非离子表面活性剂40～60％，非干性油2～5％，消泡剂0.1～0.5％和余量为去离子水。该无铅焊料水溶性助焊剂设计科学、配比合理、制作工艺简单，可应用于Sn－Ag－Cu，Sn－Cu，Sn－Zn系无铅焊料，为电子产品封装提供一种无松香、无毒、无害、无腐蚀性、润湿及焊接性好、清洗安全容易的新型焊接材料。

Description

无铅焊料水溶性助焊剂

技术领域

本发明涉及助焊剂，特别是涉及一种无铅焊料水溶性助焊剂。

背景技术

助焊剂广泛使用在电子信息产品焊接材料技术领域中，应全球环境保护法和电子信息行业发展要求，电子信息产品以及电器产品实现无铅化是一种必然的趋势。目前，对电子产品封装时，一般采用活性松香芯锡铅焊锡丝和活性松香芯无铅焊锡丝，由于现有的活性松香芯锡铅焊锡丝中活性剂为含卤素的胺盐，焊后焊剂残留物较多，所含残留卤素离子较多，给电子产品的可靠性和稳定性带来隐患。为了保证电子产品的电器绝缘性及可靠性，必须对印制板上的助焊剂残留物进行清洗，为此需要使用氯氟烃类化合物或有机溶剂作清洗剂，这些化学试剂的使用是破坏大气臭氧层的耗竭物质，属于禁用或被淘汰的ODS物质；而使用有机溶剂作清洗剂既提高了生产成本又造成了资源浪费，且这些有机溶剂容易挥发到大气中污染环境，危害人类身体健康；同时这些有机溶剂易燃，存在安全隐患。因此，研发无铅焊锡丝用水溶性助剂替代无铅焊锡丝用活性固体助焊剂是助焊剂发展的趋势，特别是对于可靠性要求较高的电子产品，使用水溶性助焊剂更为重要，这对保护环境和人类身体健康具有重大意义。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种无铅焊料水溶性助剂，该助剂设计科学、配比合理、制作工艺简单。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种无铅焊料水溶性助焊剂，由如下重量配比的组分组成：有机酸活化剂2～5％，胺类卤氢酸盐活性剂0.5～2.5％，非离子表面活性剂40～60％，非干性油2～5％，消泡剂0.1～0.5％和余量为去离子水。

所述的无铅焊料水溶性助焊剂的优选配方是：

有机酸活化剂3～4％，胺类卤氢酸盐活性剂1.5～2.5％，非离子表面活性剂47～49％，非干性油2～3％，消泡剂0.2～0.4％和余量为去离子水。

所述的有机酸活化剂优选为苹果酸、柠檬酸、酒石酸、水杨酸中的一种或多种的组合物。

所述的胺类氢卤酸盐活性剂优选为乙胺盐酸盐、二甲胺盐酸盐、二乙胺盐酸盐、三乙胺盐酸盐及环己胺盐酸盐中的一种或多种的组合物。

所述的非离子表面活性剂优选为吐渔20(聚氧乙烯山梨糖醇酐单月桂酸酯)、聚氧乙烯山梨糖醇酐单硬脂酸酯(吐渔60)中的一种或多种的组合物。

所述的非干性油优选为棕榈油、椰子油、蓖麻油及花生油中的一种或多种的组合物。

所述的消泡剂优选为有机硅油、磷酸三丁酯、土耳其红油及辛醇中的一种或多种的组合物。

上述无铅焊料水溶性助焊剂是通过下述方法制备的：

在带有搅拌器的反应釜中加入有机酸活化剂和去离子水搅拌溶解均匀形成饱和溶液后，在搅拌下添加配比量的胺类卤氢酸盐及非离子型表面活性剂，搅拌均匀后，加入配比量的非干性油及消泡剂，直至搅拌均匀，即得所述的无铅焊料水溶性助焊剂。

由于上述技术方案运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：

1、洁净化工艺简单，用冷水或温水均能洁净焊剂残留物、成本低、无毒，无害、无污染、对环境安全；

2、具有很好的润湿性，焊接速度快，缩短了对耐热性差的电子元件的焊接时间，且不被损伤；

3、由于具有优异的润湿性和熔融焊料的流动性，可减少焊点缺陷，提供可靠性高及洁净细致、有光泽的焊点。

4、该水溶性助焊剂可应用于Sn-Ag-Cu，Sn-Cu，Sn-Zn系无铅焊料，为电子产品封装提供一种无松香、无毒、无害、无腐蚀性、润湿及焊接性好、清洗安全容易的新型焊接材料。

具体实施方式

下面对本发明的具体实施方式进行说明：

为了确保无铅焊料水溶性助焊剂的焊接性、实用性、清洗性、焊接可靠性，提高水溶性助焊剂中各组分的融合均匀度及稳定度，选择了用非离子表面活性剂吐渔20、吐渔40、吐渔60中的任意一种或多种的组合物，该类化合物能有销降低焊剂表面张力，具有载体和乳化剂的双重作用，对熔融焊料具有好的焊接性，保证助焊剂的耐热性、焊接性、稳定性、粘合作用及清洗效果。

非离子表面活性剂的分子量控制在200～2000的范围内，当分子量小于200时，水溶性助焊剂耐热性变差，成膜保护性小，无铅焊料流动变小，焊点光亮度降低。当分子量大于2000时，水溶性焊剂中其它添加剂与其的溶解性及稳定性变差，焊剂粘度增加，焊接后会影响水清洗效果，所以，表面活性剂的选择对水溶性助焊剂的要求是至关重要的因素。只要添加量与非干性油配比合适能对焊剂起到增粘作用，其最佳优选量是47～49％的吐渔20或吐渔60。

为了使无铅焊料扩展均匀、焊点表面结晶细致平滑，使无铅焊料助焊剂在焊接中的飞溅降低到最小程度，提高熔融焊料与焊件的防再氧化能力，优选含有脂肪族月桂酸、棕榈酸的甘油酯的椰子油和棕榈油，其最佳优选量为2～3％。

为了提高焊接性，提高去除氧化膜的能力及熔融焊料的流动性，又要考虑到电子产品焊接后的可靠性，选择有机酸活化剂与胺氢卤酸盐复配，活性能力强于其它添加剂，溶解好，除去氧化膜能力强。有机酸活化剂优选苹果酸、柠檬酸，胺类氢卤酸盐优选二甲胺盐酸盐、二乙胺盐酸盐，有机酸活化剂的优选量为3～4％，胺类氢卤酸盐的优选量为1.5～2.5％。

为保证无铅焊料水溶性助焊剂能通过压滤机，滤入到无铅焊锡丝芯中，采用有机硅油作消泡剂，其最佳优选量为0.2～0.4％。

组成无铅焊料水溶性助焊剂的其它含量部分是去离子水。

实施例1：

按照本实施例的无铅焊料水溶性助焊剂，由如下重量配比的组分组成：

聚氧乙烯山梨糖醇酐单月桂酸酯49％，椰子油3％，柠檬酸3.5％，二甲胺盐酸盐2％，有机硅油0.2％，去离子水。

该无铅焊料水溶性助焊剂的制备方法：

在带有搅拌器的反应釜中加入3.5kg柠檬酸和42.3kg去离子水搅拌溶解均匀形成饱和溶液后，在搅拌下添加2.0kg二甲胺盐酸盐及49kg聚氧乙烯山梨糖醇酐单月桂酸酯，搅拌均匀后，加入3.0kg非干性油及有机硅油0.2kg，直至搅拌均匀，即得所述的无铅焊料水溶性助焊剂。

实施例2：

聚氧乙烯山梨糖醇酐单硬脂酸酯47％、棕榈油2％，苹果酸3％，二甲胺盐酸盐1％，二乙胺盐酸盐1％，有机硅油0.2％，去离子水。

该无铅焊料水溶性助焊剂的制备方法同实施例1。

综上所述，本发明的无铅焊料水溶性助焊剂设计科学、配比合理、制作工艺简单，综合性能好。

Claims

1、一种无铅焊料水溶性助焊剂，其特征在于：它由如下重量配比的组分组成：

有机酸活化剂2～5％

胺类氢卤酸盐活性剂0.5～2.5％

非离子表面活性剂40～60％

非干性油2～5％

消泡剂0.1～0.5％

余量：去离子水。

2、根据权利要求1所述的无铅焊料水溶性助焊剂，其特征在于：所述无铅焊料水溶性助焊剂由如下重量配比的组分组成：

有机酸活化剂3～4％，胺类氢卤酸盐活性剂1.5～2.5％，非离子表面活性剂47～49％，非干性油2～3％，消泡剂0.2～0.4％和余量为去离子水。

3、根据权利要求1或2所述的无铅焊料水溶性助焊剂，其特征在于：所述的有机酸活化剂为苹果酸、柠檬酸、酒石酸、水杨酸中的一种或多种的组合物。

4、根据权利要求1或2所述的无铅焊料水溶性助焊剂，其特征在于：所述的胺类氢卤酸盐活性剂为乙胺盐酸盐、二甲胺盐酸盐、二乙胺盐酸盐、三乙胺盐酸盐及环己胺盐酸盐中的一种或多种的组合物。

5、根据权利要求1或2所述的无铅焊料水溶性助焊剂，其特征在于：所述的非离子表面活性剂为吐渔20、吐渔60中的一种或二种的组合物。

6、根据权利要求5所述的无铅焊料水溶性助焊剂，其特征在于：所述的非离子表面活性剂的分子量为200～2000。

7、根据权利要求1或2所述的无铅焊料水溶性助焊剂，其特征在于：所述的非干性油为棕榈油、椰子油、蓖麻油及花生油中的一种或多种的组合物。

8、根据权利要求1或2所述的无铅焊料水溶性助焊剂，其特征在于：所述的消泡剂为有机硅油、磷酸三丁酯、土耳其红油及辛醇中的一种或多种的组合物。