CN101352788A - 一种无铅焊锡用助焊剂 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种无铅焊锡用助焊剂，包含以下按重量百分比计算的物质：己二酸0.1％－5.0％；丁二酸0.1％－5.0％；尼龙酸二甲酯0.5％－10.0％；聚乙二醇单油酸酯0.5％－10.0％；对苯二酚0.01％－1.0％；及余量为去离子水。本发明的无铅焊锡用助焊剂，焊后残留少，无腐蚀性，电性能好，得以提升助焊剂之实用性能，而且本发明的无铅焊锡用助焊剂完全不添加卤素化合物、醇、醚类助溶剂及松香树脂等物质，以确保不会对人体及环境造成危害。

Description

一种无铅焊锡用助焊剂

技术领域

本发明涉及一种无铅焊锡用助焊剂，尤其是一种适用于锡银铜(SnAgCu)系列或者锡铜(SnCu)系列无铅焊锡的助焊剂。

背景技术

由于无铅焊锡产品的普及应用，如何有效的提高焊接进程的可焊性成为业界关注的焦点。因为无铅焊锡在可焊性方面较传统的锡铅焊锡差很多，所以人们除了在无铅焊锡配方上进行改进之外，也寻求助焊剂配方上的改进以期获得高效的助焊剂来满足焊接制程。

传统的助焊剂中一般含有卤素化合物配方来提高焊接过程的可焊性。在中国发明专利公告号1562554的“免清洗无铅焊料助焊剂”和公告号100999044的“一种用于无铅焊的低固含量免清洗助焊剂”中都有提到使用二溴丁二酸、二溴丁烯二醇等活性剂，这类活性剂的添加将有助于可焊性的提高，但是卤素化合物的添加将对环境带来不小的危害。卤素化合物具有较强的腐蚀性，而且也不符合环保要求，采用无卤素的助焊剂势在必行。

传统的助焊剂一般都采用低沸点的醇类作为助焊剂的溶剂，如中国发明专利公告号1042809的“一种低固含量免清洗焊剂”和公告号101058135的“免清洗助焊剂及其制备方法”中都采用异丙醇或者无水乙醇作为溶剂，这类溶剂都属于VOC(挥发性有机物)试剂，会在焊接过程中挥发而危害健康。而又如中国发明专利公告号101049661的“无铅焊料用无卤素无松香免清洗助焊剂”中添加有多量的醇、醚类助溶剂(28％-40％)，这类溶剂在焊接制程的高温环境下也会产生大量的挥发性有机物，应该尽量的避免使用这些物质。采用去离子水作为溶剂将有利于环境和健康。

松香树脂系列助焊剂对于可焊性方面有一定的帮助，但是由于松香树脂焊后残留较难清洗，焊接过程中释放出大量的有害气体危害健康，目前业界多数已经开始淘汰含有松香类的助焊剂产品。

发明内容

本发明的目的是提供一种无铅焊锡用助焊剂，主要份为酸类、酯类、酚类及去离子水，这种助焊剂可以克服现有技术的缺点，提供满足无铅焊锡所需的较高可焊性方面的要求，而且避免传统助焊剂因使用卤素化合物、醇、醚类助溶剂及松香树脂等物质造成对人体及环境的危害。

为实现上述发明目的，本发明采用的技术方案如下：

一种无铅焊锡用助焊剂，其特征在于包含以下按重量百分比计算的物质：

己二酸0.1％-5.0％；

丁二酸0.1％-5.0％；

尼龙酸二甲酯0.5％-10.0％；

聚乙二醇单油酸酯0.5％-10.0％；

对苯二酚0.01％-1.0％；及

余量为去离子水。

其中，所述的丁二酸、己二酸均为有机酸类活性剂，此类有机酸能在焊接过程中发挥作用，清除焊接物表面的氧化层，提高锡焊过程的可焊性能。这两种有机酸在焊接过程中挥发，焊后不会残留，由于有机酸的挥发性不高，所以仅足以将焊接物表面的氧化层清除，但不足以挥发至环境中，故不会使人体及环境受到污染。至于焊接过程的残渣，不会留在印刷电路板上，而留在焊料槽中，仅需最终予以清除即可。

所述的尼龙酸二甲酯是一类润湿剂，它能够在较高温度的焊接过程中降低焊锡和被焊接表面的表面张力，提高焊锡的可焊性能，由于此类物质是一种多元混合溶剂，因此在200℃左右的较宽的温度范围内均能有效的发挥作用，并且在焊接温度260℃以下能够充分挥发，焊后表面不会残留。

所述的聚乙二醇单油酸酯也是一类润湿剂，它能够在较高温度的焊接过程中降低焊锡和被焊接表面的表面张力，提高焊锡的可焊性能。其沸点在260℃左右，焊后能充分的挥发，不会残留在焊接表面。

所述的对苯二酚为一种抗氧化剂，能在焊后在被焊接物表面形成一层保护膜，阻止被焊物的再度氧化，并且有助于提高焊锡的铺展率。

所述的溶剂为去离子水，不会产生VOC(挥发性有机化合物)问题，是一种环保的溶剂。

本发明所述的助焊剂还可根据不同使用需求添加发泡剂、消光剂、光亮剂等添加剂，这类添加剂用量极小，不会对助焊剂的主要功能产生重大的影响。

本发明所述的助焊剂其制备方法如下：在带有搅拌器的反应釜内先加入去离子水；加入配比量的有机酸(丁二酸、己二酸)，搅拌使有机酸充分溶解；然后依次加入尼龙酸二甲酯、聚乙二醇单油酸酯，搅拌充分；最后如果有需要的话，依要求所需要添加的其余添加剂并搅拌使其充分溶解；静置并过滤溶液得到本发明的助焊剂。

本发明所述的无铅焊锡用助焊剂的使用方法是：采用喷雾、发泡、浸泽等方法将助焊剂均匀的涂布到待焊接的PCB(印制电路板)表面，对PCB板进行预热，预热温度可以选择90℃-130℃，将助焊剂中的溶剂全部蒸发掉，随后进入焊料槽中进行焊接，焊接温度为250℃-280℃(视不同的无铅焊锡配方而定)，传送速度为1.2-1.8m/min。

本发明的无铅焊锡用的助焊剂是专门针对无铅焊锡的性能而研制的，特别适用于锡铜(SnCu)系列、锡银铜(SnAgCu)系列的无铅焊锡，如含铜量为0.7％的无铅焊锡(Sn-Cu0.7)、含银量为3.0％且含铜量为0.5％的无铅焊锡(Sn-Ag3.0-Cu0.5)、含铜量为0.7％且含银量为0.3％的无铅焊锡(Sn-Cu0.7-Ag0.3)、含银量为2.0％且含铜量为0.5％且添加有镍等元素的无铅焊锡(Sn-Ag2.0-Cu0.5-Ni)等等。本发明的无铅焊锡用助焊剂按照JISZ3197-99(日本工业标准)的标准进行检测，各项技术指标均合格，完全满足于无铅焊锡的焊接制程。

具体实施方式

结合以下实例对本发明进行说明，但本发明并不限于这些实施例。

实施例1：

这是一款含有有机酸和非离子表面活性剂的无卤素免清洗助焊剂，其原料含量的重量百分比为：

己二酸1.5％；

丁二酸1.0％；

尼龙酸二甲酯1.0％；

聚乙二醇单油酸酯2.0％；

对苯二酚0.5％；及

去离子水94.0％。

按照日本工业标准JIS Z3197-99的标准进行检测，本实例焊后残留少，无腐蚀性，电性能较好，适用于多种无铅焊接制程。

实施例2：

这是一款含有有机酸和非离子表面活性剂的无卤素免清洗助焊剂，其原料含量的重量百分比为：

己二酸1.0％；

丁二酸2.0％；

尼龙酸二甲酯4.0％；

聚乙二醇单油酸酯2.0％；

对苯二酚0.1％；及

去离子水90.9％。

按照JIS Z3197-99的标准进行检测，本实例焊后残留少，无腐蚀性，电性能较好，适用于多种无铅焊接制程。

实施例3：

这是一款含有有机酸和非离子表面活性剂的无卤素免清洗助焊剂，其原料含量的重量百分比为：

己二酸2.5％；

丁二酸2.5％；

尼龙酸二甲酯0.5％；

聚乙二醇单油酸酯4.0％；

对苯二酚0.5％；及

去离子水90.0％。

按照JIS Z3197-99的标准进行检测，本实例焊后残留少，无腐蚀性，电性能较好，适用于多种无铅焊接制程。

实施例4：

这是一款含有有机酸和非离子表面活性剂的无卤素免清洗助焊剂，其原料含量的重量百分比为：

己二酸1.0％；

丁二酸1.0％；

尼龙酸二甲酯6.0％；

聚乙二醇单油酸酯1.0％；

对苯二酚1.0％；及

去离子水88.0％。

按照JIS Z3197-99的标准进行检测，本实例焊后残留少，无腐蚀性，电性能较好，适用于多种无铅焊接制程。

实施例5：

这是一款含有有机酸和非离子表面活性剂的无卤素免清洗助焊剂，其原料含量的重量百分比为：

己二酸0.5％；

丁二酸0.5％；

尼龙酸二甲酯1.5％；

聚乙二醇单油酸酯1.5％；

对苯二酚0.1％；及

去离子水95.9％。

按照JIS Z3197-99的标准进行检测，本实例焊后残留少，无腐蚀性，电性能较好，适用于多种无铅焊接制程。

本发明中各实例的铺展率性能对照如表中所述，所述的铺展率均在相同条件下采用Sn-Ag3.0-Cu0.5的无铅焊锡作为样品进行测量。

实例	实施例1	实施例2	实施例3	实施例4	实施例5	*比较例
							铺展率	79	80	83	83	79	78

*比较例为用于无铅焊锡的无卤素同类产品深圳维特偶公司生产的无VOC免清洗助焊剂GW968。

本发明的无铅焊锡用助焊剂，在可焊性上确有所增进，而且焊后残留少，无腐蚀性，电性能好，得以提升助焊剂之实用性能。本发明的无铅焊锡用助焊剂完全不添加卤素化合物、醇、醚类助溶剂及松香树脂等物质，以确保不会对人体及环境造成危害，乃为一绝佳之无铅焊锡用助焊剂。

Claims (1)

1、一种无铅焊锡用助焊剂，其特征在于包含以下按重量百分比计算的物质：

己二酸0.1％-5.0％；

丁二酸0.1％-5.0％；

尼龙酸二甲酯0.5％-10.0％；

聚乙二醇单油酸酯0.5％-10.0％；

对苯二酚0.01％-1.0％；及

余量为去离子水。