CN101585118A - 低温无铅焊锡膏用助焊剂 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种环保型软钎焊用的SnAgBi低温合金焊锡膏的助焊剂。其特征在于它包含下述重量百分比的成份：松香或改性松香及合成树脂：30－50％；高沸点溶剂：30－40％；活化剂：3－10％；流变剂：1－10％；稳定剂：0.1－3％。由本发明的助焊剂制成的低温无铅焊锡膏具有高温抗氧性好，印刷时间长，焊接润湿性强，焊膏粘度适中等特点，特适用于高频制程中通孔插装回流焊接，也适用于SMT表面贴装回流焊接。
Description
技术领域：
本发明涉及一种环保型软钎焊用无铅焊锡膏用助焊剂，特别是涉及一种用于配制通孔插装回流焊接用的低温无铅焊锡膏用的助焊剂。
背景技术：
Sn-Pb焊锡膏以其优异的润湿性、焊接性、导电性、力学性能、成本较低等特点，成为目前电子工业中电子封装与组装的典型的焊料合金。但是Pb及含Pb化合物是危害人类健康和污染环境的有毒有害物质。目前，日本、欧盟及美国都相继制订了自己的焊料无铅化进程，WEEE(Waste Electricaland Electronic Equipment)和RoHS(Resbiction of Hazrdous Subsfances)指令已强制要求自2006年7月1日起，在欧洲商场上销售的电子产品应为无铅的电子产品。
通孔插装回流焊技术现已广泛应用于高频制程中。在现有无铅焊料(如Sn3.0Ag0.7Cu、Sn0.7Cu0.01Ni、Sn0.3Ag0.7Cu)中，由于它们的熔点高，不适合高频制程中的通孔插装回流焊技术。由于Sn-Bi-Ag具有较低的熔点，相对较强的润湿性，因而非常适合于高频制程中通孔插装回流焊接。然而，由于金属铋(Bi)相对容易氧化，为了确保该类无铅焊膏在空气中能进行良好焊接，必须将相对较多的强活化剂引入到助焊剂中。在这种情况下，导致焊料金属容易与助焊剂反应，该反应的结果降低了焊膏的印刷稳定性、储存稳定性及焊接可靠性。
发明内容：
本发明的目的在于提供一种用于配制通孔插装回流焊接用低温无铅焊锡膏的助焊剂，使用该助焊剂调配而成的低温无铅焊锡膏具有优良的印刷性、润湿性、高温抗氧化性和贮存稳定性。
本发明的技术方案为：一种用于配制通孔插装回流焊接用低温无铅焊锡膏的助焊剂，它包含以下功能组元及重量组成百分比：树脂：30-50％；高沸点溶剂：30-40％；活化剂：3-10％；流变剂：0.5-3％；稳定剂：1-8％。
上述SnAgBi低温无铅焊锡膏助焊剂中，其中树脂为天然松香、聚合松香、岐化松香、水白松香、改性松香、酯化松香、氢化松香、聚酯、聚氨酯、丙烯酸树脂中的一种或它们中的多种树脂混合物。
上述SnAgBi低温无铅焊锡膏助焊剂中，其中溶剂为丁基卡必醇、二乙二醇单乙醚、二乙二醇单丁醚、二乙二醇单苯醚、2-乙基-1，3-己二醇、丙二醇单苯醚、烷基酚聚氧乙烯醚、邻苯二甲酸二辛酯中的一种或它们中的多种溶剂混合物。
上述SnAgBi低温无铅焊锡膏助焊剂中，其中活化剂为丁二酸、己二酸、癸二酸、苹果酸、水杨酸、水杨酰胺、月桂酸、硬酯酸、二苯胍盐酸盐、二苯胍溴酸盐、环己胺盐酸盐、环己胺溴酸盐、二溴丁烯二醇、二溴苯乙烯中的一种或它们中的多种活化剂的混合物。
上述SnAgBi低温无铅焊锡膏助焊剂中，其中述流变剂为氢化蓖麻油、改性氢化蓖麻油、聚酰胺、硬脂酸酰胺、乙撑双硬脂酸酰胺中的一种或它们中的多种流变剂的混合物。
上述SnAgBi低温无铅焊锡膏助焊剂中，其中稳定剂为氢醌、苯并三氮唑、苯并咪唑、三乙胺、十二胺、高温抗氧剂A中的一种或它们中的多种稳定剂的混合物。
上述SnAgBi低温无铅焊锡膏助焊剂中，其中高温抗氧剂A为一种含氮有机化合物。
本发明所涉及的SnAgBi低温无铅焊锡膏助焊剂具有比现有SnAgBi低温无铅焊锡膏助焊剂更优良的钎焊性能、印刷性、润湿性、高温抗氧化性和贮存稳定性。
树脂为天然松香、聚合松香、岐化松香、水白松香、改性松香、酯化松香、氢化松香、聚酯、聚氨酯、丙烯酸树脂，优选其中的二种或二种以上复配使用。
树脂的重量百分比优选范围30-50％。这样有利于松香溶于有机溶剂，形成溶胶，既赋予焊膏一定的粘性，又具有活性，能去除氧化膜，起到助焊作用。添加一定量的合成树脂，能改善焊点表面残留覆盖状态，使表面更光滑好看。
活化剂为丁二酸、己二酸、癸二酸、苹果酸、水杨酸、水杨酰胺、月桂酸、硬酯酸、二苯胍盐酸盐、水杨酸异丁酯、二苯胍溴酸盐、环己胺盐酸盐、环己胺溴酸盐、二溴丁烯二醇、二溴苯乙烯，优选其中的二种或二种以上复配使用。
活化剂的重量百分比优选范围3-10％。由于高频产品灵敏度很高，因而对焊点残留表面绝缘阻抗值要求也高，故活化剂的加入量不能超过10％；但也不能小于3％，否则会影响焊接质量。所述优选范围内的活性剂在钎焊温度下能分解、挥发、或升华，使印刷线路板焊后绝缘组抗值高，不导电。
高沸点溶剂为丁基卡必醇、二乙二醇单乙醚、二乙二醇单丁醚、二乙二醇单苯醚、2-乙基-1，3-己二醇、丙二醇单苯醚、烷基酚聚氧乙烯醚、邻苯二甲酸二辛酯，优选其中的二种或二种以上复配使用。
高沸点溶剂的重量百分比优选范围30-40％。能很好地将松香、活性剂及其它添加剂溶入其中，使其形成一种均匀的溶胶体系，在焊接过程中，它载着各组分起到助焊作用。
流变剂为氢化蓖麻油、改性氢化蓖麻油、聚酰胺、硬脂酸酰胺、乙撑双硬脂酸酰胺，优选其中的二种或二种以上复配使用。
流变剂的重量百分比优选范围1-10％。其可予焊膏良好的触变性，改善焊膏的印刷性能，使焊膏易于脱模。
稳定剂为氢醌、苯并三氮唑、苯并咪唑、三乙胺、十二胺、高温抗氧剂A，优选其中的二种或二种以上复配使用。
稳定剂的重量百分比优选范围为0.1-3％，其可提高焊膏的储存稳定性，印刷稳定性.高于3％，则会降低焊膏的润湿性；但低于0.1％，则会降低焊膏的储存时间及有效印刷时间。
高温抗氧剂A为一种含氮的有机化合物。其重量百分比优选范围为0.1-0.5％，其在焊接预热温度下分解出氮气，能保护焊点表面不被空气二次氧化，从而形成牢固焊点。
由上述组份制备的助焊膏与锡银铋合金焊粉混合均匀即可制成低温无铅焊锡膏，此焊锡膏尤适用于通孔插装回流焊接，也可适用于表面贴装回流焊接。
本发明特点：
与现有技术相比，本发明具有如下有意效果：
1、本发明低温无铅焊锡膏具有优良的印刷性(连续印刷不变质时间8小时以上)、润湿性、高温抗氧化性和贮存稳定性(可达5-6个月)。
2、本发明添加了高温抗氧剂A，可使无铅合金在熔融态和大气环境中获得高的抗氧化能力。
3、本发明可以采用现有技术制备成无铅焊锡膏产品，本发明特别适用于微电子工业中的通孔插装回流焊接技术，具有高的成品率，如在高频制程中焊点不良率可控制在1500PPm以内。
4、本发明易于加工，制作成本低。
具体实施方式
以下通过实施例对本发明作进一步说明，但保护范围不受这些实施例的限制。
实施例1：
分别称取：250g改性松香，110g酯化松香，20g丙烯酸树脂；276g 2-乙基-1，3-己二醇，80g二乙二醇单丁醚；30g氢化蓖麻油，40g乙撑双硬酯酸酰胺；4g氢醌，30g苯并三氮唑，80g高温抗氧剂A；25g丁二酸，20g己二酸，10g癸二酸，15g二苯胍盐酸盐。在90℃混合制备成助焊膏，然后取上述助焊膏111g与890g SnAgBi锡粉(25-45um)放在行星混合器中混合均匀，分装后存放于5-10℃冰箱内。
实施例2：
分别称取：350g改性松香，60g丙烯酸树脂；276g 2-乙基-1，3-己二醇，70g二乙二醇单丁醚；25g氢化蓖麻油，40g乙撑双硬酯酸酰胺；4g氢醌，30g苯并三氮唑，70g高温抗氧剂A；20g丁二酸，20g己二酸，10g癸二酸，15g二苯胍盐酸盐。在90℃混合制备成助焊膏，然后取上述助焊膏111g与890g SnAgBi锡粉(25-45um)放在行星混合器中混合均匀，分装后存放于5-10℃冰箱内。
实施例3：
分别称取：250g改性松香，110g酯化松香，20g丙烯酸树脂；276g 2-乙基-1，3-己二醇，80g二乙二醇单丁醚；30g氢化蓖麻油，40g乙撑双硬酯酸酰胺；4g氢醌，30g苯并三氮唑，80g高温抗氧剂A；25g丁二酸，20g己二酸，10g癸二酸，15g二苯胍盐酸盐。在90℃混合制备成助焊膏，然后取上述助焊膏115g与855g SnAgBi锡粉(25-45um)放在行星混合器中混合均匀，分装后存放于5-10℃冰箱内。
实施例4：
分别称取：120g水白松香，245g 685酯化松香，20g丙烯酸树脂；176g 2-乙基-1，3-己二醇，180g二乙二醇单己醚；40g改性氢化蓖麻油，30g硬酯酸酰胺；4g氢醌，10g苯并咪唑，100g高温抗氧剂A；22g丁二酸，20g己二酸，10g硬脂酸酸，18g环己胺盐酸盐。在90℃混合制备成助焊膏，然后取上述助焊膏115g与855g SnAgBi锡粉(25-45um)放在行星混合器中混合均匀，分装后存放于5-10℃冰箱内。
实施例5：
分别称取：110g水白松香，250g 685酯化松香，20g丙烯酸树脂；176g 2-乙基-1，3-己二醇，180g二乙二醇单己醚；40g改性氢化蓖麻油，30g硬酯酸酰胺；4g氢醌，10g苯并咪唑，100g高温抗氧剂A；22g丁二酸，20g己二酸，10g硬脂酸酸，18g环己胺盐酸盐。在90℃混合制备成助焊膏，然后取上述助焊膏106g与894g SnAgBi锡粉(25-45um)放在行星混合器中混合均匀，分装后存放于5-10℃冰箱内。
实施例6：
分别称取：250g水白松香，110g 685酯化松香，18g丙烯酸树脂；172g 2-乙基-1，3-己二醇，174g二乙二醇单己醚；40g改性氢化蓖麻油，30g硬酯酸酰胺；4g氢醌，10g苯并咪唑，95g高温抗氧剂A；22g丁二酸，20g己二酸，10g硬脂酸酸，18g环己胺盐酸盐。在90℃混合制备成助焊膏，然后取上述助焊膏110g与890g SnAgBi锡粉(25-45um)放在行星混合器中混合均匀，分装后存放于5-10℃冰箱内。
Claims (2)
1、一种低温无铅焊锡膏用助焊剂，其特征在于它包含以下功能组元及重量组成百分比：树脂：30-50％；高沸点溶剂：30-40％；活化剂：3-10％；流变剂：0.5-3％；稳定剂：1-8％。
所述树脂为天然松香、聚合松香、岐化松香、水白松香、改性松香、酯化松香、氢化松香、聚酯、聚氨酯、丙烯酸树脂中的一种或它们中的多种树脂混合物。
所述溶剂为丁基卡必醇、二乙二醇单乙醚、二乙二醇单丁醚、二乙二醇单苯醚、2-乙基-1，3-己二醇、丙二醇单苯醚、烷基酚聚氧乙烯醚、邻苯二甲酸二辛酯中的一种或它们中的多种溶剂混合物。所述活化剂为丁二酸、己二酸、癸二酸、苹果酸、水杨酸、水杨酰胺、月桂酸、硬酯酸、二苯胍盐酸盐、二苯胍溴酸盐、环己胺盐酸盐、环己胺溴酸盐、二溴丁烯二醇、二溴苯乙烯中的一种或它们中的多种活化剂的混合物。
所述流变剂为氢化蓖麻油、改性氢化蓖麻油、聚酰胺、硬脂酸酰胺、乙撑双硬脂酸酰胺中的一种或它们中的多种流变剂的混合物；所述稳定剂为氢醌、苯并三氮唑、苯并咪唑、三乙胺、十二胺、高温抗氧剂A中的一种或它们中的多种稳定剂的混合物。
2、根据权利要求1所述的低温无铅焊锡膏用助焊剂，其特征在于所述高温抗氧剂A为一种含氮有机化合物。
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