CN101890595B - 一种用于无铅药芯焊丝的低松香免清洗助焊剂及其制备方法 - Google Patents

Abstract

一种用于无铅药芯焊丝的低松香免清洗助焊剂及其制备方法，涉及一种助焊剂。提供一种用于无铅药芯焊丝的低松香免清洗助焊剂及其制备方法，以解决无铅焊丝在焊接过程中烟雾大、气味浓、残留多等问题。助焊剂的组分及含量为松香1％～3％，活化剂5％～10％，成膜剂0.5％～1.5％，缓蚀剂0.1％～0.5％，表面活性剂0.1％～0.3％，余量为溶剂。将无水乙醇、丙三醇和乙二醇单丁醚混合，得混合溶液；在混合溶液中加入松香和活化剂，加热至完全溶解，得溶液A；在溶液A中加入成膜剂、缓蚀剂和表面活性剂，搅拌至完全溶解，得溶液B；将溶液B冷却、过滤，即得用于无铅药芯焊丝的低松香免清洗助焊剂。经检验，焊接过程烟雾少，残留少，润湿性好，焊点饱满有光泽，焊后无需清洗，满足焊接要求。

Description

一种用于无铅药芯焊丝的低松香免清洗助焊剂及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种助焊剂，尤其是涉及一种用于无铅药芯焊丝的低松香免清洗助焊剂及其制备方法。

背景技术

焊丝分为实心焊丝和药芯焊丝两种，是焊接时作为填充材料的金属丝，同时又作为导电体，可用于多种焊接方法中。锡铅焊丝基于其在铜基上润湿性能良好、熔点低、储量丰富、价格便宜等一系列优点，一直被广泛地运用于现代电子线路板的连接和组装中，但其中含有大量的铅，在焊接过程中对人体的健康和生存环境造成不良影响。近年来，随着健康意识和环保意识的不断加强，越来越多的组织、机构呼吁电子工业中的焊接过程必须实行无铅化。欧盟领导下的电子电气设备废弃组织(WEEE)要求在2006年前停止在电子装配工业中使用含铅材料，世界各国都在夜以继日地开发锡铅焊料的代替品——无铅焊料。中国作为一个快速发展的工业大国，其电子行业的发展十分迅速，人们对电子工业的依赖性也不断增加，要使中国的电子产品走在世界的前列，必须在焊接过程实行无铅化。

通过改进后的无铅药芯焊丝主要以Sn为基体，加入其它元素制成焊丝，但是这些焊丝的焊接性能与锡铅药芯焊丝相比还有一定差距，必须对其助焊剂部分进一步优化。传统的助焊剂为松香助焊剂，其活化剂主要由松香构成，这种助焊剂与Sn基合金制成药芯焊丝后虽然可以改善焊丝的润湿性能，但在焊接过程中会产生大量烟雾，且烟雾味道浓，不利于操作人员的身体健康，并且焊后残留较多，不易清洗，焊点也不甚美观。因此必须针对无铅药芯焊丝开发与其相匹配的助焊剂作为药芯成份，以解决在焊接过程中所遇到的一系列实际问题。

公开号为CN101543943A的发明专利申请公开一种无铅焊丝用的松香芯低卤素免清洗助焊剂。其配方为：有机溶剂4.0％～7.0％，活性剂中羟基有机酸1.0％～2.0％，活性剂中卤代有机酸0.5％～0.8％，表面活性剂2％～0.6％，余量为普通氢化松香。该芯用助焊剂成本低、焊接性好、腐蚀性低，不仅可以为焊料生产厂家节约戚本，而且更好的解决了目前存在的焊接不良和焊接性与腐蚀性矛盾。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于无铅药芯焊丝的低松香免清洗助焊剂及其制备方法，以解决无铅焊丝在焊接过程中烟雾大、气味浓、残留多等问题。

本发明所述用于无铅药芯焊丝的低松香免清洗助焊剂的组分及其按质量百分比的含量为：松香1％～3％，活化剂5％～10％，成膜剂0.5％～1.5％，缓蚀剂0.1％～0.5％，表面活性剂0.1％～0.3％，余量为溶剂。

所述松香可为普通松香、氢化松香、水白松香等中的至少一种。

所述活化剂可为丁二酸、己二酸、癸二酸、柠檬酸、酒石酸、草酸、L-苹果酸、三乙醇胺等中的至少两种，其中三乙醇胺为必选活化剂。

所述成膜剂可为水溶性丙烯酸树脂、聚氨酯改性环氧树脂等中的至少一种。

所述缓蚀剂可为苯并三氮唑、维生素C、三乙胺等中的至少一种。

所述表面活性剂可为OP-10、NP-10等中的至少一种。

所述溶剂可为无水乙醇、异丙醇、乙二醇、丙三醇、三甘醇、乙二醇单丁醚等中的至少三种物质的组合，其中乙二醇单丁醚为必选溶剂。

本发明所述用于无铅药芯焊丝的低松香免清洗助焊剂的制备方法包括以下步骤：

1)将无水乙醇、丙三醇和乙二醇单丁醚混合，得混合溶液；

2)在混合溶液中加入松香和活化剂，加热至完全溶解，得溶液A；

3)在溶液A中加入成膜剂、缓蚀剂和表面活性剂，搅拌至完全溶解，得溶液B；

4)将溶液B冷却、过滤，即得用于无铅药芯焊丝的低松香免清洗助焊剂。

在步骤2)中，所述加热的温度最好为40℃。

在步骤3)中，所述搅拌的温度最好为40℃。

本发明从助焊剂的配方出发，优选配方中的活化剂与其它成份的比例。首先选择适当的活化剂，确定助焊剂成份，然后通过正交试验设计对各成份间的比例进行优化选择，从而确定出最佳配方，既满足无铅药芯焊丝在焊接过程中烟雾少，微残留的要求，又体现出润湿性好，焊点饱满有光泽的特点。经检验，焊接过程烟雾少，残留少，润湿性好，焊点饱满有光泽，焊后无需清洗，满足焊接要求。

具体实施方式

实施例1

各原料组分及按其质量百分比的含量为：

松香    水白松香   2％

活化剂  丁二酸     6％

        己二酸     2％

            三乙醇胺             2％

成膜剂      水溶性丙烯酸树脂     0.7％

缓蚀剂      苯并三氮唑           0.2％

表面活性剂  NP-10                0.1％

溶剂        无水乙醇             50％

            丙三醇               35％

            乙二醇单丁醚         2％

配制方法

1)将无水乙醇、丙三醇和乙二醇单丁醚混合，得混合溶液；

2)在混合溶液中加入松香和活化剂，加热40℃至完全溶解，得溶液A；

3)在溶液A中加入成膜剂、缓蚀剂和表面活性剂，40℃下搅拌至完全溶解，得溶液B；

4)将溶液B冷却、过滤，即得用于无铅药芯焊丝的低松香免清洗助焊剂。

实施例2

各原料组分及按其质量百分比的含量为：

松香         水白松香            1％

             普通松香            1％

活化剂       丁二酸              4％

             柠檬酸              3％

             三乙醇胺            3％

成膜剂       聚氨酯改性环氧树脂  1.0％

缓蚀剂       三乙胺              0.3％

表面活性剂   OP-10               0.2％

溶剂         无水乙醇            55％

             乙二醇              30％

             乙二醇单丁醚        1.5％

配制方法同实施例1。

实施例3

各原料组分及按其质量百分比的含量为：

松香         氢化松香            1.5％

             普通松香            1％

活化剂       己二酸              3％

             癸二酸              3％

             三乙醇胺            2％

成膜剂       聚氨酯改性环氧树脂  0.8％

缓蚀剂       苯并三氮唑          0.3％

表面活性剂   OP-10               0.2％

溶剂         无水乙醇            50％

             乙二醇              15％

             丙三醇              20％

             乙二醇单丁醚        3.2％

配制方法同实施例1。

实施例4

各原料组分及按其质量百分比的含量为：

松香         氢化松香            2％

             水白松香            1％

活化剂       L-苹果酸            4％

             酒石酸              3％

             三乙醇胺            3％

成膜剂       水溶性丙烯酸树脂    1％

缓蚀剂       苯并三氮唑          0.5％

表面活性剂   OP-10               0.1％

             NP-10               0.1％

溶剂         异丙醇              40％

             丙三醇              40％

             乙二醇单丁醚        5.3％

配制方法同实施例1。

实施例5

各原料组分及按其质量百分比的含量为：

松香         氢化松香            1％

             水白松香            2％

活化剂       L-苹果酸            2％

             丁二酸              2％

             酒石酸              3％

             三乙醇胺            2％

成膜剂       水溶性丙烯酸树脂    0.5％

             聚氨酯改性环氧树脂  0.3％

缓蚀剂       苯并三氮唑          0.2％

表面活性剂   OP-10               0.3％

溶剂         无水乙醇            50％

             丙三醇              30％

             乙二醇单丁醚        6.7％

配制方法同实施例1。

实施例6

各原料组分及按其质量百分比的含量为：

松香        普通松香             1.5％

            水白松香             1.5％

活化剂      柠檬酸               3％

            丁二酸               3％

            草酸                 1％

            三乙醇胺             2％

成膜剂      水溶性丙烯酸树脂     1.2％

缓蚀剂      三乙胺               0.2％

表面活性剂  OP-10                0.1％

            NP-10                0.2％

溶剂        无水乙醇             50％

            异丙醇               20％

            丙三醇               10％

            乙二醇单丁醚         6.3％

配制方法同实施例1。

由上述配方和方法配制的助焊剂与无铅合金制成药芯焊丝后，经检验在焊接过程烟雾少，残留少，润湿性好，焊点饱满有光泽，焊后无需清洗，满足焊接要求。按照我国信息产业部《免清洗液态助焊剂标准SJ/T 11273-2002》进行检测，各项技术指标如表1所示。

                                    表1

实施例	外观和颜色	物理稳定性	卤化物含量(％)	铜镜腐蚀试验	不挥发物含量(％)	焊点表面	扩展率(％)Sn-0.7Cu
								1	无色透明	良好	0	无穿透性腐蚀	3.26	光亮饱满	77.8
2	无色透明	良好	0	无穿透性腐蚀	4.65	光亮饱满	79.3
								3	无色透明	良好	0	无穿透性腐蚀	5.10	光亮饱满	80.1
4	无色透明	良好	0	无穿透性腐蚀	4.52	光亮饱满	79.5
								5	无色透明	良好	0	无穿透性腐蚀	4.98	光亮饱满	78.6
6	无色透明	良好	0	无穿透性腐蚀	5.63	光亮饱满	80.3

Claims (2)

1.一种用于无铅药芯焊丝的低松香免清洗助焊剂，其特征在于其组分及其按质量百分比的含量为：松香1％～3％，活化剂5％～10％，成膜剂0.5％～1.5％，缓蚀剂0.1％～0.5％，表面活性剂0.1％～0.3％，余量为溶剂；

所述松香为普通松香、氢化松香、水白松香中的至少一种；

所述活化剂为丁二酸、己二酸、癸二酸、柠檬酸、酒石酸、草酸、L-苹果酸、三乙醇胺中的至少两种，其中三乙醇胺为必选活化剂；

所述成膜剂为水溶性丙烯酸树脂、聚氨酯改性环氧树脂中的至少一种；

所述缓蚀剂为苯并三氮唑、维生素C、三乙胺中的至少一种；

所述表面活性剂为OP-10、NP-10中的至少一种；

所述溶剂为无水乙醇、异丙醇、乙二醇、丙三醇、三甘醇、乙二醇单丁醚中的至少三种物质的组合，其中乙二醇单丁醚为必选溶剂。

2.如权利要求1所述的用于无铅药芯焊丝的低松香免清洗助焊剂的制备方法，其特征在于包括以下步骤：

1)将无水乙醇、丙三醇和乙二醇单丁醚混合，得混合溶液；

2)在混合溶液中加入松香和活化剂，加热至完全溶解，得溶液A；所述加热的温度为40℃；

3)在溶液A中加入成膜剂、缓蚀剂和表面活性剂，搅拌至完全溶解，得溶液B；所述搅拌的温度为40℃；

4)将溶液B冷却、过滤，即得用于无铅药芯焊丝的低松香免清洗助焊剂。