CN102166689B - 一种无卤素无铅焊锡膏及其所用助焊剂 - Google Patents

一种无卤素无铅焊锡膏及其所用助焊剂 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种无卤素无铅焊锡膏及其所用助焊剂，该焊锡膏包括以下组分：Ag：2.8％～3.2％；Cu：0.48％～0.52％；助焊剂：11％～12％；Sn：余量；所述助焊剂包括以下组分：有机酸活化剂：1％～2％；联氨类羟基羧酸化合物：10％～15％；有机溶剂：23％～42％；触变剂：3％～8％；表面活性剂0.5％～2％；水溶性高分子聚合物：余量；上述百分数为质量百分数；所述有机酸为苹果酸、癸二酸、己二酸、戊二酸、或辛二酸；联氨类羟基羧酸化合物为2，2′-联氨-双(3-乙基苯并噻唑啉-6-磺酸)二胺盐、或3-羟基-2-萘酸肼、或硫酸肼；有机溶剂是丙三醇、乙二醇；触变剂是氢化蓖麻油或乙撑双硬脂酸酰胺；表面活性剂为烷基酚聚氧乙烯醚或辛基酚聚氧乙醚；水溶性高分子聚合物为分子量为200至2000的聚乙二醇。该焊锡膏和所用助焊剂具有较好的焊接性能。

Description

一种无卤素无铅焊锡膏及其所用助焊剂
技术领域
本发明属于助焊剂技术领域，具体涉及一种无卤素无铅焊锡膏及其所用助焊剂。
背景技术
焊膏是由焊料合金粉、糊状助焊剂均匀混合而成的浆料或膏状体，它是电子产品表面组装技术(SMT)过程中不可缺少的原材料，广泛用于回流焊，用于实现电子元器件与基板间的机械和电气互联。随着SMT无铅化时代的到来，在焊料方面，目前已成功开发出了Sn-Ag系、Sn-Cu系、Sn-Ag-Cu系等多种配方的无铅焊锡材料，由于无铅焊料无力化学性能(如熔点、表面张力和抗氧化能力等)的改变导致原有的焊接工艺发生变化，预热升温速率明显降低，活性区平均温度提高约10摄氏度，回流峰值温度由201～225提高到235～240，因而对SMT用焊锡膏的活化特性、热稳定性、耐热性和挥发性等提出了新的要求，已不能运用于现有电子产品的哦焊接工艺中，并且由于其含有铅、卤素灯有毒物质，不符合世界环保趋势的要求。
发明内容
本发明的目的是提供一种具有较好焊接性能的无卤素无铅焊锡膏。
本发明的另一个目的是提供一种具有较好润湿性能的用于无卤素无铅焊锡膏的助焊剂。
实现本发明第一个目的的技术方案是：一种无卤素无铅焊锡膏，包括以下组分：
Ag    2.8％～3.2％；
Cu    0.48％～0.52％；
助焊剂11％～12％；
Sn    余量；
所述助焊剂包括以下组分：
有机酸活化剂            1％～2％；
联氨类羟基羧酸化合物    10％～15％；
有机溶剂               23％～42％；
触变剂                3％～8％；
表面活性剂            0.5％～2％；
水溶性高分子聚合物    余量；
上述百分数为质量百分数；
所述有机酸为苹果酸、癸二酸、己二酸、戊二酸、辛二酸；
联氨类羟基羧酸化合物为2，2′-联氨-双(3-乙基苯并噻唑啉-6-磺酸)二胺盐、3-羟基-2-萘酸肼、硫酸肼；
有机溶剂是丙三醇、乙二醇；
触变剂是氢化蓖麻油或乙撑双硬脂酸酰胺；
表面活性剂为烷基酚聚氧乙烯醚或辛基酚聚氧乙醚；
水溶性高分子聚合物为分子量为200至2000的聚乙二醇。
上述方案中，所述聚乙二醇的分子量优选为1500至2000，羟值优选为51～79。
上述方案进一步的优选是：所述助焊剂包括以下组分：
有机酸活化剂                1.5％；
联氨类羟基羧酸化合物        12.5％；
有机溶剂                    32％；
触变剂                      5.5％；
表面活性剂                  1％；
水溶性高分子聚合物          余量；
上述百分数为质量百分数。
实现本发明第二个目的的技术方案是：一种用于无卤素无铅焊锡膏的助焊剂，包括以下组分：
有机酸活化剂                1％～2％；
联氨类羟基羧酸化合物        10％～15％；
有机溶剂                    23％～42％；
触变剂                      3％～8％；
表面活性剂                  0.5％～2％；
水溶性高分子聚合物          余量；
上述百分数为质量百分数；
所述有机酸为苹果酸、癸二酸、己二酸、戊二酸、辛二酸；
联氨类羟基羧酸化合物为2，2′-联氨-双(3-乙基苯并噻唑啉-6-磺酸)二胺盐；
有机溶剂是丙三醇、乙二醇；
触变剂是氢化蓖麻油或乙撑双硬脂酸酰胺；
表面活性剂为烷基酚聚氧乙烯醚或辛基酚聚氧乙醚；
水溶性高分子聚合物为分子量为200至2000的聚乙二醇。
上述方案中，所述聚乙二醇的分子量优选为1500至2000，羟值优选为51～79。
上述方案进一步的优选是：所述助焊剂包括以下组分：
有机酸活化剂            1.5％；
联氨类羟基羧酸化合物    12.5％；
有机溶剂                32％；
触变剂                  5.5％；
表面活性剂              1％；
水溶性高分子聚合物      余量；
上述百分数为质量百分数。
本发明具有积极的效果：(1)本发明通过采用联氨类羟基羧酸化合物代替传统的卤化物，符合欧盟环保要求。通过调整联氨类羟基羧酸化合物和添加物的比例，可促进焊膏中各种组分的溶解，提高印刷触变性，降低焊料与PCB板表面的界面张力，增加润湿力，极大改善产品的润湿性能。同时，联氨类羟基羧酸化合物在焊接温度下几乎完全分解，使焊后残留表面绝缘电阻更高，免于清洗，使用更加安全可靠。有效解决了现有含铅焊锡膏不环保，无铅焊锡膏焊接性能差的问题。
具体实施方式
(实施例1、无卤素无铅焊锡膏)
本实施例是一种无卤素无铅焊锡膏，包括以下组分：
Ag    2.8％；
Cu    0.48％；
助焊剂11％；
Sn    85.72％；
所述助焊剂包括以下组分：
有机酸活化剂                1％；
联氨类羟基羧酸化合物        10％；
有机溶剂                    23％；
氢化蓖麻油或乙撑双硬脂酸酰胺3％；
表面活性剂                  0.5％；
水溶性高分子聚合物          62.5％；
上述百分数为质量百分数；
所述有机酸为苹果酸；联氨类羟基羧酸化合物为2，2′-联氨-双(3-乙基苯并噻唑啉-6-磺酸)二胺盐；表面活性剂为烷基酚聚氧乙烯醚；水溶性高分子聚合物为分子量为200至600的聚乙二醇，羟值是51～64。
本实施例中相关物料及其配比参数见表1。
(实施例2至实施例3、无卤素无铅焊锡膏)
实施例2至实施例3与实施例1基本相同，不同之处在于：本实施例中焊膏的组分配比与实施例1有所不同；另外，实施例2至实施例3所用助焊剂的配比与实施例1有所不同；实施例2至实施例3中相关参数见表1。
表1
Figure GSB00000970542400041
Figure GSB00000970542400051
(实施例4至实施例6、无卤素无铅焊锡膏)
实施例4至实施例6与实施例1基本相同，不同之处在于：本实施例中焊膏的组分配比与实施例1有所不同；另外，实施例4至实施例6所用助焊剂的配比与实施例1有所不同；实施例4至实施例6中相关参数见表2。
表2
Figure GSB00000970542400052
(实施例7至实施例9、无卤素无铅焊锡膏)
实施例7至实施例9与实施例1基本相同，不同之处在于：本实施例中焊膏的组分配比与实施例1有所不同；另外，实施例7至实施例9所用助焊剂的配比与实施例1有所不同；实施例7至实施例9中相关参数见表3。
表2
Figure GSB00000970542400061
(实施例10、助焊剂)
本实施例是一种用于无卤素无铅焊锡膏的助焊剂，包括以下组分：
有机酸活化剂                1％；
联氨类羟基羧酸化合物        10％；
有机溶剂                    23％；
氢化蓖麻油或乙撑双硬脂酸酰胺3％；
表面活性剂                  0.5％；
水溶性高分子聚合物          62.5％；
上述百分数为质量百分数；
所述有机酸为苹果酸；联氨类羟基羧酸化合物为2，2′-联氨-双(3-乙基苯并噻唑啉-6-磺酸)二胺盐；表面活性剂为烷基酚聚氧乙烯醚；水溶性高分子聚合物为分子量为200至600的聚乙二醇，羟值是51～64。
本实施例中相关物料及其配比参数见表4。
(实施例11至实施例12、助焊剂)
实施例11至实施例12与实施例10基本相同，不同之处在于：本实施例中焊膏的组分配比与实施例10有所不同；另外，实施例11至实施例12所用助焊剂的配比与实施例10有所不同；实施例11至实施例12中相关参数见表4。
表4
Figure GSB00000970542400071
(实施例13至实施例15、助焊剂)
实施例13至实施例15与实施例10基本相同，不同之处在于：本实施例中焊膏的组分配比与实施例10有所不同；另外，实施例13至实施例15所用助焊剂的配比与实施例10有所不同；实施例13至实施例15中相关参数见表5。
(实施例16至实施例18、助焊剂)
实施例16至实施例18与实施例10基本相同，不同之处在于：本实施例中焊膏的组分配比与实施例10有所不同；另外，实施例16至实施例18所用助焊剂的配比与实施例10有所不同；实施例16至实施例18中相关参数见表6。
表6
Figure GSB00000970542400082
对上述实施例1至实施例9各取三份物料，进行实际操作测试。实际使用效果表明：具有较好的流变性能，焊接时能更快的润湿，更好的去除了焊接部位的氧化物，使得焊锡能较好地润湿焊接部位，活化体系在焊接温度下几乎完全分解，使焊后残留表面绝缘电阻更高，免于清洗，使用更加安全可靠。
另外，根据GB/T9491-2002、IEC62321：2008、IPC-TM-650标准对其进行测试，测试项目及其参数见表7。
表7
Figure GSB00000970542400091
显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而这些属于本发明的实质精神所引伸出的显而易见的变化或变动仍属于本发明的保护范围。

Claims (3)

1.一种无卤素无铅焊锡膏，包括以下组分：
Ag        2.8％～3.2％；
Cu        0.48％～0.52％；
助焊剂    11％～12％；
Sn        余量；
所述助焊剂包括以下组分：
有机酸活化剂            1％～2％；
联氨类羟基羧酸化合物    10％～15％；
有机溶剂                23％～42％；
触变剂                  3％～8％；
表面活性剂              0.5％～2％；
水溶性高分子聚合物      余量；
上述百分数为质量百分数；
所述有机酸为苹果酸、癸二酸、己二酸、戊二酸或辛二酸；
联氨类羟基羧酸化合物为2，2′-联氨-双(3-乙基苯并噻唑啉-6-磺酸)二胺盐、3-羟基-2-萘酸肼或硫酸肼；
有机溶剂是丙三醇或乙二醇；
触变剂是氢化蓖麻油或乙撑双硬脂酸酰胺；
表面活性剂为烷基酚聚氧乙烯醚或辛基酚聚氧乙醚；
水溶性高分子聚合物为分子量为200至2000的聚乙二醇。
2.根据权利要求1所述的无卤素无铅焊锡膏，其特征在于：所述聚乙二醇的分子量是1500至2000，羟值是51～79。
3.根据权利要求1所述的无卤素无铅焊锡膏，其特征在于：所述助焊剂包括以下组分：
有机酸活化剂            1.5％；
联氨类羟基羧酸化合物    12.5％；
有机溶剂                32％；
触变剂                  5.5％；
表面活性剂              1％；
水溶性高分子聚合物        余量；
上述百分数为质量百分数。
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