CN102284809B - 锡丝芯用无卤免清洗助焊剂 - Google Patents

Abstract

锡丝芯用无卤免清洗助焊剂，其组分及其按质量百分比的含量为：草酸亚锡0.5～5％，有机酸类活化剂0.5～25％，助溶剂0～3％，余量为松香。由于免清洗助焊剂采用草酸亚锡作为活化剂，并与有机酸类活化剂协同作用，不含卤素，因此可焊性好，焊接时无飞溅，烟淡，异味少，焊后残留极少，对板面无腐蚀，焊点饱满光亮，绝缘电阻高。本发明的助焊剂可适合于可靠性要求高、可焊性好的电子精密焊接。

Description

锡丝芯用无卤免清洗助焊剂

技术领域

本发明涉及电子材料中的助焊剂。

背景技术

由于有些含卤的化学物质具有很优秀的助焊活性和低成本优势，在当前电子工业中用于手工或自动焊接的焊锡丝的助焊剂大都使用了含有卤化物的活性剂，但其不足之处是：当其焊后的电子产品若继续保留了以上含卤化学物的活性，其离子污染度就会超标，继而产生慢性电泄露与腐蚀等现象，缩短电子产品的寿命，甚至会严重影响电子产品的可靠性，所以很多电子厂商为了确保产品质量，都对焊接后的电子产品用化学清洗剂进行清洗。虽然目前已鲜闻用氟利昂(CFCs)类物质作用清洗用溶剂(已被联合国禁止使用)，但以三氯乙烯、三氯乙烷为代表的含氟、含氯取代基的烃类化合物依然是主流的清洗剂。这些物质对大气臭氧层仍然有相当的破坏作用，并直接危害人类的生存环境。因此，研制出无卤素免清洗的助焊剂自然是环境保护的需要和焊锡行业发展的趋势。

在前几年，无卤素免清洗概念更多只侧重于确保电子产品的可靠性方面，环保因素方面考虑的还是不够。但是随着人们环保意识的加强，近年来一些新的国际标准(IEC61249-2-21，JPCA-ES01，IPC4101B)开始推出，新标准对对电子工业组装提出了无卤化的要求。新标准一是扩大了卤素涵盖的化学结构范围，无卤化中的卤素不单单包括游离卤素，而且包括以往不曾规定的卤代物；二是明确规定了电子组装产品中氯元素和溴元素的含量和卤素总含量，既溴≤900PPM；氯≤900PPM；溴+氯≤1500PPM。

传统的焊锡丝用助焊剂一般含有卤素化合物配方来提高焊接过程中的可焊性，如中国专利文献CN1110204A公开的一种焊锡丝用的中性助焊剂，该助焊剂采用有机羧酸、烷基醇胺和胺的盐酸盐或氢溴酸盐作为活化剂，盐酸盐和氢溴酸盐属于含卤素的化合物，明显不符合新环保标准的要求。

又如中国发明专利文献CN 101049662A公开的无铅软钎料焊料丝用无卤素助焊剂及制备方法中采用二溴丁烯二醇等化合物，这类化合物也属于卤素卤代化合物，对自然环境、生产环境与职业卫生产生不良影响，也不符合无卤化的标准。

为此，电子焊接厂商需要开发新的锡线芯用无卤素免清洗助焊剂以满足电子工业无卤化进程的需要。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供锡丝芯用无卤免清洗助焊剂而解决现有助焊剂存在的焊后残留物过多和因卤素的存在带来的电学性能可靠性不足及焊点腐蚀等难题，同时顾及到新的助焊剂产品能更多的减少对自然环境、生产环境与职业卫生的负面影响。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：

锡丝芯用无卤免清洗助焊剂，各组分的重量百分比为：草酸亚锡0.5％～5％，有机酸类活化剂0.5～25％，助溶剂0～3％，天然松香或改性松香为余量。

其中上述草酸亚锡作为活化剂，有较强的还原作用，可与母材和焊料表面的氧化物反应，除去母材和焊料表面的氧化膜，起到代替卤化物活性剂的作用。

上述有机酸类活化剂选择丁二酸、甲基丁二酸、丁二酸酐、衣康酸、富马酸、己二酸、戊二酸、壬二酸、癸二酸、苯甲酸、邻苯二甲酸、苹果酸、硬脂酸的二种或多种混合物。

上述助溶剂为醚类或酯类溶剂，可选择乙二醇单丁醚，丙二醇单甲醚、二甘醇单乙醚、二乙二醇二甲醚、二乙二醇单丁醚、二甘醇单丁醚、乙酸乙酯、乙酸丁酯、丁二酸二甲酯、丁二酸二乙酯的一种或组合。助溶剂可起表面活性剂和润湿剂的作用，并可增加表面绝缘电阻。

上述松香为天然松香、聚合松香、氢化松香、水白松香、歧化松香的一种或多种混合。化学结构稳定的松香即可作为活性剂参与助焊反应，又可在焊后形成气密性好、透明的有机薄膜，将焊点包裹防止其再氧化且不吸水，绝缘电阻高。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

由于采用草酸亚锡作为活化剂，并与有机酸类活化剂协同作用，不含卤素，因此可焊性好，焊接时无飞溅，烟淡，异味少，焊后残留极少，对板面无腐蚀，焊点饱满光亮，绝缘电阻高。

本发明的助焊剂可适合于可靠性要求高、可焊性好的电子精密焊接。

具体实施方式

以下结合实施例对本发明作进一步描述。

实施例1：

锡丝芯用无卤免清洗助焊剂，各组分的重量百分比为：

草酸亚锡              3

丁二酸                10

衣康酸                2

富马酸            2

丁二酸酐          4

二乙二醇二甲醚    3

氢化松香          余量

具体制备方法：取上述各成分，在带有搅拌器的反应釜中先加入松香，加热控制温度在160℃，搅拌使其完全溶解后加入草酸亚锡、有机酸活性剂、助溶剂，搅拌至溶液透明并保温，用挤压机压进锡线中，最后通过拉丝机拉成各种规格线径的焊锡丝即可。

用日本工业标准JISZ 3197-1999对本助焊剂进行检测，其扩展率≥85％，表面绝缘电阻值S.I.R≥1×10¹³Ω，铜镜无腐蚀。

实施例2：

锡丝芯用无卤免清洗助焊剂，各组分的重量百分比为：

草酸亚锡            2

甲基丁二酸          5

己二酸              3

苹果酸              4

氢化松香            20

水白松香            余量

制备方法与实施例1相同。

用日本工业标准JISZ 3197-1999对本助焊剂进行检测，其扩展率≥85％，表面绝缘电阻值S.I.R≥1×10¹³Ω，铜镜无腐蚀。

实施例3：

锡丝芯用无卤免清洗助焊剂，各组分的重量百分比为：

草酸亚锡            1.5

邻苯二甲酸          5

丁二酸酐            3

壬二酸              4

二甘醇单甲醚        2

乙二醇单丁醚        1

聚合松香            余量

制备方法与实施例1相同。

用日本工业标准JISZ 3197-1999对本助焊剂进行检测，其扩展率≥85％，表面绝缘电阻值S.I.R≥1×10¹³Ω，铜镜无腐蚀。

实施例4：

锡丝芯用无卤免清洗助焊剂，各组分的重量百分比为：

草酸亚锡          0.5

甲基丁二酸        5

苯甲酸            7

二甘醇单丁醚      1

歧化松香          30

水白松香          余量

制备方法与实施例1相同。

用日本工业标准JISZ 3197-1999对本助焊剂进行检测，其扩展率≥85％，表面绝缘电阻值S.I.R≥1×10¹³Ω，铜镜无腐蚀。

实施例5：

锡丝芯用无卤免清洗助焊剂，各组分的重量百分比为：

草酸亚锡          4

戊二酸            0.5

二乙二醇单丁醚    1.5

乙酸乙酯          1.5

歧化松香          15

天然松香          余量

制备方法与实施例1相同。

用日本工业标准JISZ 3197-1999对本助焊剂进行检测，其扩展率≥85％，表面绝缘电阻值S.I.R≥1×10¹³Ω，铜镜无腐蚀。

实施例6：

锡丝芯用无卤免清洗助焊剂，各组分的重量百分比为：

草酸亚锡          1

壬二酸            15

苯甲酸            5

硬脂酸            5

丙二醇单甲醚        1

二乙二醇单丁醚      0.5

天然松香            10

氢化松香            余量

制备方法与实施例1相同。

用日本工业标准JISZ 3197-1999对本助焊剂进行检测，其扩展率≥85％，表面绝缘电阻值S.I.R≥1×10¹³Ω，铜镜无腐蚀。

实施例7

锡丝芯用无卤免清洗助焊剂，各组分的重量百分比为：

草酸亚锡            5

丁二酸酐            1.5

富马酸              0.5

苹果酸              0.5

丁二酸二甲酯        1.5

聚合松香            20

氢化松香            余量

制备方法与实施例1相同。

用日本工业标准JISZ 3197-1999对本助焊剂进行检测，其扩展率≥85％，表面绝缘电阻值S.I.R≥1×10¹³Ω，铜镜无腐蚀。

实施例8

锡丝芯用无卤免清洗助焊剂，各组分的重量百分比为：

草酸亚锡            4.5

衣康酸              0.25

邻苯二甲酸          0.25

苹果酸              0.5

二甘醇单丁醚        1.2

乙酸丁酯            1.8

氢化松香            余量

制备方法与实施例1相同。

用日本工业标准JISZ 3197-1999对本助焊剂进行检测，其扩展率≥85％，表面绝缘电阻值S.I.R≥1×10¹³Ω，铜镜无腐蚀。

实施例9

锡丝芯用无卤免清洗助焊剂，各组分的重量百分比为：

草酸亚锡            2.5

丁二酸              5

己二酸              10

丁二酸二乙酯        1.2

乙酸丁酯            1.8

聚合松香            12

水白松香            余量

制备方法与实施例1相同。

用日本工业标准JISZ 3197-1999对本助焊剂进行检测，其扩展率≥85％，表面绝缘电阻值S.I.R≥1×10¹³Ω，铜镜无腐蚀。

实施例10

锡丝芯用无卤免清洗助焊剂，各组分的重量百分比为：

草酸亚锡            3.5

壬二酸              3.5

丁二酸酐            0.5

苹果酸              5

二甘醇单乙醚        1.0

二乙二醇二甲醚      1.5

氢化松香            20

水白松香            20

天然松香            余量

制备方法与实施例1相同。

用日本工业标准JISZ 3197-1999对本助焊剂进行检测，其扩展率≥85％，表面绝缘电阻值S.I.R≥1×10¹³Ω，铜镜无腐蚀。

Claims (7)

1.锡丝芯用无卤免清洗助焊剂，其特性在于：各组分的重量百分比 为：草酸亚锡0.5～5％，有机酸类活化剂0.5～25％，助溶剂1～3％，余量为松香。

2.如权利要求1所述的锡丝芯用无卤免清洗助焊剂，其特征在于：所述的有机酸类活化剂为丁二酸、甲基丁二酸、丁二酸酐、衣康酸、富马酸、己二酸、戊二酸、壬二酸、癸二酸、苯甲酸、邻苯二甲酸、苹果酸、硬脂酸的二种或多种混合物。

3.如权利要求1或2所述的锡丝芯用无卤免清洗助焊剂，其特征在于 ：所述的助溶剂为醚类或酯类溶剂。

4.如权利要求3所述的锡丝芯用无卤免清洗助焊剂，其特征在于：所述的助溶剂为乙二醇单丁醚、丙二醇单甲醚、二甘醇单乙醚、二乙二醇二甲醚、二乙二醇单丁醚、乙酸乙酯、乙酸丁酯、丁二酸二甲酯、丁二酸二乙酯的一种或两种混合物。

5.如权利要求1或2所述的锡丝芯用无卤免清洗助焊剂，其特征在于 ：所述的松香为天然松香、聚合松香、氢化松香、水白松香、歧化松香的一种或多种混合物 。

6.如权利要求3所述的锡丝芯用无卤免清洗助焊剂，其特征在于：所述的松香为天然松香、聚合松香、氢化松香、水白松香、歧化松香的一种或多种混合物。

7.如权利要求4所述的锡丝芯用无卤免清洗助焊剂，其特征在于：所述的松香为天然松香、聚合松香、氢化松香、水白松香、歧化松香的一种或多种混合物。