CN102371443B

CN102371443B - 适用于多种锡基焊锡膏的助焊剂及其制备方法

Info

Publication number: CN102371443B
Application number: CN201110262059.4A
Authority: CN
Inventors: 秦俊虎; 刘宝权; 白海龙; 古列东; 吕金梅; 沙文吉; 汤凤甦; 赵玲彦; 朵云琨
Original assignee: YUNNAN TIN MATERIAL CO Ltd
Current assignee: Yunnan Tin New Material Co ltd
Priority date: 2011-09-06
Filing date: 2011-09-06
Publication date: 2017-03-15
Anticipated expiration: 2031-09-06
Also published as: CN102371443A

Abstract

适用于多种锡基焊锡膏的助焊剂及其制备方法。本发明涉及一种焊锡膏用助焊剂的配方及制备工艺，作为SMT的助焊材料，属焊接材料技术领域。本助焊剂各组份的重量比为，溶剂30.0～40.0%、活性剂1.5～4.5%、润湿剂1.0～3.0%、乳化剂2.0～5.0%、触变剂3.0～10.0%，余量为成膜剂，其中成膜剂为软化点温度分别处于上、下限范围的两种成膜剂混合物，溶剂为沸点温度分别在150～215℃和220～280℃的两种溶剂混合物。本发明制备的助焊剂在不同的焊接温度下活性强、焊接性及储存稳定性好，可制备Sn63Pb37、SnAg3.0Cu.5、SnAg0.3Cu0.7等常规有铅、无铅焊锡膏产品。

Description

适用于多种锡基焊锡膏的助焊剂及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种焊锡膏用助焊剂的配方及制备工艺，作为SMT的助焊材料，属焊接材料技术领域。

背景技术

焊锡膏主要应用于表面安装技术（SMT）焊接，随着信息设备日趋微型化和高性能化的需求，促使SMT成为电子组装的主流技术，其中，使用焊锡膏焊接是SMT工艺中关键的工序，直接决定着电子产品的性能和质量。另一方面，焊接质量的好坏不仅取决于焊锡粉的质量，包括焊锡粉的球型度、氧含量、粒度分布等，更取决于焊锡膏中助焊剂的性能，而助焊剂的稳定性是决定焊锡膏稳定的前提条件，因而研究影响锡基焊锡膏中助焊剂的稳定性及制备显得尤为重要。

焊锡膏用助焊剂种类繁多，其组分配比及适用性各不相同。在制备中不注意其组分配比及适用性，所制备的助焊剂在使用时会出现一定问题。首先，如果助焊剂中各组分匹配、溶解不好，容易发生分层，有时助焊剂也会出现少量结晶颗粒，发生砂化，进而影响焊锡膏的稳定性。其次，助焊剂的适用性较差，一般有铅和无铅焊锡膏使用的助焊剂不同，主要原因是这两种焊锡膏用合金粉末的熔点不同，所需要的助焊剂的活化温度也就有所不同，所以需要制备的助焊剂在不同焊接温度下都能表现出较好活性。

发明内容

本发明的目的在于提供一种适用于多种锡基焊锡膏的助焊剂及其制备方法，可克服以上现有技术提出的助焊剂缺陷，提供一种高稳定、适用性强的锡基焊锡膏用助焊剂；本发明的另一目的是提供该助焊剂在焊锡膏产品中的应用。

为了达到以上目的，本发明采取以下技术方案：各组份的重量比为，溶剂30.0%～40.0%、活性剂1.5%～4.5%、润湿剂1.0%～3.0%、乳化剂2.0%～5.0%、触变剂3.0%～10.0%，余量为成膜剂，其中成膜剂为软化点温度分别处于上、下限范围的两种成膜剂混合物，溶剂为沸点温度分别在150～215℃和220～280℃的两种溶剂混合物。

所述的成膜剂为两种不同软化点温度的改性松香混合成，低软化点的松香为氢化松香、水白松香、KR-610，软化点温度为70℃～85℃；高软化点的松香为KE-604、聚合松香，软化点温度为120℃～140℃，二种软化点的松香重量比为2～5：12～4。

所述的溶剂为不同沸点的两种醚混合成，沸点温度在150～215℃的醚与沸点温度在220～280℃的醚重量比为，1～2:2～3。

所述的活性剂为多元有机酸与有机磷酸盐混合物，其中有机酸为丁二酸、癸二酸、己二酸、酒石酸、衣康酸、苹果酸，有机磷酸盐为植酸盐，活性剂为多元有机酸与有机磷酸盐的重量比为1.4～4.5：0.001～0.5。

所述的润湿剂为松香基季铵盐与松香醇醚混合物，二者重量比为1.0：1.0～2.5。

所述的乳化剂为蓖麻油酰二乙醇胺。

所述的触变剂为氢化蓖麻油类触变剂（ST）与酰胺类触变剂混合物，二者重量比为10.0：2.0～5.0。

上述锡基焊锡膏用助焊剂的制备方案包括以下几个步骤：

1）在一个反应釜中熔融混合的成膜剂改性松香，温度为140℃～150℃。

2）将混合的溶剂和乳化剂缓慢加入熔融松香中，温度保持在130℃～140℃，搅拌8～12分钟，混合的活性剂和混合的润湿剂，搅拌8～12分钟。

3）冷却物料到70℃～80℃，最后加入混合的触变剂，搅拌27～33分钟。

4）冷却到室温即得本发明的助焊剂。

本发明的上述助焊剂可进一步与Sn63Pb37、Sn96.5Ag3.0Cu0.5或Sn99.0Ag0.3Cu0.7焊锡粉混合，制备出性能优良的焊锡膏产品。

本发明的创新点在于：

（1）本发明采用了不同软化点的改性松香复配，其中低软化点改性松香含量为10.0%～25.0%，软化点温度为：70℃～80℃，高软化点改性松香为：20.0%～35.0%，软化点温度为：120℃～130℃。由于助焊剂中40%～50%的成分为改性松香，固使用不同软化温度的改性松香可以提高助焊剂的活性范围，再加之使用了一定沸点梯度的溶剂，使其在高低焊接温度内都有活性，从而适合有铅、无铅锡基焊锡膏用助焊剂产品。

（2）本发明采用松香基-三甲基氯化铵、松香基双-三甲基氯化铵、松香基三-三甲基氯化铵中的一种与松香醇醚混合物作为润湿剂，由于这类润湿剂均为松香基化合物，所以不仅可以改善助焊剂的润湿性能，也有助于润湿剂与松香的相互匹配、兼容、溶解。

（3）本发明也采用蓖麻油酰二乙醇胺为乳化剂，有效的促进改性松香、蓖麻油类ST以及十二羟基硬脂酸酰胺触变剂的分散，提高了助焊剂的稳定性，另一方面，蓖麻油酰二乙醇胺为弱碱性物质，可以适当提高助焊剂体系的酸度，减少助焊剂与焊锡粉表面的反应速度，从而提高焊锡膏的稳定性。

（4）本发明也采用多元有机酸与植酸盐复配，而使用植酸盐较植酸的优点主要是其热稳定性好，在制备过程中不容易分解。另外，植酸的酸值较大，制备的助焊剂与焊锡粉反应较强，而植酸盐的酸值减少，制备的助焊剂更加稳定。

总之，本发明通过以上新的助焊剂可以制备出Sn63Pb37、SnAg3.0Cu.5、SnAg0.3Cu0.7等常规有铅、无铅焊锡膏产品，减少了由于不同锡基焊锡膏在生产过程中需要更换助焊剂带来的不便，简化了生产流程。

具体实施方案

实施例1

按以下重量比准备原料：氢化松香20.0%、KE-604 30.0%、二乙二醇二甲醚10.0%、二乙二醇辛醚28.0%、癸二酸1.49%、植酸钠0.01%、ST 5.0%、十二羟基硬脂酸酰胺1.5%、松香基-三甲基氯化铵0.3%、松香醇醚0.7%、蓖麻油酰二乙醇胺3.0%。

具体制备方法：

1）在一个反应器中熔融普通氢化松香，温度为140℃～150℃。

2）将溶剂缓慢加入熔融松香中，温度保持在130℃～140℃，搅拌10分钟，再加入活性剂和表面活性剂，搅拌10分钟。

3）冷却物料到70℃～80℃，最后加入触变剂，搅拌30分钟

4）冷却到室温即得本发明的助焊剂。

实施例2

按以下重量比准备原料：水白松香25.0%、聚合松香20.0%、二乙二醇二乙醚15.0%、二乙二醇辛醚23.0%、丁二酸2.45%、植酸钠0.05%、ST 6.5%、十二羟基硬脂酸酰胺2.5%、松香基双-三甲基氯化铵1.0%、松香醇醚1.5%、蓖麻油酰二乙醇胺3.0%。

具体制备方法与实施例1相同。

实施例3

按以下重量比准备原料：KR-610 20.0%、KE-604 25.0%、乙二醇单丁醚18.0%、二乙二醇单己醚20.0%、癸二酸2.48%、己二酸 1.5%、植酸钾 0.02%、ST 5.5%、十二羟基硬脂酸酰胺2.5%、松香基双-三甲基氯化铵1.0%、松香醇醚1.5%、蓖麻油酰二乙醇胺2.5%。

具体制备方法与实施例1相同。

实施例4

按以下重量比准备原料：KR-610 25.0%、聚合松香22.0%、二乙二醇二甲醚15.0%、丙二醇苯醚25.0%、癸二酸2.4%、植酸钾0.1%、ST 5.0% 、十二羟基硬脂酸酰胺1.5%、松香基三-三甲基氯化铵1.0%、松香醇醚1.0%、蓖麻油酰二乙醇胺2.0%。

具体制备方法与实施例1相同。

本发明的其它实施例还可通过权利要求书及说明书的参数范围进行配制，另外，通过本发明的方案所制备出的锡基焊锡膏用助焊剂可生产Sn63Pb37、SnAg3.0Cu.5、SnAg0.3Cu0.7等常规有铅、无铅焊锡膏产品，其产品在不同焊接温度下活性强、焊接性及储存稳定性好，减少了由于不同锡基焊锡膏在生产过程中需要更换助焊剂带来的不便，简化了生产流程。

Claims

1.一种锡基焊锡膏用助焊剂，各组份的重量比为，溶剂30.0%～40.0%、活性剂1.5%～4.5%、润湿剂1.0%～3.0%、乳化剂2.0%～5.0%、触变剂3.0%～10.0%，余量为成膜剂；其中成膜剂为软化点温度分别处于上、下限范围的两种改性松香混合物，低软化点的改性松香为氢化松香、水白松香、KR-610，软化点温度为70℃～85℃，高软化点的改性松香为KE-604、聚合松香，软化点温度为120℃～140℃，二种软化点的改性松香重量比为2～5：12～4；溶剂为沸点温度分别在150～215℃和220～280℃的两种醚混合物，两种醚重量比为1～2:2～3；其特征是：活性剂为多元有机酸与有机磷酸盐混合物，且多元有机酸与有机磷酸盐的重量比为1.4～4.5：0.001～0.5，其中多元有机酸为丁二酸、癸二酸、己二酸、酒石酸、衣康酸、苹果酸中的一种或两种酸，有机磷酸盐为植酸盐。

2.根据权利要求1所述的锡基焊锡膏用助焊剂，其特征是：润湿剂为松香基季铵盐与松香醇醚混合物，二者重量比为1.0：1.0～2.5。

3.根据权利要求1所述的锡基焊锡膏用助焊剂，其特征是：乳化剂为蓖麻油酰二乙醇胺。

4.一种权利要求1所述的锡基焊锡膏用助焊剂的制备方法，其特征是工艺步骤为：在一个反应釜中加入混合的成膜剂改性松香，在温度为140～150℃下熔融，然后加入溶剂和乳化剂，温度保持在130℃～140℃，搅拌8～12分钟，再加入活性剂和润湿剂，搅拌8～12分钟，冷却物料到70℃～80℃，最后加入触变剂，搅拌27～33分钟，冷却到室温即得本助焊剂产品。