CN102689113B - 免清洗无残留助焊剂及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及助焊剂技术领域，特别是涉及一种免清洗无残留助焊剂及其制备方法，本发明的助焊剂焊接后，无残留固体物，被焊物的表面更透明、更干净而没有痕迹，解决了现有技术中的固体残留物难以清洗的问题，从而免除了清洗工序，显著降低了生产成本，而且具有可焊性能好的优点。

Description

免清洗无残留助焊剂及其制备方法

技术领域

本发明涉及助焊剂技术领域，特别是涉及一种免清洗无残留助焊剂及其制备方法。

背景技术

在电子产品生产过程中，为了保证电子元器件组装时焊接工艺的顺利进行，通常使用助焊剂达到清除焊料和被焊产品表面的氧化物,使金属表面达到必要的清洁度的目的，从而提高焊接性能。由此，助焊剂性能的优劣,直接影响到电子产品的质量。

现有技术中，助焊剂通常是由松香、树脂、含卤化物的活性剂、添加剂和有机溶剂组成的混合物，这类助焊剂虽然可焊性好,成本低,但焊后固体残留物高，其残留物含有卤素离子，会逐步引起电气绝缘性能下降和短路等问题，因此，必须对残留物进行清洗，这样不但会增加生产成本,而且通常采用的清洗剂含有三氧乙烯、氟氯化合物这类严重污染环境的禁用物。

为解决上述技术问题，人们采用免清洗助焊剂取代上述固体残留物高、难以清洗、污染环境的助焊剂。由于免清洗助焊剂具有松香树脂含量低、低离子残渣、低卤素含量、助焊性能良好等特点，其对于解决电子元器件焊接工序造成的清洗困难、焊接性能差、以及环境保护方面具有重要意义。

目前，免清洗助焊剂主要是向低残留量免清洗的方向发展，然而，市场上常见的免清洗助焊剂虽然固体含量低，但并不能完全排除焊后电子元器件表面留有残留物。如中国发明专利（公开号为：CN101085496A）公开了一种用于SnAgCu系无铅焊膏的低松香免清洗助焊剂及其制备方法，该助焊剂由质量比为3～10%的活性剂、10～17%的松香、2～10%的树脂、0.1～1%的表面活性剂、0.1～1%的抗氧剂和溶剂组成，其中，该助焊剂中松香比例达到10～17%，由于松香加入过多，相应固含量增加，会导致焊后残余物增加，只是由于该残留物的量相对较少，不用清洗也能满足某些电子产品的质量要求，所谓不清洗的助焊剂并非真正意义上的免清洗助焊剂。

因此，针对上述现有技术中的不足，亟需提供一种电子元器件焊接后，表面无痕迹、无残留固体物，且助焊性能好、节约成本的免清洗无残留助焊剂及其制备方法。

发明内容

本发明的目的之一在于避免现有技术中的不足之处，提供一种电子元器件焊接后，表面无痕迹、无残留固体物，且助焊性能好、节约成本的免清洗无残留助焊剂。

本发明的目的之二在于避免现有技术中的不足之处，提供一种电子元器件焊接后，表面无痕迹、无残留固体物，且助焊性能好、节约成本的免清洗无残留助焊剂的制备方法。

本发明的目的通过以下技术方案实现：

提供一种免清洗无残留助焊剂，所述助焊剂由以下重量百分比的原料组成：

氢化松香醇               0.2～2%

已二酸                   0.1～1%

丙二酸                   0.1～1%

乙醇酸                   0.3～3%

丁二酸                   12～25%

环己胺氢溴酸盐           0.05～2.5%

壬基酚聚氧乙烯醚         0.3～2.5%

表面活性剂               0.1～1.5%

三乙二醇丁醚             0.5～4%

四氢糠醇                0.2～3%

无水乙醇                 60～80%；

其中，所述表面活性剂为非离子型或者阳离子型氟碳表面活性剂。

优选的，所述表面活性剂采用型号为FT900的表面活性剂。

所述的氢化松香醇为无色有光泽的粘稠液体，粘度在3000mpas左右，不溶于水，而溶于甲醇、乙醇和异丙醇，因此，选择粘稠度高的氢化松香醇，其于乙醇有很好的相容性，作为助焊剂使用时，具有很强的附着力，锡焊后在被焊物表面形成一层透明、光滑的保护膜，从而保护焊点永久不氧化、不吸潮；

所述的已二酸、丙二酸、乙醇酸、丁二酸均为有机酸类活性剂，它们能在焊接过程中发挥作用，清楚焊接物表面的氧化层，提高锡焊过程的可焊性能。其中，已二酸的沸点高，活性强，可提高焊接各组分的溶解性；丁二酸沸点低、易分解，需配合己二酸才能发生高活性；乙醇酸为液态，焊后无残留；

所述的环己胺氢溴酸盐，具有很强的去除氧化能力，吸湿性也很小，环己胺氢溴酸盐分解后，分子无残留；

所述的四氢糠醇、三乙二醇丁醚具有透锡能力强的优点，焊接过程中，能完整上完锡，无联焊。

优选的，所述助焊剂由以下重量百分比的原料组成：

氢化松香醇               0.2～1.1% 

已二酸                   0.1～0.5% 

丙二酸                   0.1～0.5% 

乙醇酸                   0.3～1.5% 

丁二酸                   15～22%  

环己胺氢溴酸盐           0.05～0.15% 

壬基酚聚氧乙烯醚         0.5～2.5%   

表面活性剂               0.1～0.8%

三乙二醇丁醚             1～3%

四氢糠醇                0.2～1.5% 

无水乙醇                 65～78%。

更优选的，所述助焊剂由以下重量百分比的原料组成：

氢化松香醇               0.5%

已二酸                   0.3%

丙二酸                   0.3%

乙醇酸                   1%

丁二酸                   18%

环己胺氢溴酸盐           0.15%

壬基酚聚氧乙烯醚         1%

表面活性剂               0.2%

三异二醇丁醚             2%

四氢康醇                 1%

无水乙醇                 75.55%。

另一优选的，所述助焊剂由以下重量百分比的原料组成：

氢化松香醇               1.2～2%

已二酸                   0.6～1%

丙二酸                   0.6～1%

乙醇酸                   1.6～3%

丁二酸                   15～20%

环己胺氢溴酸盐           0.16～2.5%

壬基酚聚氧乙烯醚         0.5～2%

表面活性剂               0.9～1.5%

三乙二醇丁醚             1～3%

四氢糠醇                1.6～3%

无水乙醇                 65～78%。

另一更优选的，所述助焊剂由以下重量百分比的原料组成：

氢化松香醇               1.5%

已二酸                   0.6%

丙二酸                   0.6%

乙醇酸                   2.5%

丁二酸                   16%

环己胺氢溴酸盐           2%

壬基酚聚氧乙烯醚         2%

表面活性剂               1.5%

三乙二醇丁醚             3%

四氢糠醇                3%

无水乙醇                 67.3%。

本发明还提供上述免清洗无残留助焊剂的制备方法，包括有以下步骤：

步骤a、将氢化松香醇、已二酸、丙二酸、乙醇酸、丁二酸、环己胺氢溴酸盐、壬基酚聚氧乙烯醚、三乙二醇丁醚、四氢糠醇，按配方重量比加入到反应容器中，然后不断搅拌使原料充分溶解；

步骤b、向反应容器中加入配方量的表面活性剂，搅拌均匀；

步骤c、静置半小时，使未溶解的部分沉淀；

步骤d、将静置后的液体进行过滤，即获得所述的免清洗无残留助焊剂。

本发明的有益效果：

本发明的免清洗无残留助焊剂，其配方中的氢化松香醇为无色有光泽的高粘稠液体，其具有很强的附着力，锡焊后在被焊物表面形成一层透明、光滑的保护膜，被焊物的表面看上去像清洗过一样，并能保护焊点永久不氧化、不吸潮；配方中所用的已二酸、丙二酸、乙醇酸、丁二酸均为有机酸类活性剂，它们能在焊接过程中发挥作用，清楚焊接物表面的氧化层，提高锡焊过程的可焊性能，其中，已二酸的沸点高，活性强，而乙醇酸为液态，焊后无残留；环己胺氢溴酸盐，具有很强的去除氧化能力，吸湿性也很小，环己胺氢溴酸盐分解后，分子无残留；四氢糠醇、三乙二醇丁醚具有透锡能力强的优点，焊接过程中，能完整上完锡，无联焊。因此，与现有技术相比，采用本发明的助焊剂焊接后，无残留固体物，被焊物的表面更透明、更干净而没有痕迹，解决了现有技术中的固体残留物难以清洗的问题，从而免除了清洗的工序，显著降低了生产成本，而且该助焊剂具有可焊性能好的优点，扩展率大于75%。由此，本发明的助焊剂使电子焊接技术向前迈进了一大步，有利于推动免清洗助焊剂在电子焊接领域的工业应用。

具体实施方式

结合以下实施例对本发明作进一步描述，但本发明的实施方式不限于此。

实施例1

本发明的免清洗无残留助焊剂，由以下重量百分比的原料组成：

氢化松香醇               0.2～2%

已二酸                   0.1～1%

丙二酸                   0.1～1%

乙醇酸                   0.3～3%

丁二酸                   12～25%

环己胺氢溴酸盐           0.05～2.5%

壬基酚聚氧乙烯醚         0.3～2.5%

表面活性剂               0.1～1.5%

三乙二醇丁醚             0.5～4%

四氢糠醇                0.2～3%

无水乙醇                 60～80%。

其中，表面活性剂为非离子型或者阳离子型氟碳表面活性剂。

具体的，表面活性剂采用型号为FT900高效表面活性剂。

FT900高效表面活性剂是由德国OATEN（奥腾）公司生产，该表面活性剂沸点为260℃，无色液体，焊接后无残留，有效增加焊点的光亮度，使被焊物表面更透明、更干净，保证了焊接面残留物流平的效果，而且具有较强的耐温及浸润作用，以及较好的干燥性能和绝缘抗阻。

具体的，无水乙醇的浓度为99.5%。

本实施例的免清洗无残留助焊剂是通过以下制备方法制备的：

步骤a、将氢化松香醇、已二酸、丙二酸、乙醇酸、丁二酸、环己胺氢溴酸盐、壬基酚聚氧乙烯醚、三乙二醇丁醚、四氢糠醇，按配方重量比加入到反应容器中，然后不断搅拌使原料充分溶解；

步骤b、向反应容器中加入配方量的表面活性剂，搅拌均匀；

步骤c、静置半小时，使未溶解的部分沉淀；

步骤d、将静置后的液体进行过滤，即获得所述的免清洗无残留助焊剂。

实施例2

本实施例的免清洗无残留助焊剂，由以下重量百分比的原料组成：

氢化松香醇               0.2～1.1% 

已二酸                   0.1～0.5% 

丙二酸                   0.1～0.5% 

乙醇酸                   0.3～1.5% 

丁二酸                   15～22%  

环己胺氢溴酸盐           0.05～0.15% 

壬基酚聚氧乙烯醚         0.5～2.5%   

表面活性剂               0.1～0.8%

三乙二醇丁醚             1～3%

四氢糠醇                0.2～1.5% 

无水乙醇                 65～78%。

制备方法同实施例1。

实施例3

本实施例的免清洗无残留助焊剂，在实施例2的基础上，在本实施例中未解释的特征，采用实施例2中的解释，本实施例与实施例2的区别在于：

免清洗助焊剂，由以下重量百分比的原料组成：

氢化松香醇               0.5%

已二酸                   0.3%

丙二酸                   0.3%

乙醇酸                   1%

丁二酸                   18%

环己胺氢溴酸盐           0.15%

壬基酚聚氧乙烯醚         1%

FT900高效表面活性剂      0.2%

三异二醇丁醚             2%

四氢康醇                 1%

无水乙醇                 75.55%。

实施例4

本实施例的免清洗无残留助焊剂，在实施例2的基础上，在本实施例中未解释的特征，采用实施例2中的解释，本实施例与实施例2的区别在于：

免清洗无残留助焊剂，由以下重量百分比的原料组成：

氢化松香醇               1.1%

已二酸                   0.5%

丙二酸                   0.5%

乙醇酸                   0.5%

丁二酸                   15%

环己胺氢溴酸盐           0.1%

壬基酚聚氧乙烯醚         1.5%

FT900高效表面活性剂      0.8%

三异二醇丁醚             1%

四氢康醇                 1.5%

无水乙醇                 77.5%。

实施例5

本实施例的免清洗无残留助焊剂，由以下重量百分比的原料组成：

氢化松香醇               1.2～2%

已二酸                   0.6～1%

丙二酸                   0.6～1%

乙醇酸                   1.6～3%

丁二酸                   15～20%

环己胺氢溴酸盐           0.16～2.5%

壬基酚聚氧乙烯醚         0.5～2%

表面活性剂               0.9～1.5%

三乙二醇丁醚             1～3%

四氢糠醇                1.6～3%

无水乙醇                 65～78%。

制备方法同实施例1。

实施例6

本实施例的免清洗无残留助焊剂，在实施例5的基础上，在本实施例中未解释的特征，采用实施例5中的解释，本实施例与实施例5的区别在于：

免清洗无残留助焊剂，由以下重量百分比的原料组成：

氢化松香醇               1.5%

已二酸                   0.6%

丙二酸                   0.6%

乙醇酸                   2.5%

丁二酸                   16%

环己胺氢溴酸盐           2%

壬基酚聚氧乙烯醚         2%

FT900高效表面活性剂     1.5%

三乙二醇丁醚             3%

四氢糠醇                3%

无水乙醇                 67.3%。

实施例7

本实施例的免清洗无残留助焊剂，在实施例5的基础上，在本实施例中未解释的特征，采用实施例5中的解释，本实施例与实施例5的区别在于：

免清洗无残留助焊剂，由以下重量百分比的原料组成：

氢化松香醇               2%

已二酸                   0.8%

丙二酸                   1%

乙醇酸                   1.6%

丁二酸                   20%

环己胺氢溴酸盐           2.5%

壬基酚聚氧乙烯醚         2%

FT900高效表面活性剂     0.9%

三乙二醇丁醚             1.5%

四氢糠醇                2.5%

无水乙醇                 65.2%。

按照JISZ3197-99的标准，对上述实施例的助焊剂的助焊性能、卤素含量、腐蚀性等指标进行检测，参见表1.

表1.检测项目、技术要求及结果

 由表1可知，本发明的免清洗无残留助焊剂焊接后，无残留固体物，被焊物的表面更透明、更干净而没有痕迹，焊后无需清洗，而且扩展率大于75%，具有良好的可焊性能，该助焊剂不含卤素，可保护生态环境。

最后应当说明的是，以上实施例仅用于说明本发明的技术方案而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。

Claims (6)

1.免清洗无残留助焊剂，其特征在于：所述助焊剂由以下重量百分比的原料组成：

氢化松香醇               0.2～2%

已二酸                   0.1～1%

丙二酸                   0.1～1%

乙醇酸                   0.3～3%

丁二酸                   12～25%

环己胺氢溴酸盐           0.05～2.5%

壬基酚聚氧乙烯醚         0.3～2.5%

表面活性剂               0.1～1.5%

三乙二醇丁醚             0.5～4%

四氢糠醇                0.2～3%

无水乙醇                 60～80%；

其中，所述表面活性剂为非离子型或者阳离子型氟碳表面活性剂。

2.根据权利要求1所述的免清洗无残留助焊剂，其特征在于：所述助焊剂由以下重量百分比的原料组成：

氢化松香醇               0.2～1.1% 

已二酸                   0.1～0.5% 

丙二酸                   0.1～0.5% 

乙醇酸                   0.3～1.5% 

丁二酸                   15～22%  

环己胺氢溴酸盐           0.05～0.15% 

壬基酚聚氧乙烯醚         0.5～2.5%   

表面活性剂               0.1～0.8%

三乙二醇丁醚             1～3%

四氢糠醇                0.2～1.5% 

无水乙醇                 65～78%。

3.根据权利要求2所述的免清洗无残留助焊剂，其特征在于：所述助焊剂由以下按重量百分比的原料组成：

氢化松香醇               0.5%

已二酸                   0.3%

丙二酸                   0.3%

乙醇酸                   1%

丁二酸                   18%

环己胺氢溴酸盐           0.15%

壬基酚聚氧乙烯醚         1%

表面活性剂               0.2%

三异二醇丁醚             2%

四氢康醇                 1%

无水乙醇                 75.55%。

4.根据权利要求1所述的免清洗无残留助焊剂，其特征在于：所述助焊剂由以下重量百分比的原料组成：

氢化松香醇               1.2～2%

已二酸                   0.6～1%

丙二酸                   0.6～1%

乙醇酸                   1.6～3%

丁二酸                   15～20%

环己胺氢溴酸盐           0.16～2.5%

壬基酚聚氧乙烯醚         0.5～2%

表面活性剂               0.9～1.5%

三乙二醇丁醚             1～3%

四氢糠醇                1.6～3%

无水乙醇                 65～78%。

5.根据权利要求4所述的免清洗无残留助焊剂，其特征在于：所述助焊剂由以下重量百分比的原料组成：

氢化松香醇               1.5%

已二酸                   0.6%

丙二酸                   0.6%

乙醇酸                   2.5%

丁二酸                   16%

环己胺氢溴酸盐           2%

壬基酚聚氧乙烯醚         2%

表面活性剂               1.5%

三乙二醇丁醚             3%

四氢糠醇                3%

无水乙醇                 67.3%。

6.权利要求1至5任意一项所述的免清洗无残留助焊剂的制备方法，其特征在于：所述制备方法包括有以下步骤：

步骤a、将氢化松香醇、已二酸、丙二酸、乙醇酸、丁二酸、环己胺氢溴酸盐、壬基酚聚氧乙烯醚、三乙二醇丁醚、四氢糠醇，按配方重量比加入到反应容器中，然后不断搅拌使原料充分溶解；

步骤b、向反应容器中加入配方量的表面活性剂，搅拌均匀；

步骤c、静置半小时，使未溶解的部分沉淀；

步骤d、将静置后的液体进行过滤，即获得所述的免清洗无残留助焊剂。