CN103264241A - 一种可减少飞散的有芯焊锡丝固体助焊剂 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种可减少飞散的有芯焊锡丝固体助焊剂，它由复配表面活性剂、复配有机酸、复配增塑剂和复配松香组成，将余量的复配松香粉碎至块状加入反应器中加热、搅拌，恒温放置，再依次加入1.0-3.0％复配表面活性剂、1.0-4.0％复配有机酸和1.0-3.0％复配增塑剂继续搅拌均匀倒入模具中成型得到本发明的固体助焊剂产品，该助焊剂了具有可将卤素控制在1000ppm以下，完全符合无卤标准，大幅度的减少焊锡丝在焊接过程中焊剂残渣和锡球飞散的数量以及飞散的距离，提高了软化点，耐高温性能好，绝缘电阻高，酸值提高，增加了活性的优污点及效果。

Description

一种可减少飞散的有芯焊锡丝固体助焊剂

技术领域

本发明涉及一种可减少飞散的有芯焊锡丝固体助焊剂，属电子焊接材料领域。

背景技术

随着电子信息产品飞速发展，对PCB板焊接质量越来越严格，特别是残渣、裂纹、剥离等问题，是直接影响质量的关键，在锡焊接的GB/T9491标准中未将飞散试验纳入检测项目，而ISO9454、JIS-E3197国际标准和日本工业标准，把飞散试验检测焊接材料优劣的重点内容，为了与国际接轨，必须解决锡焊接中飞散污染物问题。

发明内容

本发明的目的正是为了解决在锡焊接中存在的飞散污染问题，而提供一种可减少飞散的有芯焊锡丝固体助焊剂，从而不仅提高了产品质量，也提高了焊接产品质量，减少了锡焊接中飞散污染物问题解。

本发明的目的是通过下列技术方案实现的。

一种可减少飞散的有芯焊锡丝固体助焊剂，它由下列重量百分比的原料组成并按下述方法制备的：

复配表面活性剂                    1.0-3.0％

复配有机酸                          1.0-4.0％

复配增塑剂                          1.0-3.0％

复配松香                             余量

所述的复配表面活性剂为非离子表面活性剂FT900、溴代十六烷基吡啶和氟碳表面活性剂FSN100复配，其复配重量比为0.8-1.0：1.0-1.2：2.0-2.5；

所述的有机酸为丁二酸和富马酸复配，其复配重量比为1-2：1，也可是丁二酸、柠檬酸和苹果酦复配，其复配重量比为1-2：1：1；

所述的复配增塑剂为四氢糠醇和分子量为2400的聚异丁烯复配，其复配重量比为1-3：1；

所述的复配松香为氢化松香AHR-120H和无色氢化松香QHS-301复配，其复配重量比为5-6：3-4；

将余量的复配松香粉碎至直径小于1cm的块状 加入反应器中加热到140±5℃搅拌均匀，恒温放置5分钟再依次加入1.0-3.0％重量的复配表面活性剂、1.0-4.0％重量的复配有机酸和1.0-3.0％重量的复配增塑剂继续搅拌均匀倒入模具中成型得到本发明的固体助焊剂产品。 

本发明的助焊剂采用复配表面活性剂、复配有机酸、复配增塑剂和复配松香，按一定比例复配为新的功能组分，体现出复配协同互补的效果，是通过多次试验证明选择的比例能使酸的活性最强腐蚀性最小，醇的沸点，粘度等更符合焊接工艺要求。

本发明的助焊剂采用氢化松香AHR-120H，为120℃的软化点和230±5mgKOH/g高酸值的氢化松香和78-82℃的软化点 和180±5mgKOH/g高酸值的QHS-301无色氢化松香为载体，复合后软化点＞100℃，酸值＞200mgKOH/g，色泽无色透明，复配松香软化点提高了，耐高温性能好，绝缘电阻高，酸值提高，增加了活性，从而可减少有机酸活性剂用量。

本发明的助焊剂采用的复配表面活性剂为非离子表面活性剂FT900、溴代十六烷基吡啶和氟碳表面活性剂FSN100复配，其中非离子表面活性剂FT900是德国OATEN公司生产的FC表面活性剂，浓稠液体至膏体，沸点260℃，pH 6.0（1％溶液），可溶解醇、酮、苯，醚、酯，符合无卤素及其它法规用的物质要求，具有更好的表面活性作用，己成为传统含氟表面活性剂的替代品，且用量低，生产的助焊剂，焊接后产品不具残留，有效增加焊点光亮度，并预防锡珠的出现，更能表现出较强的耐温及浸润作用，同时保证焊接面残留物流平的效果，具有较好的干燥性和绝缘阻抗；溴代十六烷基吡啶，别名十六烷基溴化吡啶，溴化十六烷基吡啶，1-十六(烷)基吡啶嗡溴化物，溴代鲸蜡基吡啶，英文名称Bromohexadecylpyridine，分子式C₂₁H₃₈BrN，分子量384，熔点63-69℃，十六烷基溴化吡啶本身是一种阳离子表面活性剂，同时也是一种常用的杀菌剂，利用卤代物具有良好的焊接活性、同时由于焊接后无卤离子残留合物，焊接绝缘电阻高，离子污染度低的特点，完全符合无卤标准要求。复合表面活性剂，可降低表面張力和界面張力，增强渗透力，降低了PCB板焊接与熔态焊料之间的界面張力的双重优点，因为不直接加入氯和溴盐能控制氯溴总量，确保卤素控制在1000ppm以下，完全符合无卤标准要求；氟碳表面活性剂FSN100，结构式RfCH₂CH₂O（CH₂CH₂O）nHRf=F（CF₂CF₂）mn=0～25m=1～9，分子量～950，密度25℃：1.35，它为100%活性物质的水溶性乙氧基类非离子型氟碳表面活性剂，特别出色的内润滑性能，同时还能使应用体系具有良好的户外耐候性、抗污性和抗紫外线能力。乳化性能、润湿性能、分散性能好，可广泛应用于酸/碱及软水/硬水体系、能溶于水、甲醇、异丙醇、丙酮、醋酸乙酯、甲苯，表面张力（去离子水），25℃：0.001%活性成份时为29dyn/cm，0.01%活性成份时为24dyn/cm，0.1%活性成份时为23dyn/c，为杜邦公司生产产品，经过多种试验选择适当复配比例，FT900、溴代十六烷基吡啶和氟碳表面活性剂FSN100复配，其复配重量比为0.8-1.0：1.0-1.2：2.0-2.5，取得优异效果。

本发明的助焊剂复合增塑剂为四氢糠醇和聚异丁烯复配，其复配重量比为1-3：1，增塑剂可減弱复配松香的脆性，使其有韧性，大幅度的减少焊锡丝在焊接过程中焊剂残渣和锡球飞散的数量以及飞散的距离。四氢糠醇，别名四氢化呋喃-2-甲醇，四氢呋喃甲醇，英文名称Tetrahydrofurfurylalcohol，分子式C₅H₁₀O₂，分子量102.13，可与水、乙醇、乙醚、丙酮、氯仿和苯混溶，能与水、醇、醚、丙酮、氯仿、苯等多种溶剂混溶。能溶解松香、油脂、虫胶、香豆酮树脂、醋酸纤维素、乙基纤维素、苄基纤维素、硝基纤维素、醇酸树脂、糠醇聚合物、聚乙酸乙烯酯、聚苯乙烯、氯化橡胶等。用作溶剂，也用作制取二氢呋喃、赖氨酸等的原料，其酯类用作增塑剂；聚异丁烯，英文名称Polyisobutylene简称PIB，聚异丁烯热稳定和存储稳定性良好，使用时易于乳化，无刺激和过敏性、比重(20℃)0.822；折射率 (20℃) 1.457；熔点 / ℃-50max，酸值0.01max，皂化值0.5max，碘值0.2，聚异丁烯分子量为2400，为低分子量聚异丁烯，是无色无味无毒的高纯度的液体异构直链烷烃，可用于化妆品和药品的油相成份而无特殊的限制；和白矿油、凡士林相比，Polysynlane能给产品以极好而高贵的手感，滋润不油腻，保湿润滑，渗透力强。

本发明的助焊剂采用的复配有机酸为丁二酸和富马酸两种复配，其重量比为1-2：1，也可是丁二酸、柠檬酸和苹果酸三种复配，其复配重量比为1-2：1：1.0，其中丁二酸，别名琥珀酸，亚乙基二羧酸，1,2-乙烷二甲酸，英文名称succinic acid，分子式C₄H6O4，分子量118.09，用在助焊剂、锡膏上用作助焊酸，有良好的助焊、酸化活性作用；富马酸，别名反丁烯二酸，(E)-2-丁烯二酸，反-1,2-乙烯二羟酸，英文名称Fumaricacid，分子式C₄H₄O₄，分子量116.07，不饱和二元羧酸，熔点300～302℃（封管），溶于水，微溶于冷水、乙醚、苯，易溶于热水，溶于乙醇；柠檬酸，化学名称2-羟基丙烷-1,2,3-三羧酸，英文名称称CitricAcid，分子式C6H8O7，分子量192.14，熔点（℃）153沸点（℃）（175℃分解) 溶解性:溶于水、乙醇、丙酮，不溶于乙醚、苯，微溶于氯仿。水溶液显酸性。柠檬酸是一种较强的有机酸，有3个H+可以电离， 加热可以分解成多种产物，与酸、碱、甘油等发生反应；苹果酸，英文名称称：malicacid白色结晶体或结晶状粉末，有较强的吸湿性，易溶于水、乙醇。有特殊愉快的酸于化学名称称2－羟基丁二酸分子式C₄H₆O₅分子量134.09，熔点100℃，分解点140℃，易溶于水、甲醇、丙酮、二恶烷，不溶于苯，在焊接中综台不同分散温度和活性反应，大大提高了润湿力。

按照下述条件进行飞散试验：

一、条件

1、选用63Sn和So0.3Ag0.5Cu两种锡合金焊锡丝；

2、烙铁头垂直向下固定，烙铁头温度尼350℃；

3、焊点直径：2.4mm；

4、焊锡线直径：0.8mm；

5、收集纸和烙铁头距离：5mm。

二、方法与步骤

1、每隔1秒钟将试料紧靠烙铁头10mm，进行50次试验；

2、在收集纸上以10mm的间隔画出多个多心圆；

3、收集飞散锡球和助焊剂滴渣；

4、根据不同距离计算个数进行测量。

三、测试结果

减少飞散的有芯焊锡丝用于高绝缘高可靠性电子信息产品焊接，具有良好作业性能，而且焊剂飞散很少并减少气味烟雾产生，助焊剂残留呈无色透明，和以往产品相比飞散测试结果减少60-80%。

由于采取上述技术方案使本发明技术与已有技术相比具有如下优点及效果：

（a）本发明的助焊剂可把卤素控制在1000ppm以下，完全符合无卤标准要求；

（b）大幅度的减少焊锡丝在焊接过程中焊剂残渣和锡球飞散的数量以及飞散的距离；

（c）采用复配松香，软化点提高了，耐高温性能好，绝缘电阻高，酸值提高酸，增加了活性，从而可减少活化剂用量；

（d）用于高绝缘高可靠性电子信息产品焊接，具有良好作业性能，而且焊剂飞散很少并减少气味烟雾产生，助焊剂残留呈无色透明，和以往产品相比飞散测试结果减少60-80%。

具体实施方式

实施例1

取非离子表面活性剂FT900  0.2g、溴代十六烷基吡啶0.3g和氟碳表面活性剂FSN100 0.5g复配表面活性剂1.0g，丁二酸2.0g和富马酸2.0g复配有机酸4.0g，四氢糠醇0.75g和分子量为2400的聚异丁烯0.75g复配增塑剂1.5g，氢化松香AHR-120H 58.44和无色氢化松香QHS-301  35.06g复配松香93.5g；

将上述93.5g复配松香粉碎至直径小于1cm的块状 加入反应器中加热到140±5℃搅拌均匀，恒温放置5分钟 再依次加入复配表面活性剂1.0g、复配有机酸4.0g和复配增塑剂1.5g继续搅拌均匀倒入模具中成型得到本发明的固体助焊剂产品。

实施例2

取非离子表面活性剂FT900 0.38g、溴代十六烷基吡啶0.47g和氟碳表面活性剂FSN100   0.95g复配表面活性剂 1.8g，丁二酸0.33g、柠檬酸0.33g和苹果酸0.34g复配有机酸1.0g，四氢糠醇2.0g和分子量为2400的聚异丁烯1.0g复配增塑剂3.0g，氢化松香AHR-120H  56.52g和无色氢化松香QHS-301  37.68g复配松香94.2g；

将上述94.2g复配松香粉碎至直径小于1cm的块状 加入反应器中加热到140±5℃搅拌均匀，恒温放置5分钟 再依次加入复配表面活性剂1.8g、复配有机酸1.0g和复配增塑剂3.0g继续搅拌均匀倒入模具中成型得到本发明的固体助焊剂产品。

实施例3

取非离子表面活性剂FT900  0.66 g、溴代十六烷基吡啶0.66g和氟碳表面活性剂FSN100   1.68g复配表面活性剂 3.0g ，丁二酸1.2g、柠檬酸0.6g和苹果酸0.6g复配有机酸2.4g，四氢糠醇0.71g和分子量为2400的聚异丁烯0.29g复配增塑剂1.0g，氢化松香AHR-120H  52.0g和无色氢化松香QHS-301  41.6g复配松香93.6g；

将上述93.6g复配松香粉碎至直径小于1cm的块状 加入反应器中加热到140±5℃搅拌均匀，恒温放置5分钟 再依次加入复配表面活性剂3.0g 、复配有机酸2.4g和复配增塑剂1.0g继续搅拌均匀倒入模具中成型得到本发明的固体助焊剂产品。

实施例4

取非离子表面活性剂FT900  0.54 g、溴代十六烷基吡啶0.74g和氟碳表面活性剂FSN100   1.42g复配表面活性剂 2.7g ，丁二酸2.33g和富马酸1.17g复配有机酸3.5g，四氢糠醇1.95g和分子量为2400的聚异丁烯0.65g复配增塑剂2.6g，氢化松香AHR-120H 60.80g和无色氢化松香QHS-301  30.4g复配松香91.2g；

将上述91.2g复配松香粉碎至直径小于1cm的块状 加入反应器中加热到140±5℃搅拌均匀，恒温放置5分钟再依次加入复配表面活性剂2.7g、复配有机酸3.5g和复配增塑剂2.6g继续搅拌均匀倒入模具中成型得到本发明的固体助焊剂产品。 

Claims (1)

1.一种可减少飞散的有芯焊锡丝固体助焊剂，其特征在于：它由下列重量百分比的原料组成并按下述方法制备的：

复配表面活性剂                    1.0-3.0％

复配有机酸                        1.0-4.0％

复配增塑剂                        1.0-3.0％

复配松香                          余量

所述的复配表面活性剂为非离子表面活性剂FT900、溴代十六烷基吡啶和氟碳表面活性剂FSN100复配，其复配重量比为0.8-1.0：1.0-1.2：2.0-2.5；

所述的有机酸为丁二酸和富马酸两种复配，其复配重量比为1-2：1，也可是丁二酸、柠檬酸和苹果酦三种复配，其复配重量比为1-2：1：1；

所述的复配增塑剂为四氢糠醇和分子量为2400的聚异丁烯复配，其复配重量比为1-3：1；

所述的复配松香为氢化松香AHR-120H和无色氢化松香QHS-301复配，其复配重量比为5-6：3-4；

将余量的复配松香粉碎至直径小于1cm的块状加入反应器中加热到140±5℃搅拌均匀，恒温放置5分钟再依次加入1.0-3.0％重量的复配表面活性剂、1.0-4.0％重量的复配有机酸和1.0-3.0％重量的复配增塑剂继续搅拌均匀倒入模具中成型得到本发明的固体助焊剂产品。