CN103394824B - 一种锡丝用低飞溅无卤焊药及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种锡丝用低飞溅无卤焊药及其制备方法，该焊药主要用于锡基合金锡丝的药芯。所述焊药配比：松香及松香衍生物80～90%，活性剂5～15%，高效表面活性剂0.1～2%，缓蚀剂0.5～2%以及粘度调节剂3～10%。本发明所述制备的锡丝用无卤焊药，不添加任何卤素元素，焊接时飞溅少、烟小，且具有较高的活性，表面绝缘阻抗高，可用于制备锡铅系、锡铜系、锡银铜系锡丝，所生产的锡丝润湿性能好，焊接后可靠性高，焊点光亮、饱满。

Description

一种锡丝用低飞溅无卤焊药及其制备方法

技术领域

本发明涉及焊药的配方及其制备方法，主要涉及一种通过本发明所述制备的锡丝用无卤焊药，不添加任何卤素元素，焊接时飞溅少、烟小，且具有较高的活性和润湿性能，焊后焊点饱满，表面绝缘阻抗高的锡丝用低飞溅无卤焊药及其制备方法。

背景技术

锡丝是在焊接线路中连接电子元器件的重要工业原材料，广泛应用于电子工业、家电制造业、汽车制造业、维修业和日常生活中。

传统的锡丝为了确保其高的活性和可焊性，往往添加含卤化合物作为活性剂，如专利CN1110204A“一种焊锡丝芯用的中性助焊剂”中采用氢溴酸盐、盐酸盐等化合物；专利CN102039449A“无铅药芯焊锡丝用的固体助焊剂及制备方法”采用十六烷基三甲基溴化铵；专利CN102069324A“一种免清洗低飞溅无铅焊锡丝用助焊剂及其制备方法”中采用有机胺氢卤化物如二苯胍氢溴酸盐、环己胺氢溴酸盐、二乙胺基盐酸盐等；专利CN102161135A“一种无铅焊锡丝及其所用水溶性助焊剂”中采用二乙胺基盐酸盐。这些专利所用离子态的含卤物质，焊后残留下来的卤素离子仍具有较强的活性，会腐蚀焊点和电子产品，影响电子产品的可靠性。

而有的专利中使用了共价键的含卤物质，如专利CN101049662A“无铅软钎焊料丝用无卤素助焊剂及制备方法”中采用二溴丁烯二醇、二溴乙基苯、溴代十六烷基吡啶等；专利CN101391350A“一种免清洗无铅焊锡丝及其制备方法”中采用5-氯代水杨酸、溴代十六烷基吡啶、二溴丁烯二醇、二溴丁二酸等卤代物活性剂。这些含卤物质虽然低温下卤素元素以共价键形式存在，但焊接时温度高达350℃以上，会分解为离子形式，所以焊后残留同样会具有腐蚀性。

另外，多数卤化物属环境荷尔蒙物质，对免疫系统、内分泌系统具有毒害作用，对生物体具有致癌作用及其它毒性反应（精神和心理疾患），严重影响生物体的生殖和发育。在燃烧时卤化物释放出的大量卤素气具有很强的毒性，影响人的呼吸系统，其形成的致癌物质“二噁英”被称为“世纪之毒”。因此国际上的一些组织已经颁布了一些法规来限制卤化物的使用，如RoHs限制两种特定卤化物（多溴联苯(PBB)、多溴二苯醚(PBDE)），将要推出的RoHs2.0也将对其它卤化物做出了严格的限制，REACH法规和加州法规也对多种卤化物进行了一定的规范和限制。

因此锡丝生产厂家需要研制出完全不含卤素的焊药，来满足电子工艺的无卤化进程的需求。

发明内容

本发明旨在提供一种真正不含卤素的锡丝焊药的制备方法。使用该焊药生产的锡丝不含卤素，低烟、润湿性好，焊接后可靠性高，焊点光亮、饱满。

本发明所述锡丝用低飞溅无卤焊药，其主要特征在于由下列重量配比组成：松香及松香衍生物80～90%，活性剂5～15%，高效表面活性剂0.1～2%，缓蚀剂0.5～2%以及粘度调节剂3～10%。

本发明所述松香及松香衍生物主要包括：氢化松香、聚合松香、氢化松香、改性松香的一种或几种混合。

本发明所述活性剂主要包括：丁二酸、戊二酸、己二酸、壬二酸、癸二酸、水杨酸、苹果酸、苯基丁二酸、邻苯二甲酸中的一种或多种。

本发明所述高效表面活性剂主要为硅氧烷基表面活性剂或氟碳表面活性剂，如聚二甲基硅氧烷、烷基改性二甲基硅氧烷、聚醚改性聚二甲基硅氧烷、芳烷基改性甲基烷基聚硅氧烷、FC-4430（3M）、FSN100（杜邦）等。含卤活性剂除了具有较高的去除焊料和被焊部位氧化层能力外，还有明显降低焊料表面张力的作用，可以促进焊料润湿性能。而有机羧酸在降低焊料表面张力方面较含卤活性剂差，因此需用高效表面活性剂来弥补。硅氧烷表面活性剂和氟碳表面活性剂具有很强的降低焊料表面张力的作用，且较传统使用的烷基酚聚氧乙烯醚（如OP-10、TX-10等）具有更强的耐温性，可明显提高焊点的润湿性和可焊性，弥补了无卤焊药活性低的不足。

本发明所述缓蚀剂包括苯并三氮唑、甲基苯并三氮唑、2-乙基咪唑、二乙醇胺、三乙醇胺、三异丙醇胺中的一种或多种。该类物质可有效的抑制焊后金属层的腐蚀，提高电子产品的可靠性。

本发明所述粘度调节剂主要包括氢化松香醇、氢化松香甲基酯、凡士林、聚乙二醇4000～6000中的一种或多种。粘度调节剂的使用，可提高焊接时焊药的流动性，促进焊点的铺展，提高焊点的可靠性。并且其良好的成膜作用，可显著降低焊接时焊药的飞溅。

配制方法是：将松香加入到反应釜中，加热至140℃至全部熔化，依次加入活性剂、表面活性剂、缓蚀剂和粘度调节剂，不断搅拌至全部组分完全溶解即可。

本发明所述制备的锡丝用无卤焊药，不添加任何卤素元素，焊接时飞溅少、烟小，且具有较高的活性，表面绝缘阻抗高，可用于制备锡铅系、锡铜系、锡银铜系锡丝，所生产的锡丝润湿性能好，焊接后可靠性高，焊点光亮、饱满。

具体实施例：

实施例1：

（1）将精制氢化松香和水白松香加入到反应釜中，加热至140℃至全部熔化;

（2）依次加入丁二酸、己二酸、FC-4430、苯并三氮唑和凡士林;

（3）不断搅拌至全部组分完全溶解即可。

实施例2：

（1）将全氢化松香AX-E（伊士曼）和马来酸改性松香加入到反应釜中，加热至140℃至全部熔化;

（2）依次加入苯基丁二酸、烷基改性二甲基硅氧烷、三乙醇胺和聚乙二醇4000;

（3）不断搅拌至全部组分完全溶解即可。

实施例3：

（1）将松香KE604（荒川）加入到反应釜中，加热至140℃至全部熔化;

（2）依次加入邻苯二甲酸、聚二甲基硅氧烷、2-乙基咪唑和聚乙二醇6000;

（3）不断搅拌至全部组分完全溶解即可。

实施例4：

（1）将全氢化松香AX-E（伊士曼）加入到反应釜中，加热至140℃至全部熔化;

（2）依次加入丁二酸、FSN100（杜邦）、甲基苯并三氮唑和氢化松香醇;

（3）不断搅拌至全部组分完全溶解即可。

实施例5：

（1）将精制氢化松香加入到反应釜中，加热至140℃至全部熔化;

（2）依次加入戊二酸、聚醚改性聚二甲基硅氧烷、三乙醇胺、苯并三氮唑和氢化松香甲基酯;

（3）不断搅拌至全部组分完全溶解即可。

以上实施例所述焊药及制备的SAC305锡丝性能见下表：

Claims (8)

1.一种锡丝用低飞溅无卤焊药，其主要特征在于：由下列重量配比组成：松香及松香衍生物80～90％，活性剂5～15％，高效表面活性剂0.1～2％，缓蚀剂0.5～2％以及粘度调节剂3～10％，所述粘度调节剂主要包括氢化松香醇、氢化松香甲基酯、凡士林、聚乙二醇4000～6000中的一种或多种。

2.根据权利要求1所述的一种锡丝用低飞溅无卤焊药，其主要特征在于：由下列重量配比组成，优选值为：松香及松香衍生物85～90％，活性剂5～10％，高效表面活性剂0.5～2％，缓蚀剂1～2％以及粘度调节剂3～8％。

3.根据权利要求1或2所述的一种锡丝用低飞溅无卤焊药，其主要特征在于：所述松香及松香衍生物主要包括：氢化松香、聚合松香的一种或几种混合。

4.根据权利要求1或2所述的一种锡丝用低飞溅无卤焊药，其主要特征在于：所述的活性剂主要包括：丁二酸、戊二酸、己二酸、壬二酸、癸二酸、水杨酸、苹果酸、苯基丁二酸和邻苯二甲酸中的一种或多种。

5.根据权利要求1或2所述的一种锡丝用低飞溅无卤焊药，其主要特征在于：所述的高效表面活性剂为硅氧烷基表面活性剂或氟碳表面活性剂。

6.根据权利要求5所述的一种锡丝用低飞溅无卤焊药，其主要特征在于：所述的高效表面活性剂为聚二甲基硅氧烷、烷基改性二甲基硅氧烷、聚醚改性聚二甲基硅氧烷、芳烷基改性甲基烷基聚硅氧烷、FC-4430或FSN100。

7.根据权利要求1或2所述的一种锡丝用低飞溅无卤焊药，其主要特征在于：所述的缓蚀剂包括苯并三氮唑、甲基苯并三氮唑、2-乙基咪唑、二乙醇胺、三乙醇胺和三异丙醇胺中的一种或多种。

8.一种权利要求1-7中任意一项所述的锡丝用低飞溅无卤焊药的制备方法，其特征在于：

(1)将松香加入到反应釜中，加热至140℃至全部熔化；

(2)依次加入活性剂、表面活性剂、缓蚀剂和粘度调节剂，所述粘度调节剂主要包括氢化松香醇、氢化松香甲基酯、凡士林、聚乙二醇4000～6000中的一种或多种；

(3)不断搅拌至全部组分完全溶解即可。