CN104400257B

CN104400257B - 一种免清洗无铅低银焊膏用助焊剂

Info

Publication number: CN104400257B
Application number: CN201410590921.8A
Authority: CN
Inventors: 甘贵生; 杜长华; 唐明; 甘树德; 杨栋华; 迟露鑫; 孟国奇; 王怀山
Original assignee: Chongqing University of Technology
Current assignee: Chongqing University of Technology
Priority date: 2014-10-29
Filing date: 2014-10-29
Publication date: 2017-02-01
Anticipated expiration: 2034-10-29
Also published as: CN104400257A

Abstract

本发明公开了一种免清洗无铅低银焊膏用助焊剂，所述助焊剂包括如下重量百分比的组分，活性剂3～13%、表面活性剂0.2~1.5%，乳化剂0.2～3.0%、触变剂3.0～10.0%，成膜剂3~8%，抗氧化剂0.1~1%，缓蚀剂0.1~0.5%，余量为溶剂。所述的活性剂为丁二酸、乙二酸、水杨酸、戊二酸、柠檬酸、己二酸、乳酸、苯甲酸、苹果酸、三乙醇胺等中的四种或五种组分。本发明的免清洗无铅低银焊膏用助焊剂，不含卤素，大幅度减少了对电路板的腐蚀；焊膏的印刷质量好，不搭桥，不塌边，经过回流后，焊点的成型好，明显减少钎焊连接缺陷；残留少，无锡珠，无需要清洗，直接用于装配；利用本助焊剂制备的Sn‑0.45Ag‑0.68Cu或Sn‑0.3Ag‑0.7Cu低银焊膏，不含卤素，不含松香，有机化学烟雾少，对环境污染小。

Description

一种免清洗无铅低银焊膏用助焊剂

技术领域

本发明涉及一种助焊剂，尤其是一种免清洗无铅低银焊膏用助焊剂，适用于可制备Sn-0.45Ag-0.68Cu或Sn-0.3Ag-0.7Cu等常规无铅低银焊锡膏产品。

背景技术

表面组装(SMT)中使用的焊膏在整个焊接过程中所起的作用是十分重要的。而助焊剂作为焊膏中的辅料(质量分数为10%~20%)，不仅可以提供优良的助焊性能，而且还直接影响焊膏的印刷性能和储存寿命。因此，助焊剂的品质直接影响SMT的整个工艺过程和产品质量。焊锡膏用助焊剂种类繁多，其组分配比及适用性各不相同。而传统的松香基助焊剂虽然可以提供良好的助焊性能，但是该类助焊剂多为高固含量，焊后残留多、外观欠佳。甚至有些松香基助焊剂还含有卤素，使得焊后的残留物有较大的腐蚀性。低固含量免清洗助焊剂与传统的松香基清洗型助焊剂相比，除了要求良好的助焊性能和确保与焊粉的相容性外,对固含量的要求表现的极为苛刻，一般要求其质量分数5%，松香的质量分数不能超过3%。免清洗助焊剂在我国还处于实验研究阶段，申请号为CN200710018273的发明专利发明了一种用于锡铅焊膏无松香免清洗助焊剂，主要应用于含铅锡铅焊膏。对于正在逐步无铅化的无铅焊膏几乎没有涉及，特别是应用更为广泛的低银无铅焊膏。本发明的目的在于提供一种适用于多种低银亚共晶无铅锡膏的助焊剂，可克服以上现有技术产生的助焊剂缺陷，提供一种免清洗、适用性强、对环境污染小的的焊锡膏用助焊剂。

课题组发明的“一种电子微连接使用的低银亚共晶无铅钎料”（中国专利ZL200810069262.8），由于Sn-0.68Cu-0.45Ag钎料成本低，高温液态下具有优良的抗氧化性、润湿性和漫流性，可显著减少钎料的浪费，改善焊点的成型，明显减少钎焊连接缺陷，适用于电子产品的波峰焊、浸焊以及再流焊，已在波峰焊领域广泛应用。而作为表面组装(SMT)用的无铅焊膏，特别是免清洗无铅焊膏，由于没有与之匹配的免清洗助焊剂，尚还有空白。

发明内容

本发明为了解决现有无铅焊膏焊后需要清洗、增加了工作量以及因含卤素离子而具有较强腐蚀性、对环境污染较大的问题，提供一种用于无铅低银焊膏用免清洗助焊剂。

本发明的技术方案：一种免清洗无铅低银焊膏用助焊剂，其特征在于：

所述助焊剂包括如下重量百分比的组分，活性剂3～13%、表面活性剂 0.2~1.5%，乳化剂0.2～3.0%、触变剂3.0～10.0%，成膜剂3~8%，抗氧化剂 0.1~1%，缓蚀剂 0.1~0.5%，余量为溶剂。

所述的活性剂为丁二酸、乙二酸、水杨酸、戊二酸、柠檬酸、己二酸、乳酸、苯甲酸、苹果酸、三乙醇胺等中的四种或五种组分，以各自含量大于零的任意配比混合得到混合物；其中，该混合物最好含有两种或以上的二元酸（丁二酸、乙二酸、戊二酸、己二酸），选用的二元酸为等比例混合，重量百分比相同，混合时的温度低于50℃。

所述的溶剂为丙三醇、异丙醇、二甘醇、二缩三乙二醇、三丙二醇丁醚、乙二醇丁醚中的任一种，或一种以上以各自含量大于零的任意配比混合得到混合物；其中，该混合物最好含有一种多元醇，且其含量超过总溶剂量的50%。

所述的触变剂为氢化蓖麻油、乙撑双硬脂酸酰胺中的任一种，或二种以各自含量大于零的任意配比混合，以一种比例占优。

所述的乳化剂为蓖麻油酰二乙醇胺。

所述的抗氧化剂为对苯二酚。

所述的缓蚀剂为苯丙三氮唑。

所述的表面活性剂为OP-10。

所述的成膜剂为聚乙二醇2000或聚乙烯树脂中的一种。

本发明的免清洗无铅低银焊膏用助焊剂，具有如下特点：

1、本发明助焊剂不含卤素，大幅度减少了对电路板的腐蚀。

2、焊膏的印刷质量好，不搭桥，不塌边，经过回流后，焊点的成型好，明显减少钎焊连接缺陷。

3、本发明的助焊剂残留少，无锡珠，无需要清洗，直接用于装配。

4、本发明的助焊剂不仅适用于Sn-0.45Ag-0.68Cu焊锡粉，也适用于Sn0.3Ag0.7Cu焊锡粉。利用本助焊剂制备的Sn-0.45Ag-0.68Cu或Sn-0.3Ag-0.7Cu低银焊膏，不含卤素，不含松香，有机化学烟雾少，对环境污染小。

具体实施方式

本发明一种免清洗无铅低银焊膏用助焊剂，所述助焊剂各组分的重量百分比为，活性剂3～13%、表面活性剂 0.2~1.5%，乳化剂0.2～3.0%、触变剂3.0～10.0%，成膜剂3~8%，抗氧化剂 0.1~1%，缓蚀剂 0.1~0.5%，余量为溶剂。

所述的活性剂为丁二酸、乙二酸、水杨酸、戊二酸、柠檬酸、己二酸、乳酸、苯甲酸、苹果酸、三乙醇胺等，其中的四种或五种组分，以各自含量大于零的任意配比混合得到混合物。其中，该混合物最好含有两种或以上的二元酸（丁二酸、乙二酸、戊二酸、己二酸），选用的二元酸为等比例混合，重量百分比相同，混合时的温度低于50℃；这样的活性剂，其化学活性性能显著提高，而且更能与其他组分相溶。

所述的溶剂为丙三醇、异丙醇、二甘醇、二缩三乙二醇、三丙二醇丁醚、乙二醇丁醚中的一种，或一种以上以各自含量大于零的任意配比混合得到混合物；其中，该混合物最好含有一种多元醇，且其含量超过总溶剂量的50%。

所述的触变剂为氢化蓖麻油、乙撑双硬脂酸酰胺中的一种或二种复配，以一种比例占优。

所述的乳化剂为蓖麻油酰二乙醇胺。

所述的抗氧化剂为对苯二酚。

所述的缓蚀剂为苯丙三氮唑。

所述的表面活性剂为OP-10，OP-10是一种化工原料，成分是烷基酚聚氧乙烯醚。

所述的成膜剂为聚乙二醇2000或聚乙烯树脂中的一种。

其中本发明的活性剂，其可以选用的中重量百分比为：3%、3.5%、4%、4.5%、5%、5.5%、6%、6.5%、7%、7.5%、8%、8.5%、9%、9.5%、10%、10.5%、11%、11.5%、12%、12.5%、13%等，都能满足本发明的需要。

其中本发明的表面活性剂，其可以选用的中重量百分比为：0.2%、0.3%、0.4%、0.5%、0.6%、0.7%、0.8%、0.9%、1.0%、1.1%、1.2%、1.3%、1.4%、1.5%等，都能满足本发明的需要。

其中本发明的乳化剂，其可以选用的中重量百分比为：0.2%、0.3%、0.4%、0.5%、0.6%、0.7%、0.8%、0.9%、1.0%、1.2%、1.4%、1.5%、1.6%、1.7%、1.8%、1.9%、2.0%、2.2%、2.4%、2.5%、2.6%、2.7%、2.8%、2.9%、3.0%等，都能满足本发明的需要。

其中本发明的触变剂，其可以选用的中重量百分比为：3.0%、3.2%、3.5%、3.8%、4.0%、4.1%、4.3%、4.5%、4.7%、5.0%、5.2%、5.5%、5.6%、5.8%、6.0%、6.5%、6.8%、7.0%、7.3%、7.5%、7.6%、7.8%、8.0%、8.5%、8.8%、9.0%、9.3%、9.5%、9.6%、9.8%、10.0%等，都能满足本发明的需要。

其中本发明的成膜剂，其可以选用的中重量百分比为：3.0%、3.2%、3.5%、3.8%、4.0%、4.1%、4.3%、4.5%、4.7%、5.0%、5.2%、5.5%、5.6%、5.8%、6.0%、6.5%、6.8%、7.0%、7.3%、7.5%、7.6%、7.8%、8.0%等，都能满足本发明的需要。

其中本发明的抗氧化剂，其可以选用的中重量百分比为：0.1%、0.2%、0.25%、0.3%、0.35%、0.40%、0.45%、0.5%、0.55%、0.6%、0.65%、0.70%、0.75%、0.8%、0.85%、0.90%、0.95%、1%等，都能满足本发明的需要。

其中本发明的缓蚀剂，其可以选用的中重量百分比为：0.1%、0.15%、0.2%、0.25%、0.3%、0.35%、0.40%、0.45%、0.5%等，都能满足本发明的需要。

实施案列1

本实施例按以下重量比准备原料：丁二酸：乙二酸：柠檬酸：苹果酸=3：3：1：1，丁二酸+乙二酸+柠檬酸+苹果酸=7%, 表面活性剂OP-10为0.2%, 乳化剂蓖麻油酰二乙醇胺为1%, 成膜剂聚乙二醇2000为3%，抗氧化剂对苯二酚为0.1%，缓蚀剂苯丙三氮唑为0.1%，余量为溶剂, 溶剂为异丙醇和二甘醇按照1：1的体积比混合的混合物。

实施案列2

本实施例按以下重量比准备原料：丁二酸：乙二酸：戊二酸：柠檬酸：苹果酸=3：3：3：1：2，丁二酸+乙二酸+戊二酸+柠檬酸+苹果酸=9%, OP-10为0.5%, 蓖麻油酰二乙醇胺为3%, 聚乙二醇2000为5%，对苯二酚为0.5%，苯丙三氮唑为0.3%，余量为溶剂, 溶剂为丙三醇、异丙醇和二甘醇混合物按照0.5：1：1的体积比混合的混合物。

实施案列3

本实施例按以下重量比准备原料：丁二酸：己二酸：戊二酸：柠檬酸：苹果酸=3：2：2：1：2，丁二酸+乙二酸+戊二酸+柠檬酸+苹果酸=11%, OP-10为1%, 蓖麻油酰二乙醇胺为1.6%, 聚乙二醇2000为6%，对苯二酚为0.8%，苯丙三氮唑为0.4%，余量为溶剂, 溶剂为异丙醇。

实施案列4

本实施例按以下重量比准备原料：丁二酸：己二酸：戊二酸：三乙醇胺：苯甲酸=27：27：20：1：9，丁二酸+己二酸+戊二酸+三乙醇胺+苯甲酸=13%, OP-10为1.5%, 蓖麻油酰二乙醇胺为2.4%, 聚乙二醇2000为5.8%，对苯二酚为0.6%，苯丙三氮唑为0.3%，余量为溶剂, 溶剂为二甘醇。

实施案列5

本实施例按以下重量比准备原料：丁二酸：己二酸：戊二酸：三乙醇胺：苯甲酸=27：27：27：1：9，丁二酸+己二酸+戊二酸+三乙醇胺+苯甲酸=11%, OP-10为1.2%, 蓖麻油酰二乙醇胺为1.8%, 聚乙二醇2000为6.3%，对苯二酚为0.73%，苯丙三氮唑为0.18%，余量为溶剂,溶剂为二甘醇。

实施例6

实施例按以下重量比准备原料：丁二酸：乙二酸：柠檬酸：苹果酸、水杨酸、乳酸=3：3：1：1：0.5：0.2，丁二酸+乙二酸+柠檬酸+苹果酸+水杨酸+乳酸=13%, 表面活性剂OP-10为1.5%, 乳化剂蓖麻油酰二乙醇胺为3%, 成膜剂聚乙二醇2000为8%，抗氧化剂对苯二酚为1%，缓蚀剂苯丙三氮唑为0.4%，余量为溶剂, 溶剂为异丙醇、二甘醇、二缩三乙二醇、乙二醇丁醚按照1：1：0.8：0.1的体积比混合的混合物。

本明的其它具体实施例配方，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Sn-0.45Ag-0.68Cu或Sn-0.3Ag-0.7Cu等常规低银无铅焊锡膏产品，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。

需要说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制技术方案，尽管申请人参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，那些对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术方案的宗旨和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims

1.一种免清洗无铅低银焊膏用助焊剂，其特征在于，包括如下重量百分比的组分，

活性剂6～13%、表面活性剂 1.1~1.5%、乳化剂0.2～1.8%、触变剂6.0～10%，成膜剂4.5~8%，抗氧化剂0.1~1%，缓蚀剂0.1~0.5%，余量为溶剂；

所述的活性剂为丁二酸、水杨酸、乙二酸、戊二酸、柠檬酸、己二酸、乳酸、苯甲酸、苹果酸和三乙醇胺，其中的四种或五种组分，以各自含量大于零的任意配比混合得到；所述的活性剂，含有两种或以上的二元酸，选用的二元酸为等比例混合，重量百分比相同，混合时的温度低于50℃；

所述的溶剂为丙三醇、异丙醇、二甘醇、二缩三乙二醇、三丙二醇丁醚和乙二醇丁醚中的任一种，或一种以上以各自含量大于零的任意配比混合得到；

所述的触变剂为氢化蓖麻油与乙撑双硬脂酸酰胺以各自含量大于零的任意配比混合得到；

所述的乳化剂为蓖麻油酰二乙醇胺；

所述的抗氧化剂为对苯二酚；

所述的缓蚀剂为苯丙三氮唑；

所述的表面活性剂为OP-10；

所述的成膜剂为聚乙二醇2000或聚乙烯树脂中的任一种。

2.根据权利要求1所述的免清洗无铅低银焊膏用助焊剂，其特征在于，所述的溶剂，含有一种多元醇，其含量超过总溶剂量的50%。