CN105921905A - 一种环保焊锡膏及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种环保焊锡膏及其制备方法，其焊锡膏由90wt％焊锡粉和10wt％助焊膏组成，焊锡粉由以下重量配比的物质组成：2％银、0.5％铜及97.5％锡；助焊膏由以下重量配比的物质组成：10％有机酸活化剂、20％有机溶剂、5％聚乙二醇2000、2％石蜡、4％氢化蓖麻油、4％表面活性剂、5％缓蚀剂及50％改性松香。其制备方法包括焊锡粉的制备、助焊膏的制备，然后将焊锡粉与助焊膏充分混合即得。本发明的焊锡粉不含铅，助焊膏不含卤素，更有助于保护环境，焊后残留少，无需清洗，焊料铺展性好，配制的焊锡膏焊后铜镜无穿透，可以满足高端精密电子产品的封装需求。

Description

一种环保焊锡膏及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种环保焊锡膏及其制备方法。

背景技术

目前，由于环境保护、禁铅法规和市场竞争等因素的有效促进，全球电子行业掀起了研究和开发新型无铅钎料、替代传统锡铅钎料的热潮。其中，Sn-Ag-Cu合金由于具有与锡铅共晶焊锡的润湿铺展性能最为接近、机械力学性能好、原材料易获得、成为最有前途的无铅钎料之一。锡膏中的助焊剂中常用的卤素有，氯(Cl)，溴(Br)，氟(F)，这些卤素的化合物具有很强的活性，具有增强焊锡膏去除被焊接金属表面氧化物的能力。因此在电子连接所使用的焊锡膏中，为了增强其可焊性，通常加入少量卤素的化合物，一般为有机酸盐，胺、醇的卤素化合物。含卤素的焊锡膏在焊接时挥发出含卤素的烟雾，会对身体和环境造成危害，且这种烟雾吸水后生成卤酸，会导致电子产品零部件失效。焊后的印刷电路板(PCB)，如有残留的游离卤素，会引起表面绝缘电阻下降，并能加速电化学迁移。为此，世界上一些政府组织和非政府组织开始推动禁用卤素。基于这种情况，目前电子产品制造商也都提出了使用无卤素焊锡膏的要求。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明的目的在于提供一种适用于电子工业的环保焊锡膏及其制备方法。

本发明通过以下技术方案来实现：

一种环保焊锡膏，由90wt％焊锡粉和10wt％助焊膏组成，所述焊锡粉由以下重量配比的物质组成：

银(Ag) 2％

铜(Cu) 0.5％

锡(Sn) 97.5％；

所述助焊膏由以下重量配比的物质组成：

优选地，所述有机酸活化剂是丁二酸、戊二酸、水杨酸、衣康酸中的一种或两种以上的混合物。

优选地，所述有机溶剂是丙三醇与丙二醇单甲醚或二甘醇单丁醚或二甘醇二乙醚的混合物。

优选地，所述表面活性剂是辛基酚聚氧乙烯醚、壬基酚聚氧乙烯醚中的一种或两种混合物。

优选地，所述缓蚀剂是三乙醇胺、乙二撑双硬脂酸酰胺中的一种或两种混合物。

优选地，所述改性松香是聚合松香、氢化松香、全氢化松香、无铅松香、松香KE-604、水白松香中的一种或两种以上混合物。

本发明的环保焊锡膏的制备方法，包括以下步骤：

一、焊锡粉的制备

将锡、银和铜置于容器内，搅拌混合后即成为焊锡粉；

二、助焊膏的制备

将有机溶剂和有机酸活化剂置于带搅拌器的反应釜中，加热至为110℃～130℃，搅拌使其混合均匀，待固体成分完全溶解后，加入改性松香；待其完全溶解后加入缓蚀剂、氢化蓖麻油和表面活性剂；待其混合均匀后加入石蜡和聚乙二醇2000，搅拌至澄清透明状，静置，冷却到室温即成助焊膏；

三、将步骤一的焊锡粉与步骤二的助焊膏按比例混合，经搅拌充分后，即为焊锡膏。

本发明的有益效果是：

1、这种环保焊锡膏，不含卤素，印制板在焊接后和加电进行潮湿试验后的绝缘电阻＞1.8×109Ω，扩展率≥75％，焊膏物理稳定性、铜镜腐蚀试验、粘度均合格，焊后残留物均为无色透明的膜状物，常温下稳定不吸潮，无需清洗，适合于一般电子产品和高端电子产品表面封装要求。

2、具有良好的印刷性能，印刷无塌陷、桥连、拉尖现象，可以满足高端产品表面封装要求。

3、本发明环保焊锡膏按照美国IPC-TM-650标准对焊膏的评价方法和要求进行了多项检验，各项指标均合格。

具体实施方式

下面通过具体的实施例对本发明进行详细说明，但这些例举性实施方式的用途和目的仅用来例举本发明，并非对本发明的实际保护范围构成任何形式的任何限定，更非将本发明的保护范围局限于此。

实施例1

一种环保焊锡膏，由90wt％焊锡粉和10wt％助焊膏组成，所述焊锡粉由以下重量配比的物质组成：

银(Ag) 2％

铜(Cu) 0.5％

锡(Sn) 97.5％；

所述助焊膏由以下重量配比的物质组成：

具体制备方法包括以下步骤：

一、焊锡粉的制备

将锡、银和铜置于容器内，搅拌混合后即成为焊锡粉；

二、助焊膏的制备

将有机溶剂和有机酸活化剂置于带搅拌器的反应釜中，加热至为110℃～130℃，搅拌使其混合均匀，待固体成分完全溶解后，加入改性松香；待其完全溶解后加入缓蚀剂、氢化蓖麻油和表面活性剂；待其混合均匀后加入石蜡和聚乙二醇2000，搅拌至澄清透明状，静置，冷却到室温即成助焊膏；

三、将步骤一的焊锡粉与步骤二的助焊膏按比例混合，经搅拌充分后，即为焊锡膏，然后将其保存在2-10℃冷藏柜中待用。

实施例2

一种环保焊锡膏，由90wt％焊锡粉和10wt％助焊膏组成，所述焊锡粉由以下重量配比的物质组成：

银(Ag) 2％

铜(Cu) 0.5％

锡(Sn) 97.5％；

所述助焊膏由以下重量配比的物质组成：

具体制备方法与实施例1相同。

实施例3

一种环保焊锡膏，由90wt％焊锡粉和10wt％助焊膏组成，所述焊锡粉由以下重量配比的物质组成：

银(Ag) 2％

铜(Cu) 0.5％

锡(Sn) 97.5％；

所述助焊膏由以下重量配比的物质组成：

具体制备方法与实施例1相同。

以上实施例1-3的焊锡膏，按照标准SJ/T11188进行检验，各项指标如下表1所示。

表1

经检测，本发明的焊锡膏，不含卤素，印制板在焊接后和加电进行潮湿试验后的绝缘电阻＞1.8×10⁹Ω，扩展率≥75％，焊锡膏物理稳定性、铜镜腐蚀试验、粘度均合格，焊后残留物均为无色透明的膜状物，常温下稳定不吸潮，无需清洗，适合于一般电子产品和高端电子产品表面封装要求。

而且发明人发现，本发明的焊锡膏的此固定的配比，包括焊锡粉的各个组分的固定的配比、助焊膏的各个组分的固定的配比以及焊锡粉与助焊膏之间的固定的配比，所得到的焊锡膏，其在性能上起到了预料不到的技术效果，其均优于其他配比的焊锡膏。

具体的说，本发明的焊锡膏在扩展率和焊膏粘度上取得了预料不到的技术效果。

应当理解，这些实施例的用途仅用于说明本发明而非意欲限制本发明的保护范围。此外，也应理解，在阅读了本发明的技术内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动、修改和/或变型，所有的这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种环保焊锡膏，其特征在于，由90wt％焊锡粉和10wt％助焊膏组成，所述焊锡粉由以下重量配比的物质组成：

银(Ag) 2％

铜(Cu) 0.5％

锡(Sn) 97.5％；

所述助焊膏由以下重量配比的物质组成：

2.根据权利要求1所述的环保焊锡膏，其特征在于，所述有机酸活化剂是丁二酸、戊二酸、水杨酸、衣康酸中的一种或两种以上的混合物。

3.根据权利要求1所述的环保焊锡膏，其特征在于，所述有机溶剂是丙三醇与丙二醇单甲醚或二甘醇单丁醚或二甘醇二乙醚的混合物。

4.根据权利要求1所述的环保焊锡膏，其特征在于，所述表面活性剂是辛基酚聚氧乙烯醚、壬基酚聚氧乙烯醚中的一种或两种混合物。

5.根据权利要求1所述的环保焊锡膏，其特征在于，所述缓蚀剂是三乙醇胺、乙二撑双硬脂酸酰胺中的一种或两种混合物。

6.根据权利要求1所述的环保焊锡膏，其特征在于，所述改性松香是聚合松香、氢化松香、全氢化松香、无铅松香、松香KE-604、水白松香中的一种或两种以上混合物。

7.一种权利要求1所述的环保焊锡膏的制备方法，包括以下步骤：

一、焊锡粉的制备

将锡、银和铜置于容器内，搅拌混合后即成为焊锡粉；

二、助焊膏的制备

将有机溶剂和有机酸活化剂置于带搅拌器的反应釜中，加热至为110℃～130℃，搅拌使其混合均匀，待固体成分完全溶解后，加入改性松香；待其完全溶解后加入缓蚀剂、氢化蓖麻油和表面活性剂；待其混合均匀后加入石蜡和聚乙二醇2000，搅拌至澄清透明状，静置，冷却到室温即成助焊膏；

三、将步骤一的焊锡粉与步骤二的助焊膏按比例混合，经搅拌充分后，即为焊锡膏。