CN106001998A - 一种无铅锡铋焊料专用助焊膏及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种无铅锡铋焊料专用助焊膏，所述无铅锡铋焊料专用助焊膏按重量份包括如下材料：氢化松香10‑20份、歧化松香5‑10份、二聚松香10‑15份、四氢糠醇5‑10份、季戊四醇5‑10份、乙二醇丁醚5‑8份、辛醚5‑8份、二价酸脂5‑8份、邻苯二甲酸二丁酯2‑5份、油醇聚氧乙烯醚2‑3份、聚酰胺类改性氢化蓖麻油3‑6份、丁二酸2‑4份、吡啶盐酸盐1‑2份、溴酸三丁胺1‑2份、DIACID 1550 4‑8份、五甲基二乙基三胺1‑3份；本发明提供的无铅锡铋焊料用助焊膏润湿性好，焊接缺陷低于现有的无铅锡铋焊料用助焊膏，且有机酸与胺在焊接过程中分解挥发焊接后残留少，所用松香能在焊点表面形成保护膜。

Description

一种无铅锡铋焊料专用助焊膏及其制备方法
技术领域
本发明涉及电子焊接技术领域，具体涉及一种无铅锡铋焊料专用助焊膏及其制备方法。
背景技术
在焊料的发展过程中，锡铅合金一直是最优质的、廉价的焊接材料，无论是焊接质量还是焊后的可靠性都能够达到使用要求；但是，随着人类环保意识的加强，“铅”及其化合物对人体的危害及对环境的污染，越来越被人类所重视。无铅化已经是现在科技发展的趋势，那么由于无铅焊料的替代，有铅焊料所使用的助焊膏已经逐渐被无铅助焊膏代替，无铅系列的焊料分为SnAg系、Sn(Ag)Bi系、SnAgCu系、Sn(Ag)Zn系等，近年来兴起的散热器模组焊接，LED焊接，高频焊接等，元器件都无法承受200℃及以上的温度，而低温无铅锡膏满足这个焊接温度，其焊接峰值温度在170-200℃，起到了保护不能承受高温的元件和PCB。低温无铅锡膏主要是锡铋锡膏，然而现有的锡铋锡膏活性不高，导致对于镀镍，镀铜的焊盘没办法去除表面氧化层，导致焊接缺陷，如虚焊，立碑，锡球，不润湿等不良现象，原因是低温无铅锡膏由于铋的含量高，而铋又是一种极易氧化的金属，因此对于锡膏的活性要求特别高，同时要求锡膏的高活性的同时保持优良的印刷性，决定锡膏活性及印刷性能的主要由锡膏中的助焊膏的性能决定。
发明内容
本发明的一个目的是针对上述问题，提供一种无铅锡铋焊料专用助焊膏，本发明的无铅锡铋焊料专用助焊膏采用醇，醚，酯的作为溶剂，溶解能力强，能充分溶解松香活性剂及其他添加剂，采用有机酸与胺复配作为活性剂，溶解性强，活性强，腐蚀性小，从而使本发明的无铅锡铋焊料用助焊膏润湿性好，焊接缺陷低于现有的无铅锡铋焊料用助焊膏，且有机酸与胺在焊接过程中分解挥发焊接后残留少，所用松香能在焊点表面形成保护膜，显著减少焊点氧化失效，提高焊接的可靠性。
本发明还有一个目的是提供一种无铅锡铋焊料用助焊膏的制备方法，该方法操作简单方便，采用温度较低的工艺，保持松香的活性减少溶剂挥发，活性剂溶解后加入能更好的激发活性剂的活性。
本发明提供的技术方案为：
一种无铅锡铋焊料专用助焊膏，所述无铅锡铋焊料专用助焊膏按重量份包括如下材料：氢化松香10-20份、歧化松香5-10份、二聚松香10-15份、四氢糠醇5-10份、季戊四醇5-10份、乙二醇丁醚5-8份、辛醚5-8份、二价酸脂5-8份、邻苯二甲酸二丁酯2-5份、油醇聚氧乙烯醚2-3份、聚酰胺类改性氢化蓖麻油3-6份、丁二酸2-4份、吡啶盐酸盐1-2份、溴酸三丁胺1-2份、DIACID 1550 4-8份、五甲基二乙基三胺1-3份。
优选的是，所述无铅锡铋焊料专用助焊膏按重量份包括如下材料：氢化松香18份、歧化松香8份、二聚松香12份、四氢糠醇6份、季戊四醇7份、乙二醇丁醚7份、辛醚6份、二价酸脂6份、邻苯二甲酸二丁酯3份、油醇聚氧乙烯醚2份、聚酰胺类改性氢化蓖麻油5份、丁二酸3份、吡啶盐酸盐1份、溴酸三丁胺1份、DIACID 1550 6份、五甲基二乙基三胺2份。
优选的是，所述无铅锡铋焊料专用助焊膏：丁二酸：DIACID 1550：五甲基二乙基三胺：溴酸三丁胺重量比为1∶2∶1∶0.5。
优选的是，所述的无铅锡铋焊料专用助焊膏的制备方法包括下列步骤：
I先将氢化松香、歧化松香、二聚松香粉碎成不大于0.5cm的颗粒，再将季戊四醇、乙二醇丁醚、辛醚、二价酸脂、邻苯二甲酸二丁酯与氢化松香、歧化松香、二聚松香混合进行乳化分散，保持温度为20-30℃，待松香完全溶解完后形成溶液a；
II将聚酰胺类改性氢化蓖麻油加入所述溶液a，进行分散，保持温度为30-40℃，分散20-30min后，进行降温至20-30℃，形成膏体b；
III将丁二酸、吡啶盐酸盐、DIACID 1550、溴酸三丁胺、五甲基二乙基三胺加入到四氢糠醇、油醇聚氧乙烯醚，温度60-80℃，搅拌溶解后冷却形成活性剂c；
IV在使用时，将膏体b、活性剂c搅拌均匀即得到所述的无铅锡铋焊料专用助焊膏。
优选的是，步骤I的分散速度为3000-4000rpm，步骤II的分散速度为15000-19000rpm。
优选的是，步骤I的分散速度为3000rpm，步骤II的分散速度为16000rpm。
优选的是，所述的无铅助焊膏的制备方法还包括，在步骤IV后进行抽真空30min，真空度为0.6-0.8Mpa。
优选的是，所述的无铅助焊膏的制备方法还包括，在步骤IV后，所述膏体放置1-2天，再经过三辊研磨机进行研磨，至助焊膏颗粒尺寸小于10微米时停止研磨。
本发明的有益效果如下：
第一，本发明的无铅锡铋焊料用助焊膏使用丁二酸、吡啶盐酸盐、DIACID1550、溴酸三丁胺、五甲基二乙基三胺复配使用，这几种活性剂在本发明所选的有机溶剂中溶解度高，能显著提高助焊膏的活性性、润湿性，在无铅助焊膏与锡铋系焊料混合成锡膏时能显著挺高锡膏的使用寿命，挺高锡膏在印刷过程中的抗氧化能力，显著延长锡铋锡膏的使用寿命，从而显著降低使用过程中由于锡铋锡膏的氧化导致缺陷。
第二，所述的无铅锡铋焊料用助焊膏的制备方法，该方法操作简单方便，采用温度较低的工艺，保持松香的活性减少溶剂挥发，活性剂溶解后加入能更好的激发活性剂的活性。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。
实施例1：
一种无铅锡铋焊料专用助焊膏，所述无铅锡铋焊料专用助焊膏按重量份包括如下材料：氢化松香10份、歧化松香10份、二聚松香15份、四氢糠醇5份、季戊四醇10份、乙二醇丁醚8份、辛醚5份、二价酸脂5份、邻苯二甲酸二丁酯5份、油醇聚氧乙烯醚3份、聚酰胺类改性氢化蓖麻油3份、丁二酸2份、吡啶盐酸盐1份、溴酸三丁胺2份、DIACID 1550 8份、五甲基二乙基三胺1份。
所述的无铅锡铋焊料专用助焊膏的制备方法包括下列步骤：
I先将氢化松香、歧化松香、二聚松香粉碎成不大于0.5cm的颗粒，再将季戊四醇、乙二醇丁醚、辛醚、二价酸脂、邻苯二甲酸二丁酯与氢化松香、歧化松香、二聚松香混合进行乳化分散，保持温度为20℃，待松香完全溶解完后形成溶液a；
II将聚酰胺类改性氢化蓖麻油加入所述溶液a，进行分散，保持温度为30℃，分散20min后，进行降温至20℃，形成膏体b；
III将丁二酸、吡啶盐酸盐、DIACID 1550、溴酸三丁胺、五甲基二乙基三胺加入到四氢糠醇、油醇聚氧乙烯醚，温度60℃，搅拌溶解后冷却形成活性剂c；
IV在使用时，将膏体b、活性剂c搅拌均匀即得到所述的无铅锡铋焊料专用助焊膏。
实施例2
一种无铅锡铋焊料专用助焊膏，所述无铅锡铋焊料专用助焊膏按重量份包括如下材料：氢化松香18份、歧化松香8份、二聚松香12份、四氢糠醇6份、季戊四醇7份、乙二醇丁醚7份、辛醚6份、二价酸脂6份、邻苯二甲酸二丁酯3份、油醇聚氧乙烯醚2份、聚酰胺类改性氢化蓖麻油5份、丁二酸3份、吡啶盐酸盐1份、溴酸三丁胺1份、DIACID 1550 6份、五甲基二乙基三胺2份。
所述的无铅锡铋焊料专用助焊膏的制备方法包括下列步骤：
I先将氢化松香、歧化松香、二聚松香粉碎成不大于0.5cm的颗粒，再将季戊四醇、乙二醇丁醚、辛醚、二价酸脂、邻苯二甲酸二丁酯与氢化松香、歧化松香、二聚松香混合进行乳化分散，分散速度为3000rpm，保持温度为30℃，待松香完全溶解完后形成溶液a；
II将聚酰胺类改性氢化蓖麻油加入所述溶液a，进行分散，保持温度为40℃，分散30min后，分散速度为15000rpm，进行降温至30℃，形成膏体b；
III将丁二酸、吡啶盐酸盐、DIACID 1550、溴酸三丁胺、五甲基二乙基三胺加入到四氢糠醇、油醇聚氧乙烯醚，温度80℃，搅拌溶解后冷却形成活性剂c；
IV在使用时，将膏体b、活性剂c搅拌均匀后，进行抽真空30min，真空度为0.6Mpa，所述膏体放置1天，再经过三辊研磨机进行研磨，至助焊膏颗粒尺寸小于10微米时停止研磨即得到所述的无铅锡铋焊料专用助焊膏。
实施例3
一种无铅锡铋焊料专用助焊膏，所述无铅锡铋焊料专用助焊膏按重量份包括如下材料：氢化松香20份、歧化松香5份、二聚松香10份、四氢糠醇10份、季戊四醇5份、乙二醇丁醚5份、辛醚8份、二价酸脂8份、邻苯二甲酸二丁酯2份、油醇聚氧乙烯醚2份、聚酰胺类改性氢化蓖麻油6份、丁二酸4份、吡啶盐酸盐2份、溴酸三丁胺1份、DIACID 1550 4份、五甲基二乙基三胺3份。
所述的无铅锡铋焊料专用助焊膏的制备方法包括下列步骤：
I先将氢化松香、歧化松香、二聚松香粉碎成不大于0.5cm的颗粒，再将季戊四醇、乙二醇丁醚、辛醚、二价酸脂、邻苯二甲酸二丁酯与氢化松香、歧化松香、二聚松香混合进行乳化分散，分散速度为3500rpm，保持温度为25℃，待松香完全溶解完后形成溶液a；
II将聚酰胺类改性氢化蓖麻油加入所述溶液a，进行分散，保持温度为35℃，分散25min后，分散速度为19000rpm，进行降温至25℃，形成膏体b；
III将丁二酸、吡啶盐酸盐、DIACID 1550、溴酸三丁胺、五甲基二乙基三胺加入到四氢糠醇、油醇聚氧乙烯醚，温度70℃，搅拌溶解后冷却形成活性剂c；
IV在使用时，将膏体b、活性剂c搅拌均匀后，进行抽真空30min，真空度为0.7Mpa，所述膏体放置2天，再经过三辊研磨机进行研磨，至助焊膏颗粒尺寸小于10微米时停止研磨即得到所述的无铅锡铋焊料专用助焊膏。
实施例4
一种无铅锡铋焊料专用助焊膏，所述无铅锡铋焊料专用助焊膏按重量份包括如下材料：氢化松香15份、歧化松香8份、二聚松香14份、四氢糠醇7份、季戊四醇8份、乙二醇丁醚7份、辛醚6份、二价酸脂6份、邻苯二甲酸二丁酯3份、油醇聚氧乙烯醚2份、聚酰胺类改性氢化蓖麻油4份、丁二酸2份、吡啶盐酸盐2份、溴酸三丁胺1份、DIACID 1550 4份、五甲基二乙基三胺2份。
所述的无铅锡铋焊料专用助焊膏的制备方法包括下列步骤：
I先将氢化松香、歧化松香、二聚松香粉碎成不大于0.5cm的颗粒，再将季戊四醇、乙二醇丁醚、辛醚、二价酸脂、邻苯二甲酸二丁酯与氢化松香、歧化松香、二聚松香混合进行乳化分散，分散速度为4000rpm，保持温度为25℃，待松香完全溶解完后形成溶液a；
II将聚酰胺类改性氢化蓖麻油加入所述溶液a，进行分散，保持温度为30-40℃，分散20-30min后，分散速度为17000rpm，进行降温至25℃，形成膏体b；
III将丁二酸、吡啶盐酸盐、DIACID 1550、溴酸三丁胺、五甲基二乙基三胺加入到四氢糠醇、油醇聚氧乙烯醚，温度70℃，搅拌溶解后冷却形成活性剂c；
IV在使用时，将膏体b、活性剂c搅拌均匀后，进行抽真空30min，真空度为0.7Mpa，所述膏体放置1天，再经过三辊研磨机进行研磨，至助焊膏颗粒尺寸小于10微米时停止研磨即得到所述的无铅锡铋焊料专用助焊膏。
实施例5
一种无铅锡铋焊料专用助焊膏，所述无铅锡铋焊料专用助焊膏按重量份包括如下材料：氢化松香18份、歧化松香6份、二聚松香12份、四氢糠醇6份、季戊四醇8份、乙二醇丁醚7份、辛醚7份、二价酸脂6份、邻苯二甲酸二丁酯3份、油醇聚氧乙烯醚2份、聚酰胺类改性氢化蓖麻油5份、丁二酸3份、吡啶盐酸盐1份、溴酸三丁胺1.5份、DIACID 1550 6份、五甲基二乙基三胺3份。
所述的无铅锡铋焊料专用助焊膏的制备方法包括下列步骤：
I先将氢化松香、歧化松香、二聚松香粉碎成不大于0.5cm的颗粒，再将季戊四醇、乙二醇丁醚、辛醚、二价酸脂、邻苯二甲酸二丁酯与氢化松香、歧化松香、二聚松香混合进行乳化分散，分散速度为3600rpm，保持温度为28℃，待松香完全溶解完后形成溶液a；
II将聚酰胺类改性氢化蓖麻油加入所述溶液a，进行分散，保持温度为32℃，分散24min后，分散速度为18000rpm，进行降温至25℃，形成膏体b；
III将丁二酸、吡啶盐酸盐、DIACID 1550、溴酸三丁胺、五甲基二乙基三胺加入到四氢糠醇、油醇聚氧乙烯醚，温度75℃，搅拌溶解后冷却形成活性剂c；
IV在使用时，将膏体b、活性剂c搅拌均匀后，进行抽真空30min，真空度为0.6Mpa，所述膏体放置2天，再经过三辊研磨机进行研磨，至助焊膏颗粒尺寸小于10微米时停止研磨即得到所述的无铅锡铋焊料专用助焊膏。
对所述实施例1-5与现有无铅锡铋焊料专用助焊膏参照IPC及J-STD-004B标准进行对比测试，测试项目有印刷性，润湿性，锡球测试结果，实施例1-5比现有的无铅助焊膏印刷性显著好，空印漏印控制在0.4％以下，长时间印刷不发干，印刷时间大于24小时，印刷寿命长，润湿性测试实施例1-5显著比现有无铅助焊膏好，锡球测试显著优于对比测试的无铅锡铋焊料专用助焊膏。
尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的实施例。

Claims (8)

1.一种无铅锡铋焊料专用助焊膏，其特征在于，所述无铅锡铋焊料专用助焊膏按重量份包括如下材料：氢化松香10-20份、歧化松香5-10份、二聚松香10-15份、四氢糠醇5-10份、季戊四醇5-10份、乙二醇丁醚5-8份、辛醚5-8份、二价酸脂5-8份、邻苯二甲酸二丁酯2-5份、油醇聚氧乙烯醚2-3份、聚酰胺类改性氢化蓖麻油3-6份、丁二酸2-4份、吡啶盐酸盐1-2份、溴酸三丁胺1-2份、DIACID 1550 4-8份、五甲基二乙基三胺1-3份。
2.如权利要求1所述的无铅锡铋焊料专用助焊膏，其特征在于，所述无铅锡铋焊料专用助焊膏按重量份包括如下材料：氢化松香18份、歧化松香8份、二聚松香12份、四氢糠醇6份、季戊四醇7份、乙二醇丁醚7份、辛醚6份、二价酸脂6份、邻苯二甲酸二丁酯3份、油醇聚氧乙烯醚2份、聚酰胺类改性氢化蓖麻油5份、丁二酸3份、吡啶盐酸盐1份、溴酸三丁胺1份、DIACID 1550 6份、五甲基二乙基三胺2份。
3.如权利要求1所述的无铅锡铋焊料专用助焊膏，其特征在于，所述无铅锡铋焊料专用助焊膏：丁二酸∶DIACID 1550∶五甲基二乙基三胺∶溴酸三丁胺重量比为1∶2∶1∶0.5。
4.如权利要求1-3中任一所述的无铅锡铋焊料专用助焊膏的制备方法，其特征在于，所述的无铅锡铋焊料专用助焊膏的制备方法包括下列步骤：
I先将氢化松香、歧化松香、二聚松香粉碎成不大于0.5cm的颗粒，再将季戊四醇、乙二醇丁醚、辛醚、二价酸脂、邻苯二甲酸二丁酯与氢化松香、歧化松香、二聚松香混合进行乳化分散，保持温度为20-30℃，待松香完全溶解完后形成溶液a；
II将聚酰胺类改性氢化蓖麻油加入所述溶液a，进行分散，保持温度为30-40℃，分散20-30min后，进行降温至20-30℃，形成膏体b；
III将丁二酸、吡啶盐酸盐、DIACID 1550、溴酸三丁胺、五甲基二乙基三胺加入到四氢糠醇、油醇聚氧乙烯醚，温度60-80℃，搅拌溶解后冷却形成活性剂c；
IV在使用时，将膏体b、活性剂c搅拌均匀即得到所述的无铅锡铋焊料专用助焊膏。
5.如权利要求4所述的无铅锡铋焊料专用助焊膏的制备方法，其特征在于，步骤I的分散速度为3000-4000rpm，步骤II的分散速度为15000-19000rpm。
6.如权利要求5所述的无铅锡铋焊料专用助焊膏的制备方法，其特征在于，步骤I的分散速度为3000rpm，步骤II的分散速度为16000rpm。
7.如权利要求6所述的无铅锡铋焊料专用助焊膏的制备方法，其特征在于，所述的无铅助焊膏的制备方法还包括，在步骤IV后进行抽真空30min，真空度为0.6-0.8Mpa。
8.如权利要求7所述的无铅锡铋焊料专用助焊膏的制备方法，其特征在于，所述的无铅助焊膏的制备方法还包括，在步骤IV后，所述膏体放置1-2天，再经过三辊研磨机进行研磨，至助焊膏颗粒尺寸小于10微米时停止研磨。
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