CN106078002B

CN106078002B - 一种高稳定性助焊剂膏体

Info

Publication number: CN106078002B
Application number: CN201610503112.8A
Authority: CN
Inventors: 黄绍锋; 周健; 王燕清; 张良路
Original assignee: Southeast University; Nanjing Panda Electronics Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Southeast University; Nanjing Panda Electronics Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2016-07-01
Filing date: 2016-07-01
Publication date: 2018-04-17
Anticipated expiration: 2036-07-01
Also published as: CN106078002A

Abstract

本发明公开了一种高稳定性助焊剂膏体，其含有成膜剂、溶剂、活化剂、触变剂和稳定剂，所述成膜剂由羟基丙烯酸树脂搭配氢化聚合松香组成，所述稳定剂由氨基羧酸和/或1,3‑二酮络合剂搭配聚乙烯醇组成；其中羟基丙烯酸树脂在助焊剂膏体中所占的重量百分比为10‑20%，氢化聚合松香在助焊剂膏体中所占的重量百分比为20‑30%；氨基羧酸和/或1,3‑二酮络合剂在助焊剂膏体中所占的重量百分比为1‑3%，聚乙烯醇在助焊剂膏体中所占的重量百分比为1‑3%。本发明与含铅或无铅焊料粉体混合均匀后可获得可常温保存且保持周期长的高稳定性焊膏，同时焊膏在使用过程中可保持更长时间的流变特性的稳定。

Description

一种高稳定性助焊剂膏体

技术领域

本发明涉及一种高稳定性助焊剂膏体，属于焊料制作技术领域。

背景技术

丝印焊膏是广泛应用于电子封装及组装行业的焊接原材料，是助焊剂膏体和焊料合金粉末组成的混合物。目前常用的焊料合金主要分为含铅和无铅两大类，前者为Sn-Pb合金，后者包含Sn-Ag-Cu、Sn-Cu、Sn-Bi等合金体系。用于制作焊膏的助焊剂膏体需具备印刷和回流焊接两个工艺特性，因此通常包含成膜剂、溶剂、活化剂、触变剂等基本成分。然而，由于焊料合金粉末与助焊剂成分之间的相互反应，以及两个组分与空气之间的相互反应，焊膏在保存、运输、使用过程中长期存在特性不稳定的问题，在生产过程中成为带来不良问题的主要因素。

焊膏中的活性剂一般选用有机酸或有机胺，以及部分含卤素的有机盐，这类物质在高温下被活化从而有效去除母材和焊粉表面，起到助焊的效果，但同时在低温下与焊粉的反应难以避免，造成焊膏在保存过程中发生变质。这些反应的进程与温度直接相关，温度越低，反应速度越慢，因此目前焊膏的存储规范要求焊膏在0℃下低温保存，这给存储和运输过程增加了难度和成本。

此外，在使用过程中，焊膏在室温下被暴露于空气中，并伴随有刮板的来回印刷运动，加快了焊料与助焊剂、助焊剂与空气、空气与焊粉之间的化学反应，因此变质加速，焊膏的印刷性和可焊性等都显著下降。

如上所述，焊料合金、助焊剂膏体与空气三者之间的化学反应是导致焊膏保存和使用过程中稳定性降低的根本原因，在一定的温度条件下，这种化学反应的速度被加快，从而导致焊膏加速变质，性能下降。

提高焊膏稳定性的现有方法一般分为两类，一种是加入缓蚀剂如苯并三氮唑等作为稳定剂，一类则采用高分子膜包裹焊粉的方法。然而，采用上述方法往往导致焊料金属的熔融受到阻碍，锡珠等焊接不良问题反而增多。因此，业界一直在探索其它提高焊膏稳定性的方法。

发明内容

为克服上述存在的问题，本发明提供了一种高稳定性助焊剂膏体，该助焊剂膏体可大大降低焊粉表面的氧与助焊剂中的氢离子或铵根离子的反应速率，从而提高了焊膏组分、流变特性的稳定性。

本发明采取的技术方案如下：

一种高稳定性助焊剂膏体，其含有成膜剂、溶剂、活化剂、触变剂和稳定剂，所述成膜剂由羟基丙烯酸树脂搭配氢化聚合松香组成，所述稳定剂由氨基羧酸和/或1,3-二酮络合剂搭配聚乙烯醇组成。

作为优选，所述羟基丙烯酸树脂在助焊剂膏体中所占的重量百分比为10-20%，氢化聚合松香在助焊剂膏体中所占的重量百分比为20-30%；所述氨基羧酸和/或1,3-二酮络合剂在助焊剂膏体中所占的重量百分比为1-3%，聚乙烯醇在助焊剂膏体中所占的重量百分比为1-3%。

作为优选，所述各组分的重量占比为：成膜剂40%、溶剂35%、活化剂7%、触变剂15%、稳定剂3%，其中所述成膜剂由12重量%的羟基丙烯酸树脂搭配28重量%的氢化聚合松香所组成，所述稳定剂由1.5重量%的氨基羧酸和/或1,3-二酮络合剂搭配1.5重量%的聚乙烯醇所组成。

作为优选，所述各组分的重量占比为：成膜剂45%、溶剂35%、活化剂7%、触变剂10%、稳定剂3%，其中所述成膜剂由15重量%的羟基丙烯酸树脂搭配30重量%的氢化聚合松香所组成，所述稳定剂由1.5重量%的氨基羧酸和/或1,3-二酮络合剂搭配1.5重量%的聚乙烯醇所组成。

作为优选，所述各组分的重量占比为：成膜剂40%、溶剂35%、活化剂7%、触变剂12%、稳定剂6%，其中所述成膜剂由12重量%的羟基丙烯酸树脂搭配28重量%的氢化聚合松香所组成，所述稳定剂由3重量%的氨基羧酸和/或1,3-二酮络合剂搭配3重量%的聚乙烯醇所组成。

一种丝网印刷用焊膏，其是将上述任一所述的焊膏用助焊剂与焊粉混合而得到。

本发明的有益效果是：

由含有10重量%至20重量%的羟基丙烯酸树脂搭配含有20重量%至30%的氢化聚合松香组成的成膜剂使焊膏具有优良的流变稳定性，制备得到的焊膏在50℃下具有稳定的粘度、触变系数，24小时往返滚动状态下粘度上升不高于10%，保持了优异的印刷性能。此外，这种成膜剂组分还提供了焊膏在80℃至150℃下良好的抗热坍塌性能，降低了细间距印刷容易产生桥连等不良的几率。羟基丙烯酸树脂与氢化聚合松香的配比必须进行优选，为控制焊膏的粘度在200Pa.s左右，助焊剂膏体中的成膜剂总量应保持在40重量%左右，当其中羟基丙烯酸树脂含量低于10重量%时，焊膏粘度的稳定性会明显下降，当羟基丙烯酸树脂含量高于20重量%时，不仅会导致粘度过高，印刷性能下降，也容易导致焊膏的铺展率降低。

本发明助焊剂膏体中的稳定剂由含有1重量%至3重量%的氨基羧酸和/或1,3-二酮络合剂搭配1重量%至3重量%的聚乙烯醇所组成。本发明发现聚乙烯醇在络合剂的作用下能够与焊粉表面的氧化物形成较强的共价键，这大大降低了焊粉表面的氧与助焊剂中的氢离子或铵根离子的反应的速率，从而提高了焊膏组分、流变特性的稳定性。聚乙烯醇是一种高熔点醇，不易挥发，当加入量超过3重量%时会导致焊膏的焊后残留偏高，而加入量低于1重量%时对焊膏稳定性的作用不明显。氨基羧酸和/或1,3-二酮可单独或复合添加，但络合剂总量大于3%时也易导致焊粉难以熔化合并，产生锡珠等问题。

附图说明

图1是焊膏50℃保存30天前后的粘度变化。

图中：（A）为本发明助焊剂制备的焊膏初始粘度测试；（B）为本发明焊膏50℃保存30天后的粘度测试；（C）为对比焊膏的初始粘度，与本发明助焊剂的区别在于不含有羧基丙烯酸树脂成膜剂，也无加入氨基羧酸和/或1,3-二酮络合剂；（D）为对比焊膏50℃保存30天后的粘度。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。

实施例1。

（a）成膜剂40重量%，由含有12重量%的羟基丙烯酸树脂搭配含有28重量%的氢化聚合松香组成。

（b）溶剂35重量%，由包含30重量%的二乙二醇单己醚和5重量%的3-乙基-2,6-戊二醇组成。

（c）活性剂7重量%，其中包含6重量%有机酸和1重量%的有机盐，有机酸可为丁二酸、戊二酸、己二酸、癸二酸、二羟甲基丙酸中的一种或多种，有机盐可为环己胺氢溴酸盐、二乙胺盐酸盐的一种或多种。

（d）触变剂15重量%，其中包含10重量%的氢化蓖麻油，5重量%的酰胺类触变剂，酰胺类触变剂可包含乙撑双硬脂酸酰胺、芥酸酰胺的一种或多种。

（e）稳定剂3重量%，由1.5重量%的氨基羧酸和/或1,3-二酮络合剂搭配1.5重量%的聚乙烯醇所组成。

实施例2。

（a）成膜剂45重量%，由含有15重量%的羟基丙烯酸树脂搭配含有30重量%的氢化聚合松香组成。

（d）触变剂10重量%，其中包含6重量%的氢化蓖麻油，4重量%的酰胺类触变剂，酰胺类触变剂可包含乙撑双硬脂酸酰胺、芥酸酰胺的一种或多种。

（e）稳定剂3重量%，由2重量%的氨基羧酸和/或1,3-二酮络合剂搭配1重量%的聚乙烯醇所组成。

实施例3。

（d）触变剂12重量%，其中包含10重量%的氢化蓖麻油，5重量%的酰胺类触变剂，酰胺类触变剂可包含乙撑双硬脂酸酰胺、芥酸酰胺的一种或多种。

（e）稳定剂6重量%，由3重量%的氨基羧酸和/或1,3-二酮络合剂搭配3重量%的聚乙烯醇所组成。

以上各实施例中所述的的重量占比为均该组分在整个助焊剂膏体中所占的重量百分比；且本发明组方中，所有组分重量之和为100%”。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本领域的普通技术人员应该了解，上述实施例不以任何形式限制本发明的保护范围，凡采用等同替换等方式所获得的技术方案，均落于本发明的保护范围内。本发明未涉及部分均与现有技术相同或可采用现有技术加以实现。

Claims

1.一种高稳定性助焊剂膏体，其特征在于：含有成膜剂、溶剂、活化剂、触变剂和稳定剂，所述成膜剂由羟基丙烯酸树脂搭配氢化聚合松香组成，所述稳定剂由氨基羧酸和/或1,3-二酮络合剂搭配聚乙烯醇组成；

所述羟基丙烯酸树脂在助焊剂膏体中所占的重量百分比为10-20%，氢化聚合松香在助焊剂膏体中所占的重量百分比为20-30%；所述氨基羧酸和/或1,3-二酮络合剂在助焊剂膏体中所占的重量百分比为1-3%，聚乙烯醇在助焊剂膏体中所占的重量百分比为1-3%。

2.根据权利要求1所述的一种高稳定性助焊剂膏体，其特征在于：各组分的重量占比为：成膜剂40%、溶剂35%、活化剂7%、触变剂15%、稳定剂3%，其中所述成膜剂由12重量%的羟基丙烯酸树脂搭配28重量%的氢化聚合松香所组成，所述稳定剂由1.5重量%的氨基羧酸和/或1,3-二酮络合剂搭配1.5重量%的聚乙烯醇所组成。

3.根据权利要求1所述的一种高稳定性助焊剂膏体，其特征在于：各组分的重量占比为：成膜剂45%、溶剂35%、活化剂7%、触变剂10%、稳定剂3%，其中所述成膜剂由15重量%的羟基丙烯酸树脂搭配30重量%的氢化聚合松香所组成，所述稳定剂由1.5重量%的氨基羧酸和/或1,3-二酮络合剂搭配1.5重量%的聚乙烯醇所组成。

4.根据权利要求1所述的一种高稳定性助焊剂膏体，其特征在于：各组分的重量占比为：成膜剂40%、溶剂35%、活化剂7%、触变剂12%、稳定剂6%，其中所述成膜剂由12重量%的羟基丙烯酸树脂搭配28重量%的氢化聚合松香所组成，所述稳定剂由3重量%的氨基羧酸和/或1,3-二酮络合剂搭配3重量%的聚乙烯醇所组成。

5.一种丝网印刷用焊膏，其特征在于：其是将权利要求1-4任一项所述的高稳定性助焊剂膏体与焊粉混合而得到。