CN106271222A - 一种用于自动焊锡软钎焊的固态助焊剂及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于自动焊锡软钎焊的固态助焊剂，按重量百分数计，包括如下组分：包括如下组分：去离子水80～86％、助溶剂4.5～10％、活性剂4～7％、非离子表面活性剂0.4～1.2％、成膜剂0.9～1.4％、缓蚀剂0.2～0.4％，其中活性剂由如下组分组成：2‑羟基丙酸0.3～0.7％、1,2‑乙烷二甲酸0.7～1.3％、1,3‑丙酮二羧酸0.4～0.8％、十一烷二酸0.6～1％、丙二酸0.5～0.8％、聚乙二醇PEG‑200 1～1.8％、丁二酸酰胺0.5～1％。与现有技术相比，本发明的固态助焊剂为水基助焊剂，为水基助焊剂，用于精密电路板的焊锡无连焊、无针孔等问题，具有焊接牢靠性好、环保安全、高活性、浸润性佳、低腐蚀、低成本等优点，而且制备方法简便，在常温下即可操作完成，对设备要求低，应用前景好。

Description

一种用于自动焊锡软钎焊的固态助焊剂及其制备方法

技术领域

本发明涉及助焊剂技术领域，特别涉及一种用于自动焊锡软钎焊的固态助焊剂及其制备方法。

背景技术

自动焊锡机因其自动化水平高、材料无任何损失、可替代人工焊锡、可任意角度无死角焊锡、设备耗电量小等特点，越来越受到消费者的亲睐。软钎焊(又称锡焊)选用的助焊剂性能的优劣，直接影响软钎焊的效率和质量。目前，自动焊锡机焊接电路板等精细电子产品时，现有的助焊剂往往活性较低、浸润效果差，应用于焊锡丝中存在如下缺点：焊点外观粗糙、扩展率小、润湿角大、铺展不开，易产生裂纹、针孔、连锡、空焊等现象，焊接不牢固等，同时自动焊锡时为了使焊接牢靠，一般采用松香为主的助焊剂，而残留松香容易导致线路板的力学性能和电性能不佳、腐蚀性较强、浸润性能不佳等问题。

发明内容

本发明的目的在于，针对现有技术的上述不足，提供一种用于自动焊锡软钎焊的固态助焊剂，为水基助焊剂，用于精密电路板的焊锡无连焊、无针孔等问题，具有焊接牢靠性好、高活性、浸润性佳、低腐蚀、低成本、环保安全等优点。

本发明的目的还在于，提供前述用于自动焊锡软钎焊的固态助焊剂的制备方法。

本发明为达到上述目的所采用的技术方案是：

一种用于自动焊锡软钎焊的固态助焊剂，按重量百分数计，包括如下组分：去离子水80～86％、助溶剂4.5～10％、活性剂4～7％、非离子表面活性剂0.4～1.2％、成膜剂0.9～1.4％、缓蚀剂0.2～0.4％。

优选地，按重量百分数计，包括如下组分：去离子水82.7％、助溶剂9.1％、活性剂5.5％、非离子表面活性剂1.2％、成膜剂1.2％、缓蚀剂0.3％。

优选地，所述的助溶剂按重量百分数计由如下组分组成：乙醇1～6.1％、1,2-二羟基丙烷0.4～1.1％、三乙醇胺0.3～1％、N-(2-羟乙基)乙二胺0.5～1％、四羟乙基乙二胺0.8～1.4％。

优选地，所述的活性剂按重量百分数计由如下组分组成：2-羟基丙酸0.3～0.7％、1,2-乙烷二甲酸0.7～1.3％、1,3-丙酮二羧酸0.4～0.8％、十一烷二酸0.6～1％、丙二酸0.5～0.8％、聚乙二醇PEG-200 1～1.8％、丁二酸酰胺0.5～1％。

优选地，所述的非离子表面活性剂按重量百分数计由如下组分组成：脂肪醇聚氧乙烯醚AEO 0.2～0.9％、烷基酚聚氧乙烯醚0.2～0.5％。

优选地，所述的成膜剂为混二酸二甲酯。

优选地，所述的缓蚀剂为苯并三氮唑或甲基苯并三氮唑中的任一种。

一种前述用于自动焊锡软钎焊的固态助焊剂的制备方法，包括如下步骤：

按照设定的比例称取原料，在常温下将去离子水加入到带有搅拌装置的反应釜中,再加入助溶剂，之后启动搅拌，加入活性剂和非离子表面活性剂，搅拌15-20min后，加入成膜剂,搅拌15-20min后,再加入缓蚀剂,继续搅拌至固体原料完全溶解后，停止搅拌,静置，过滤，得到成品。

与现有技术相比，本发明提供的用于自动焊锡软钎焊的固态助焊剂，其制备方法简便合理，成本低，对设备要求低，在常温下即可完成制备，节约能源，该固态助焊剂便于存储和运输，对多种电子电路板如裸铜板、喷锡板、镀金板、镀银板等具有可高效去除被焊接材质表面油污、无残留、去污能力强、可降低被焊接材质表面张力、浸润效果佳、扩展率高、绝缘电阻高等特点，特别适用于软钎焊无铅焊锡丝配套用的助焊剂。

本发明提供的用于自动焊锡软钎焊的固态助焊剂，为水基助焊剂，各组分的组合方式和重量经过精密的计算与试验，具有环保性好、安全性佳、低腐蚀、低成本、高活性、焊接牢靠性好、稳定性好等优点，而且适应性广，上锡速度快，其用于自动焊锡机拖焊、点焊、普通的手工拖焊、元器件PIN脚拖焊、对特殊裸铜板焊接具有亲和性很好的特点，其用于拖焊精密IC(IC脚距很密集)不会产生连锡现象，适用于电子、电器及通信设备领域各电子元器件和产品的软钎焊焊接，在自动焊锡机进行焊接时可以控制使用功率为60-80W、烙铁头温度实测在360℃-420℃之间，软钎焊生产率高，一次性能焊接几十至几千个焊缝，无焊点成球、假焊、拉尖等不良状况，焊接缺陷更少，焊点表面光亮，焊点饱满，电绝缘性能优良，有效减少焊点连锡或空焊的发生，有效地提高了自动焊锡的焊接质量，自动化水平高。

上述是发明技术方案的概述，以下结合具体实施方式，对本发明做进一步说明。

具体实施方式：

为了使本发明的目的和技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例作详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例1：本实施例提供的用于自动焊锡软钎焊的固态助焊剂，按重量百分数计，包括如下组分：去离子水80％、助溶剂10％、活性剂7％、非离子表面活性剂1.2％、成膜剂1.4％、缓蚀剂0.4％。非离子表面活性剂为烷基酚聚氧乙烯醚0.3％和脂肪醇聚氧乙烯醚AEO 0.9％，稳定性高，不易受强电解质存在的影响，也不易受酸、碱的影响，其在水中和有机溶剂中都有较好的溶解性，在溶液中稳定性高，非离子表面活性剂有良好的耐硬水能力，低起泡性、分散、乳化、润湿、增溶性能很好，烷基酚聚氧乙烯醚优选为OP-10即壬基酚聚氧乙烯醚非离子表面活性剂，易溶于水，PH值为6-7，润湿性能好，具有良好的净洗、润湿、扩散、抗静电作用，亲水性好，渗透力和去污力强，乳化力相当强，可以改善去离子水在PCB表面和通孔内部的涂覆润湿，且对PCB板电绝缘性能的影响较小。成膜剂为混二酸二甲酯，由丁二酸二甲酯、戊二酸二甲酯、己二酸二甲酯按任意质量比配合而成，为环保型高沸点溶剂，具有极好的溶解力、良好的流平性、良好的稳定性和耐温性，可以提高光泽度、改善平坦性、密着性，减少针孔等缺陷，促进改善柔韧性和附着力。缓蚀剂可以为苯并三氮唑，也可以为甲基苯并三氮唑，它们吸附在金属表面迅速形成一层致密很薄的膜，保护金属免受大气及有害介质的腐蚀，通过与其他组分的配合，增强其缓蚀效果，溶于醇、苯等有机溶剂，对金属如银、铜、铅、镍、锌等的防锈、缓蚀效果好，合理浓度的缓蚀剂能实现对破损保护膜的及时修补。

其中，助溶剂按重量百分数计由如下组分组成：乙醇6.1％、1,2-二羟基丙烷0.9％、三乙醇胺1％、N-(2-羟乙基)乙二胺0.8％、四羟乙基乙二胺1.2％。助溶剂的各组分与水、有机溶剂的混溶性好，润湿性佳，具有良好的溶解性和良好的偶联能力，可增强焊料各组分之间相容性，降低水的表面张力，对活性剂、成膜物质均有较好的溶剂力，能改善助焊剂的润湿性，有助于提升无铅焊料的填充通孔的能力。活性剂按重量百分数计由如下组分组成：2-羟基丙酸0.6％、1,2-乙烷二甲酸1.2％、1,3-丙酮二羧酸0.7％、十一烷二酸1％、丙二酸0.8％、聚乙二醇PEG-200 1.7％、丁二酸酰胺1％。活性剂成分经合理选择精心配比，具有良好的水溶性，并与许多有机物有良好的相溶性，具有优良的润滑性、保湿性、分散性、抗静电性能，分子量很小,可以有效地渗透，耐腐蚀、光洁度好，还有一定的抗氧、除氧效果，可起到抗氧增效作用，同时可以增强活性剂的活性并增大活性剂的活化温度范围，助焊性能优良而焊后残留物少，有效降低残留物的腐蚀性。

通过以去离子水为主溶剂，优选润湿性好的助溶剂、活性剂进行合理配比，同时添加非离子表面活性剂、成膜剂、缓蚀剂，各组分在去离子水中的溶解效果好，分散均匀，成膜剂的成膜效果佳，利用非离子表面活性剂在溶液内形成混合胶束，起到增效作用，降低体系的表面张力，同时助溶剂、活性剂、三异丙醇胺可以进一步降低表面张力，促进体系中各组分的溶解并提高溶剂体系的沸点，可增强活性剂的活性，减少焊接飞溅，体系的表面活性效果强，浸润效果高，稳定性好，有效解决自动焊锡软钎焊料铺展状况差、扩展率低等问题。各组分之间合理配比，协同增效，使该助焊剂的润湿性能满足电子工业的要求，助焊剂铺展率达85％左右，助焊剂的PH值达到6.55，更接近中性，润湿角达30.48°，成膜性好，成膜厚度可达0.5-1mm，在Sn-Ag-Cu上扩展率达到80.0mm²,无穿透性铜镜腐蚀，表面电阻1.4*10⁹，最终表面绝缘电阻0.6*10⁹，不会出现“炸锡”问题，腐蚀性弱，焊锡后残留极少，环保，安全，可以彻底去除基材及钎料表面的氧化层，大大减少环境污染以及对操作工人健康的危害，且具有不易燃、存储和运输方便等综合优势。

一种前述用于自动焊锡软钎焊的固态助焊剂的制备方法，包括如下步骤：

按照设定的比例称取原料，在常温下将去离子水加入到带有搅拌装置的反应釜中,再加入助溶剂，之后启动搅拌，加入活性剂和非离子表面活性剂，搅拌20min后，加入成膜剂,搅拌15min后,再加入缓蚀剂,继续搅拌至原料完全溶解后，停止搅拌,静置，过滤，得到成品。

实施例2：本实施例提供的用于自动焊锡软钎焊的固态助焊剂及其制备方法，与实施例1基本相同，不同之处在于：

本实施例的用于自动焊锡软钎焊的固态助焊剂按重量百分数计，包括如下组分：去离子水83％、助溶剂9％、活性剂6.5％、非离子表面活性剂0.4％、成膜剂0.9％、缓蚀剂0.2％。其中，非离子表面活性剂为烷基酚聚氧乙烯醚0.2％和脂肪醇聚氧乙烯醚AEO0.2％；助溶剂按重量百分数计由如下组分组成：乙醇6％、1,2-二羟基丙烷0.4％、三乙醇胺1％、N-(2-羟乙基)乙二胺0.5％、四羟乙基乙二胺1.1％；活性剂按重量百分数计由如下组分组成：2-羟基丙酸0.4％、1,2-乙烷二甲酸1.1％、1,3-丙酮二羧酸0.6％、十一烷二酸1％、丙二酸0.8％、聚乙二醇PEG-200 1.6％、丁二酸酰胺1％。

其制备过程中：加入活性剂和非离子表面活性剂，搅拌15min后，加入成膜剂,搅拌20min。

其他与实施例1相同，在此不再累赘。

实施例3：本实施例提供的用于自动焊锡软钎焊的固态助焊剂及其制备方法，与实施例1基本相同，不同之处在于：

本实施例的用于自动焊锡软钎焊的固态助焊剂按重量百分数计，包括如下组分：去离子水82.7％、助溶剂9.1％、活性剂5.5％、非离子表面活性剂1.2％、成膜剂1.2％、缓蚀剂0.3％。其中，非离子表面活性剂为烷基酚聚氧乙烯醚0.5％和脂肪醇聚氧乙烯醚AEO0.7％；助溶剂按重量百分数计由如下组分组成：乙醇5％、1,2-二羟基丙烷1.1％、三乙醇胺0.8％、N-(2-羟乙基)乙二胺1％、四羟乙基乙二胺1.4％；活性剂按重量百分数计由如下组分组成：2-羟基丙酸0.5％、1,2-乙烷二甲酸0.9％、1,3-丙酮二羧酸0.5％、十一烷二酸0.9％、丙二酸0.7％、聚乙二醇PEG-200 1.3％、丁二酸酰胺0.7％。

其制备过程中：加入活性剂和非离子表面活性剂，搅拌18min后，加入成膜剂,搅拌16min。

其他与实施例1相同，在此不再累赘。

实施例4：本实施例提供的用于自动焊锡软钎焊的固态助焊剂及其制备方法，与实施例1基本相同，不同之处在于：

本实施例的用于自动焊锡软钎焊的固态助焊剂按重量百分数计，包括如下组分：去离子水86％、助溶剂8.5％、活性剂4％、非离子表面活性剂0.5％、成膜剂0.7％、缓蚀剂0.3％。其中，非离子表面活性剂为烷基酚聚氧乙烯醚0.3％和脂肪醇聚氧乙烯醚AEO0.2％；助溶剂按重量百分数计由如下组分组成：乙醇5.8％、1,2-二羟基丙烷0.7％、三乙醇胺0.6％、N-(2-羟乙基)乙二胺0.6％、四羟乙基乙二胺0.8％；活性剂按重量百分数计由如下组分组成：2-羟基丙酸0.3％、1,2-乙烷二甲酸0.7％、1,3-丙酮二羧酸0.4％、十一烷二酸0.6％、丙二酸0.5％、聚乙二醇PEG-200 1％、丁二酸酰胺0.5％。

其制备过程中：加入活性剂和非离子表面活性剂，搅拌17min后，加入成膜剂,搅拌18min。

其他与实施例1相同，在此不再累赘。

实施例5：本实施例提供的用于自动焊锡软钎焊的固态助焊剂及其制备方法，与实施例1基本相同，不同之处在于：

本实施例的用于自动焊锡软钎焊的固态助焊剂按重量百分数计，包括如下组分：去离子水86％、助溶剂4.5％、活性剂7％、非离子表面活性剂1％、成膜剂1.1％、缓蚀剂0.4％。其中，非离子表面活性剂为烷基酚聚氧乙烯醚0.4％和脂肪醇聚氧乙烯醚AEO0.6％；助溶剂按重量百分数计由如下组分组成：乙醇1％、1,2-二羟基丙烷0.9％、三乙醇胺0.3％、N-(2-羟乙基)乙二胺0.8％、四羟乙基乙二胺1.2％；活性剂按重量百分数计由如下组分组成：2-羟基丙酸0.7％、1,2-乙烷二甲酸1.3％、1,3-丙酮二羧酸0.8％、十一烷二酸0.8％、丙二酸0.7％、聚乙二醇PEG-200 1.8％、丁二酸酰胺0.9％。

其制备过程中：加入活性剂和非离子表面活性剂，搅拌19min后，加入成膜剂,搅拌18min。

其他与实施例1相同，在此不再累赘。

根据上述说明书的揭示和教导，本发明所属领域的技术人员还可以对上述实施方式进行变更和修改。因此，本发明并不局限于上面揭示和描述的具体实施方式，对发明的一些修改和变更也应当落入本发明的权利要求的保护范围内。

Claims (8)

1.一种用于自动焊锡软钎焊的固态助焊剂，其特征在于，按重量百分数计，包括如下组分：去离子水80～86％、助溶剂4.5～10％、活性剂4～7％、非离子表面活性剂0.4～1.2％、成膜剂0.9～1.4％、缓蚀剂0.2～0.4％。

2.根据权利要求1所述的用于自动焊锡软钎焊的固态助焊剂，其特征在于，按重量百分数计，包括如下组分：去离子水82.7％、助溶剂9.1％、活性剂5.5％、非离子表面活性剂1.2％、成膜剂1.2％、缓蚀剂0.3％。

3.根据权利要求1或2所述的用于自动焊锡软钎焊的固态助焊剂，其特征在于，所述的助溶剂按重量百分数计由如下组分组成：乙醇1～6.1％、1,2-二羟基丙烷0.4～1.1％、三乙醇胺0.3～1％、N-(2-羟乙基)乙二胺0.5～1％、四羟乙基乙二胺0.8～1.4％。

4.根据权利要求1或2所述的用于自动焊锡软钎焊的固态助焊剂，其特征在于，所述的活性剂按重量百分数计由如下组分组成：2-羟基丙酸0.3～0.7％、1,2-乙烷二甲酸0.7～1.3％、1,3-丙酮二羧酸0.4～0.8％、十一烷二酸0.6～1％、丙二酸0.5～0.8％、聚乙二醇PEG-200 1～1.8％、丁二酸酰胺0.5～1％。

5.根据权利要求1或2所述的用于自动焊锡软钎焊的固态助焊剂，其特征在于，所述的非离子表面活性剂按重量百分数计由如下组分组成：脂肪醇聚氧乙烯醚AEO 0.2～0.9％、烷基酚聚氧乙烯醚0.1～0.5％。

6.根据权利要求1或2所述的用于自动焊锡软钎焊的固态助焊剂，其特征在于，所述的成膜剂为混二酸二甲酯。

7.根据权利要求1或2所述的用于自动焊锡软钎焊的固态助焊剂，其特征在于，所述的缓蚀剂为苯并三氮唑或甲基苯并三氮唑中的任一种。

8.一种权利要求1-7之一所述用于自动焊锡软钎焊的固态助焊剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

按照设定的比例称取原料，在常温下将去离子水加入到带有搅拌装置的反应釜中,再加入助溶剂，之后启动搅拌，加入活性剂和非离子表面活性剂，搅拌15-20min后，加入成膜剂,搅拌15-20min后,再加入缓蚀剂,继续搅拌至固体原料完全溶解后，停止搅拌,静置，过滤，得到成品。