CN108161280A - 一种无铅焊料用助焊剂及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种无铅焊料用助焊剂及其制备方法，该助焊剂包括：松香基材、活性剂、触变剂、缓蚀剂、抗氧化剂、溶剂。该助焊剂中，各组分的重量份数为：松香基材16‑32份、活性剂3‑8份、触变剂0.4‑1.6份、缓蚀剂0.1‑0.6份、抗氧化剂0.6‑2.2份、溶剂18‑30份。本发明的无铅焊料用助焊剂的稳定性优异且焊接时表现出良好的润湿性，解决了现有技术中的助焊剂存在的易氧化、润湿性不足、保存稳定性差的问题，从而满足IC、电容器、电阻等电子部件在印制电路板等上进行焊接的要求。
Description
技术领域
本发明涉及助焊剂技术领域，具体涉及一种无铅焊料用助焊剂及其制备方法。
背景技术
焊接用助焊剂是将例如IC、电容器、电阻等电子部件在印制电路板等上进行表面安装时所使用的材料，是焊膏的主成分。在表面安装中，通过丝网印刷或分配器等在印制电路板的电极上供给焊膏，在其之上放置电子部件，接下来对该基板在焊料金属的熔点以上进行回流等，由此电子部件和电极相接合。
无铅焊料(Sn-Ag-Cu系、Sn-Cu系等)与以往主流的铅共晶焊料(Sn-Pb系等)比较，由于熔点高、平均粒径小且粒径分布广等的理由，容易被氧化。因此，使用了无铅焊 料的焊膏存在如下问题：在焊接时，产生在电极上不充分润湿扩展的所谓“润湿不良”。
对此，一直以来实施调节预热温度的、在氮气氛中进行焊接等的对策。但是，进行预热温度的调节的情况下，不能有效地防止润湿不良。此外，可以通过进行氮气氛中的焊接来防止润湿性的降低，但存在制造成本增加的问题。近年来，大气气氛中的处理成为主流，强烈要求在大气气氛中防止润湿性的降低的方法。
此外，近年来随着电气化产品更加小型化，对焊膏强烈要求与安装基板上的微小电极图案相对应的印刷性能。作为提高焊膏的印刷性能的方法，例如研究使焊料粉末的平均粒径变小的方法。但是，由于焊料粉末的表面积会增大，因此存在更容易氧化、润湿性恶化的问题。此外，研究将卤素系化合物用在焊膏中的方法。但是，特别是在使用溴系化合物的情况等时，存在焊膏随时间容易增粘、保存稳定性降低的问题。除此以外，由于焊膏的增粘，存在容易产生润湿不良的问题。另外，电极氧化的情况下，也容易产生润湿不良，特别是在高温多湿下进行表面安装的情况下，润湿不良的产生成为大的问题。
基于此，有必要提出一种无铅焊料用助焊剂及其制备方法以解决上述问题。
发明内容
为了克服上述现有技术的不足，本发明提供了一种粘度稳定性优异且焊接时表现出良好的润湿性的无铅焊料用的助焊剂。
为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
一种无铅焊料用助焊剂，该助焊剂包括：松香基材、活性剂、触变剂、缓蚀剂、抗氧化剂、溶剂。
作为优选，该助焊剂中，各组分的重量份数为：松香基材16-32份、活性剂3-8份、触变剂0.4-1.6份、缓蚀剂0.1-0.6份、抗氧化剂0.6-2.2份、溶剂18-30份。
作为优选，该助焊剂中，各组分的重量份数为：松香基材24份、活性剂5.5份、触变剂1份、缓蚀剂0.35份、抗氧化剂1.5份、溶剂24份。
作为优选，所述松香基材为氢化松香和/或丙烯酸松香。
作为优选，所述活性剂为硬脂酸、吡啶甲酸、十二烷二酸、棕榈酸、壬二酸中的一中或几种。
作为优选，所述触变剂为硬化蓖麻油、硬脂酰胺或蜂蜡。
作为优选，所述缓蚀剂选自苯并三氮唑、甲基苯并三氮唑中的一种。
作为优选，所述抗氧化剂选自2,6-二叔丁基对甲酚、対叔戊基苯粉或4-甲基-6-叔丁基苯酚。
作为优选，所述溶剂选自丁基卡必醇、己基二乙二醇或异丁醇。
本发明还提供一种无铅焊料用助焊剂的制备方法，包括以下步骤：
（1）将松香基材、活性剂、溶剂加入到搅拌釜中，搅拌并加热升温至130-150℃，得到混合物a1；
（2）将步骤（1）所得混合物a1降温至80-100℃，然后加入触变剂、抗氧化剂，搅拌均匀，得到混合物a2；
（3）将缓蚀剂加至步骤（2）所得混合物a2，搅拌均匀，即得所述的无铅焊料用助焊剂。
与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
（1）本发明采用的氢化松香和丙烯酸松香具有较好的保存稳定性，同时，在润湿性方面表现优异，添加的活性剂可以激活各原料的活性，缓蚀剂可以增强的焊剂的防腐蚀性能，抗氧化剂增加焊剂的抗氧化性能，增加焊剂的稳定性，同时通过选用高沸点的溶剂，可以有效促进焊剂的回流。
（2）本发明通过优化助焊剂的组方和比例，从而实现了助焊剂粘度稳定性优异且焊接时表现出良好的润湿性，解决了现有技术中的助焊剂存在的易氧化、润湿性不足、保存稳定性差的问题，从而满足IC、电容器、电阻等电子部件在印制电路板等上进行焊接的要求。
（3）本发明的涂料制备工艺简单，容易实现工业化生产。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。
实施例1
一种无铅焊料用助焊剂，该助焊剂包括：松香基材、活性剂、触变剂、缓蚀剂、抗氧化剂、溶剂。
其中，该助焊剂中，各组分的重量份数为：松香基材24份、活性剂5.5份、触变剂1份、缓蚀剂0.35份、抗氧化剂1.5份、溶剂24份。
其中，所述松香基材为氢化松香和/或丙烯酸松香。
其中，所述活性剂为硬脂酸、吡啶甲酸、十二烷二酸、棕榈酸、壬二酸中的一中或几种。
其中，所述触变剂为硬化蓖麻油、硬脂酰胺或蜂蜡。
其中，所述缓蚀剂选自苯并三氮唑、甲基苯并三氮唑中的一种。
其中，所述抗氧化剂选自2,6-二叔丁基对甲酚、対叔戊基苯粉或4-甲基-6-叔丁基苯酚。
其中，所述溶剂选自丁基卡必醇、己基二乙二醇或异丁醇。
本发明还提供一种无铅焊料用助焊剂的制备方法，包括以下步骤：
（1）将松香基材、活性剂、溶剂加入到搅拌釜中，搅拌并加热升温至140℃，得到混合物a1；
（2）将步骤（1）所得混合物a1降温至90℃，然后加入触变剂、抗氧化剂，搅拌均匀，得到混合物a2；
（3）将缓蚀剂加至步骤（2）所得混合物a2，搅拌均匀，即得所述的无铅焊料用助焊剂。
实施例2
一种无铅焊料用助焊剂，该助焊剂包括：松香基材、活性剂、触变剂、缓蚀剂、抗氧化剂、溶剂。
其中，该助焊剂中，各组分的重量份数为：松香基材16份、活性剂3份、触变剂0.4份、缓蚀剂0.1份、抗氧化剂0.6份、溶剂18份。
其中，所述松香基材为氢化松香和/或丙烯酸松香。
其中，所述活性剂为硬脂酸、吡啶甲酸、十二烷二酸、棕榈酸、壬二酸中的一中或几种。
其中，所述触变剂为硬化蓖麻油、硬脂酰胺或蜂蜡。
其中，所述缓蚀剂选自苯并三氮唑、甲基苯并三氮唑中的一种。
其中，所述抗氧化剂选自2,6-二叔丁基对甲酚、対叔戊基苯粉或4-甲基-6-叔丁基苯酚。
其中，所述溶剂选自丁基卡必醇、己基二乙二醇或异丁醇。
本发明还提供一种无铅焊料用助焊剂的制备方法，包括以下步骤：
（1）将松香基材、活性剂、溶剂加入到搅拌釜中，搅拌并加热升温至130℃，得到混合物a1；
（2）将步骤（1）所得混合物a1降温至80℃，然后加入触变剂、抗氧化剂，搅拌均匀，得到混合物a2；
（3）将缓蚀剂加至步骤（2）所得混合物a2，搅拌均匀，即得所述的无铅焊料用助焊剂。
实施例3
一种无铅焊料用助焊剂，该助焊剂包括：松香基材、活性剂、触变剂、缓蚀剂、抗氧化剂、溶剂。
其中，该助焊剂中，各组分的重量份数为：松香基材32份、活性剂8份、触变剂1.6份、缓蚀剂0.6份、抗氧化剂2.2份、溶剂30份。
其中，所述松香基材为氢化松香和/或丙烯酸松香。
其中，所述活性剂为硬脂酸、吡啶甲酸、十二烷二酸、棕榈酸、壬二酸中的一中或几种。
其中，所述触变剂为硬化蓖麻油、硬脂酰胺或蜂蜡。
其中，所述缓蚀剂选自苯并三氮唑、甲基苯并三氮唑中的一种。
作为优选，所述抗氧化剂选自2,6-二叔丁基对甲酚、対叔戊基苯粉或4-甲基-6-叔丁基苯酚。
其中，所述溶剂选自丁基卡必醇、己基二乙二醇或异丁醇。
本发明还提供一种无铅焊料用助焊剂的制备方法，包括以下步骤：
（1）将松香基材、活性剂、溶剂加入到搅拌釜中，搅拌并加热升温至150℃，得到混合物a1；
（2）将步骤（1）所得混合物a1降温至100℃，然后加入触变剂、抗氧化剂，搅拌均匀，得到混合物a2；
（3）将缓蚀剂加至步骤（2）所得混合物a2，搅拌均匀，即得所述的无铅焊料用助焊剂。
试验方法
（1）保存稳定性试验
通过市售的螺旋式粘度计，分别将含有实施例1-3无铅焊料用助焊剂的焊膏的刚制备后的粘度和在40℃的恒温槽中保温 24小时后的粘度进行测定，基于以下所示的计算式，计算出该焊膏的增粘率。
增粘率=[(在40℃保温24小时后的10rpm下的粘度-焊膏刚制备后的10rpm下的粘度)÷(焊膏刚制备后的10rpm下的粘度)]×100
另外，上述保温条件是以温度加速试验为目的的，本试验中的增粘率大致重现在0℃-10℃保管三个月以上后的增粘率。并且，增粘率小于10%的情况下，视为保存稳定性良好。
（2）润湿性试验
对实施例1-3的无铅焊料用助焊剂制得的焊膏，条件：40℃、湿度90%、24小时，除此以外，同样地评价润湿性。
对润湿性试验中，基于以下的基准进行了评价。
1从焊膏熔融的焊料润湿试验板并扩展成涂布膏体的面积以上的状态。
2涂布焊膏的部分全部被焊料润湿的状态。
3涂布焊膏的部分的大半被焊料润湿的状态。
4试验板上没有焊料润湿的迹象且熔融的焊料成为一个或多个的焊球的状 态。
另外，本发明中将“1”和“2”判断为良好。
实验例
按照本发明实施例1-5以对比例1-5制备的导电防腐涂料的耐盐水性、电防腐蚀性、盐水喷雾、附着力等进行试验，具体结果见表1：
表1 性能检测结果
| 样品 | 实施例1 | 实施例2 | 实施例3 |
| 保存稳定性 | 满足要求 | 满足要求 | 满足要求 |
| 润湿性 | 1 | 2 | 1 |
从上表可以看出，本发明的无铅焊料用助焊剂的稳定性优异且焊接时表现出良好的润湿性。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种无铅焊料用助焊剂，其特征在于，该助焊剂包括：松香基材、活性剂、触变剂、缓蚀剂、抗氧化剂、溶剂。
2.根据权利要求1所述的无铅焊料用助焊剂，其特征在于，该助焊剂中，各组分的重量份数为：松香基材16-32份、活性剂3-8份、触变剂0.4-1.6份、缓蚀剂0.1-0.6份、抗氧化剂0.6-2.2份、溶剂18-30份。
3.根据权利要求1所述的无铅焊料用助焊剂，其特征在于，该助焊剂中，各组分的重量份数为：松香基材24份、活性剂5.5份、触变剂1份、缓蚀剂0.35份、抗氧化剂1.5份、溶剂24份。
4.根据权利要求1所述的无铅焊料用助焊剂，其特征在于，所述松香基材为氢化松香和/或丙烯酸松香。
5.根据权利要求1所述的无铅焊料用助焊剂，其特征在于，所述活性剂为硬脂酸、吡啶甲酸、十二烷二酸、棕榈酸、壬二酸中的一中或几种。
6.根据权利要求1所述的无铅焊料用助焊剂，其特征在于，所述触变剂为硬化蓖麻油、硬脂酰胺或蜂蜡。
7.根据权利要求1所述的无铅焊料用助焊剂，其特征在于，所述缓蚀剂选自苯并三氮唑、甲基苯并三氮唑中的一种。
8.根据权利要求1所述的无铅焊料用助焊剂，其特征在于，所述抗氧化剂选自2,6-二叔丁基对甲酚、対叔戊基苯粉或4-甲基-6-叔丁基苯酚。
9.根据权利要求1所述的无铅焊料用助焊剂，其特征在于，所述溶剂选自丁基卡必醇、己基二乙二醇或异丁醇。
10.一种根据权利要求1-9任一项所述的无铅焊料用助焊剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）将松香基材、活性剂、溶剂加入到搅拌釜中，搅拌并加热升温至130-150℃，得到混合物a1；
（2）将步骤（1）所得混合物a1降温至80-100℃，然后加入触变剂、抗氧化剂，搅拌均匀，得到混合物a2；
（3）将缓蚀剂加至步骤（2）所得混合物a2，搅拌均匀，即得所述的无铅焊料用助焊剂。
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