CN108465977A - 一种无卤素免清洗助焊剂及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种无卤素免清洗助焊剂及其制备方法，按质量百分比由以下组分组成：活性剂1.5‑3.5、表面活性剂0.4‑1.2%、树脂成膜物25‑35%、缓蚀剂0.4‑1.1%、触变剂1.4‑3.6%，余量为溶剂。本发明的助焊剂不含卤素，选用无水柠檬酸和三乙醇胺复配作为活性剂，使得助焊剂腐蚀性小，助焊性能优越，有效改善助焊剂铺展性和润湿性。并通过无铅焊料的性质和焊接原料，科学地选取原料，通过活性剂与树脂成膜物反应改性，代替了传统松香与活性剂相容性差问题，在不降低焊剂活性的情况下，减少了游离试剂的含量，改善了焊剂的稳定性，同时大大降低了焊后的腐蚀性。

Description

一种无卤素免清洗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，具体涉及一种无卤素免清洗助焊剂及其制备方法。

背景技术

助焊剂是保证焊接质量的关键材料，它既要有较高的助焊性，又不能对被焊材料产生腐蚀，同时还要满足一系列的机械、电学性能尤其是可靠性方面的要求，因此，助焊剂的品质直接影响着焊接产品的质量。

在锡焊工艺中，由于有些含卤的化学物质具有很优秀的助焊活性和低成本优势，因此目前使用的助焊剂大多由松香、树脂、含卤化物活性剂等组成，这类助焊剂可焊性较好，成本低，但其焊后的电子产品若继续保留了含卤化学物的活性，其离子污染度就会超标，继而产生慢性电泄露与腐蚀等现象，缩短电子产品的寿命，甚至会严重影响电子产品的可靠性。

为解决以上问题，需要用氟、氯取代基的烃类化合物(CFCs)类或含易挥发性有机化合物(VOC)类清洗剂进行清洗，而CFCs的大量排放会导致臭氧层的破坏，根据蒙特利尔公约，业界正在逐步其禁止使用。VOC发散在大气中，大量的科学数据证明，CO2，CH4等含C的各类气体，是引起全球变暖和温室效益、破坏境境的主要元凶。

禁用CFCs之后，曾有一段时期提出水洗的概念，水洗助焊剂也流行过一段时间。但首先，一是因为水在某些电子元器件缝隙的水滞留问题严重影响了电子产品的可靠性要求，二是清洗过后的工业废水的处理也是非常麻烦，因而无法推广。

免清洗助焊剂可以降低成本，缩短生产周期，减少生产工艺流程，具有重要的经济效益和社会效益，已成为电子行业发展的重要方向。但迄今的许多“免清洗”概念更多只侧重于确保电子产品的可靠性方面，环保因素方面考虑的还是不够。

近年来开始推出一些新的国际标准(IEC61249-2-21，JPCA-ES01，IPC4101B)，新标准对无卤的定义更加明确，一是对助焊剂提出了更严格的限制，不仅限制游离卤素的含量，而且还限制了卤代物的含量；二是明确定义了电子焊接材料中氯元素和溴元素的含量和卤素总含量，即溴≤900PPM；氯≤900PPM；溴+氯≤1500PPM，所以，电子焊接的无卤化进程对助焊剂提出了更高的要求。

发明内容

为了克服现有技术中存在的问题，本发明提供了一种无卤素免清洗助焊剂，解决现有助焊剂存在的焊后残留物过多和因卤素的存在带来的电学性能可靠性不足及焊点腐蚀等难题，同时，要兼顾到尽可能减少对环境产生的负面影响。

本发明的另一个目的，提供该种无卤素免清洗助焊剂的制备方法。

为了达到上述目的，本发明通过以下技术方案来实现的：

一种无卤素免清洗助焊剂，按质量百分比由以下组分组成：活性剂1.5-3.5%、表面活性剂0.4-1.2%、树脂成膜物25-35%、缓蚀剂0.4-1.1%、触变剂1.4-3.6%，余量为溶剂。

其中，按质量百分比由以下组分组成：活性剂2-3%、表面活性剂0.6-1%、树脂成膜剂28-32%、缓蚀剂0.6-0.9%、触变剂2.2-2.8%，余量为溶剂。

其中，所述活性剂为质量比1.5-2.5:1的无水柠檬酸和三乙醇胺的混合物。

其中，所述表面活性剂为聚氧乙烯甘油醚。

其中，所述树脂成膜物为丙烯酸树脂、松香酸甘油酯、硅丙树脂、302树脂中的一种或两种组合而成。

其中，所述缓蚀剂为苯并三氮唑。

其中，所述触变剂为氢化蓖麻油、乙撑双硬脂酸酰胺、触变剂6500、触变剂6650中一种或多种组合而成。

其中，所述溶剂为质量比为3-5:1的丙三醇与乙二醇单丁醚的混合物。

本发明还提供了上述无卤素免清洗助焊剂的制备方法，包括以下步骤：

步骤1：将称量好的活性剂、树脂成膜物加入溶剂中，加热到110-130℃，并搅拌至形成均一混合物；

步骤2：将步骤1得到的混合物温度降到70-80℃，将称量好的表面活性剂、缓蚀剂、触变剂加入其中，在70-80℃保温下不断搅拌至完全溶解；

步骤3：待步骤2混合成的溶液形成均匀液体后停止加热和搅拌，在室温下冷却过滤，即得无卤素免清洗助焊剂。

本发明与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：

（1）本发明的助焊剂不含卤素，选用无水柠檬酸和三乙醇胺复配作为活性剂，使得助焊剂腐蚀性小，助焊性能优越，有效改善助焊剂铺展性和润湿性。并通过无铅焊料的性质和焊接原料，科学地选取原料，通过活性剂与树脂成膜物反应改性，代替了传统松香与活性剂相容性差问题，在不降低焊剂活性的情况下，减少了游离试剂的含量，改善了焊剂的稳定性，同时大大降低了焊后的腐蚀性。

（2）本发明使用的溶剂采用丙三醇与乙二醇单丁醚复配的方式，兼顾了粘度和亲水性，对焊接表面具有良好的保护作用，并在焊接完成时全部分解挥发掉，焊后残留物少，不必清洗。

（3）本发明的助焊剂不含卤素，具有焊接能力强、无腐蚀性特点而且被焊物表面无残留，无需清洗，焊接后无联焊、无短路的现象发生，可广泛应用于单面电路板或镀铜、镀镍电路板，具有广阔的应用前景。

（4）本发明的无卤素免清洗助焊剂的制备工艺简单，操作容易，且所用材料容易购买，成本低。

具体实施方式

以下通过实施例形式，对本发明的上述内容再作进一步的详细说明，但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于以下实施例，凡基于本发明上述内容所属实现的技术均属于本发明的范围。

实施例1

一种无卤素免清洗助焊剂，按质量百分比由以下组分组成：

活性剂 1.5%；

表面活性剂 0.4%；

树脂成膜物 25%；

缓蚀剂 0.4%；

触变剂 1.4%；

溶剂 余量。

各组分质量之和为100%。

其中，所述活性剂为质量比1.5:1的无水柠檬酸和三乙醇胺的混合物。

其中，所述表面活性剂为聚氧乙烯甘油醚。

其中，所述树脂成膜物为松香酸甘油酯和硅丙树脂组合而成。

其中，所述缓蚀剂为苯并三氮唑。

其中，所述触变剂为触变剂6500和触变剂6650组合而成。

其中，所述溶剂为质量比为3:1的丙三醇与乙二醇单丁醚的混合物。

本发明还提供了上述无卤素免清洗助焊剂的制备方法，包括以下步骤：

步骤1：将称量好的活性剂、树脂成膜物加入溶剂中，加热到110℃，并搅拌至形成均一混合物；

步骤2：将步骤1得到的混合物温度降到70℃，将称量好的表面活性剂、缓蚀剂、触变剂加入其中，在70℃保温下不断搅拌至完全溶解；

步骤3：待步骤2混合成的溶液形成均匀液体后停止加热和搅拌，在室温下冷却过滤，即得无卤素免清洗助焊剂。

实施例2

一种无卤素免清洗助焊剂，按质量百分比由以下组分组成：

活性剂 3.5%；

表面活性剂 1.2%；

树脂成膜物 35%；

缓蚀剂 1.1%；

触变剂 3.6%；

溶剂 余量。

各组分质量之和为100%。

其中，所述活性剂为质量比2.5:1的无水柠檬酸和三乙醇胺的混合物。

其中，所述表面活性剂为聚氧乙烯甘油醚。

其中，所述树脂成膜物为硅丙树脂和302树脂组合而成。

其中，所述缓蚀剂为苯并三氮唑。

其中，所述触变剂为氢化蓖麻油和乙撑双硬脂酸酰胺组合而成。

其中，所述溶剂为质量比为5:1的丙三醇与乙二醇单丁醚的混合物。

本发明还提供了上述无卤素免清洗助焊剂的制备方法，包括以下步骤：

步骤1：将称量好的活性剂、树脂成膜物加入溶剂中，加热到130℃，并搅拌至形成均一混合物；

步骤2：将步骤1得到的混合物温度降到80℃，将称量好的表面活性剂、缓蚀剂、触变剂加入其中，在80℃保温下不断搅拌至完全溶解；

步骤3：待步骤2混合成的溶液形成均匀液体后停止加热和搅拌，在室温下冷却过滤，即得无卤素免清洗助焊剂。

实施例3

一种无卤素免清洗助焊剂，按质量百分比由以下组分组成：

活性剂 2.5%；

表面活性剂 0.8%；

树脂成膜物 30%；

缓蚀剂 0.7%；

触变剂 2.5%；

溶剂 余量。

各组分质量之和为100%。

其中，所述活性剂为质量比2:1的无水柠檬酸和三乙醇胺的混合物。

其中，所述表面活性剂为聚氧乙烯甘油醚。

其中，所述树脂成膜物为丙烯酸树脂。

其中，所述缓蚀剂为苯并三氮唑。

其中，所述触变剂为氢化蓖麻油和触变剂6650组合而成。

其中，所述溶剂为质量比为4:1的丙三醇与乙二醇单丁醚的混合物。

本发明还提供了上述无卤素免清洗助焊剂的制备方法，包括以下步骤：

步骤1：将称量好的活性剂、树脂成膜物加入溶剂中，加热到120℃，并搅拌至形成均一混合物；

步骤2：将步骤1得到的混合物温度降到75℃，将称量好的表面活性剂、缓蚀剂、触变剂加入其中，在75℃保温下不断搅拌至完全溶解；

步骤3：待步骤2混合成的溶液形成均匀液体后停止加热和搅拌，在室温下冷却过滤，即得无卤素免清洗助焊剂。

实施例4

一种无卤素免清洗助焊剂，按质量百分比由以下组分组成：

活性剂 2%；

表面活性剂 1%；

树脂成膜物 28%；

缓蚀剂 0.9%；

触变剂 1.8%；

溶剂 余量。

各组分质量之和为100%。

其中，所述活性剂为质量比1.8:1的无水柠檬酸和三乙醇胺的混合物。

其中，所述表面活性剂为聚氧乙烯甘油醚。

其中，所述树脂成膜物为丙烯酸树脂和硅丙树脂组合而成。

其中，所述缓蚀剂为苯并三氮唑。

其中，所述触变剂为触变剂6500和触变剂6650组合而成。

其中，所述溶剂为质量比为3.5:1的丙三醇与乙二醇单丁醚的混合物。

本发明还提供了上述无卤素免清洗助焊剂的制备方法，包括以下步骤：

步骤1：将称量好的活性剂、树脂成膜物加入溶剂中，加热到125℃，并搅拌至形成均一混合物；

步骤2：将步骤1得到的混合物温度降到73℃，将称量好的表面活性剂、缓蚀剂、触变剂加入其中，在73℃保温下不断搅拌至完全溶解；

步骤3：待步骤2混合成的溶液形成均匀液体后停止加热和搅拌，在室温下冷却过滤，即得无卤素免清洗助焊剂。

实施例5

一种无卤素免清洗助焊剂，按质量百分比由以下组分组成：

活性剂 3%；

表面活性剂 0.6%；

树脂成膜物 28%；

缓蚀剂 0.6%；

触变剂 3.2%；

溶剂 余量。

各组分质量之和为100%。

其中，所述活性剂为质量比2.2:1的无水柠檬酸和三乙醇胺的混合物。

其中，所述表面活性剂为聚氧乙烯甘油醚。

其中，所述树脂成膜物为硅丙树脂和302树脂组合而成。

其中，所述缓蚀剂为苯并三氮唑。

其中，所述触变剂为乙撑双硬脂酸酰胺和触变剂6500组合而成。

其中，所述溶剂为质量比为4.5:1的丙三醇与乙二醇单丁醚的混合物。

本发明还提供了上述无卤素免清洗助焊剂的制备方法，包括以下步骤：

步骤1：将称量好的活性剂、树脂成膜物加入溶剂中，加热到115℃，并搅拌至形成均一混合物；

步骤2：将步骤1得到的混合物温度降到76℃，将称量好的表面活性剂、缓蚀剂、触变剂加入其中，在76℃保温下不断搅拌至完全溶解；

步骤3：待步骤2混合成的溶液形成均匀液体后停止加热和搅拌，在室温下冷却过滤，即得无卤素免清洗助焊剂。

本实施例制备出的助焊剂，呈无色透明粘稠膏体，pH值为4.8-5.2，不含卤化物，采用此助焊剂焊接时，焊后残留少，焊点饱满，表面光亮，扩展率高达83%，无腐蚀性。

综上所述，本发明的助焊剂不含卤素，选用无水柠檬酸和三乙醇胺复配作为活性剂，使得助焊剂腐蚀性小，助焊性能优越，有效改善助焊剂铺展性和润湿性。并通过无铅焊料的性质和焊接原料，科学地选取原料，通过活性剂与树脂成膜物反应改性，代替了传统松香与活性剂相容性差问题，在不降低焊剂活性的情况下，减少了游离试剂的含量，改善了焊剂的稳定性，同时大大降低了焊后的腐蚀性。

上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种无卤素免清洗助焊剂，其特征在于：按质量百分比由以下组分组成：

活性剂 1.5-3.5；

表面活性剂 0.4-1.2%；

树脂成膜物 25-35%；

缓蚀剂 0.4-1.1%；

触变剂 1.4-3.6%；

余量为溶剂。

2.根据权利要求1所述的无卤素免清洗助焊剂，其特征在于：按质量百分比由以下组分组成：

活性剂 2-3%；

表面活性剂 0.6-1%；

树脂成膜剂 28-32%；

缓蚀剂 0.6-0.9%；

触变剂 2.2-2.8%；

余量为溶剂。

3.根据权利要求1所述的无卤素免清洗助焊剂，其特征在于：所述活性剂为质量比1.5-2.5:1的无水柠檬酸和三乙醇胺的混合物。

4.根据权利要求1所述的无卤素免清洗助焊剂，其特征在于：所述表面活性剂为聚氧乙烯甘油醚。

5.根据权利要求1所述的无卤素免清洗助焊剂，其特征在于：所述树脂成膜物为丙烯酸树脂、松香酸甘油酯、硅丙树脂、302树脂中的一种或两种组合而成。

6.根据权利要求1所述的无卤素免清洗助焊剂，其特征在于：所述缓蚀剂为苯并三氮唑。

7.根据权利要求1所述的无卤素免清洗助焊剂，其特征在于：所述触变剂为氢化蓖麻油、乙撑双硬脂酸酰胺、触变剂6500、触变剂6650中一种或多种组合而成。

8.根据权利要求1所述的无卤素免清洗助焊剂，其特征在于：所述溶剂为质量比为3-5:1的丙三醇与乙二醇单丁醚的混合物。

9.一种根据权利要求1-8任一项所述的无卤素免清洗助焊剂的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤1：将称量好的活性剂、树脂成膜物加入溶剂中，加热到110-130℃，并搅拌至形成均一混合物；

步骤2：将步骤1得到的混合物温度降到70-80℃，将称量好的表面活性剂、缓蚀剂、触变剂加入其中，在70-80℃保温下不断搅拌至完全溶解；

步骤3：待步骤2混合成的溶液形成均匀液体后停止加热和搅拌，在室温下冷却过滤，即得无卤素免清洗助焊剂。