CN116252014B - 一种喷锡助焊剂及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种喷锡助焊剂，包括以下按重量计的组分：溶剂15‑25份，成膜剂30‑60份，活性剂5‑15份，稳定剂1‑5份，表面活性剂0.5‑2份，缓蚀剂0.5‑2份，去离子水30‑60份。该喷锡助焊剂能有效提高细小BGA焊盘（直径0.5‑0.1mm）的上锡率、有效解决密集IC位连线、锡炉的烟雾大、气味大和板面残留物难清洁等问题。
Description
技术领域
本发明涉及电子封装焊接材料技术领域，特别是一种喷锡助焊剂及其制备方法。
背景技术
球栅阵列（BGA）印刷电路板（PCB）是一种表面贴装封装PCB，专门用于集成电路。BGA是一种用于多引脚器件与电路封装技术，它无需维护处理，并可避免四边有引线封装中出现的工艺问题。随着电子产品小型化，BGA焊盘越来越小，这种细小BGA会导致喷不上锡，而喷锡次数过多则易出现掉油问题。目前，市场上并没有一种喷锡助焊剂能解决细小BGA上锡难的问题。
发明内容
本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明的目的之一是提出一种喷锡助焊剂，该助焊剂能有效提高细小BGA焊盘（直径0.5-0.1mm）的上锡率、有效解决密集IC位连线、锡炉的烟雾大、气味大和板面残留物难清洁等问题。
本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：
一种喷锡助焊剂，包括以下按重量计的组分：溶剂15-25份，成膜剂30-60份，活性剂5-15份，稳定剂1-5份，表面活性剂0.5-2份，缓蚀剂0.5-2份，去离子水30-60份。
优选的，所述溶剂为二乙二醇己醚、二乙二醇二丁醚、二乙二醇-2 一乙基己基醚、乙二醇、乙二醇单丁醚中的至少一种。
优选的，所述成膜剂为聚乙二醇-2000、聚醚-2000中的至少一种。
优选的，所述活性剂为聚丙烯酸-戊二醛复合物。
优选的，所述聚丙烯酸-戊二醛复合物由以下方法制备：称取2-8份聚丙烯酸（分子量500-20000）溶解于30份水中，完全溶解后加入1-3份戊二醛，40℃保温反应2小时，反应液冷冻干燥2小时得到聚丙烯酸-戊二醛复合物。
优选的，所述稳定剂为联苯二酚。
优选的，所述表面活性剂为氟表面活性剂。
优选的，所述表面活性剂为全氟辛基磺酸四乙基胺。
优选的，所述缓蚀剂为苯并三氮唑、甲基苯并三氮唑中的至少一种。
优选的，所述水为去离子水。
本发明的另一个目的在于提供一种上述喷锡助焊剂的制备方法：
一种如上所述喷锡助焊剂的制备方法，包括以下步骤：将溶剂、成膜剂、活性剂、稳定剂、表面活性剂、缓蚀剂及去离子水依次加入到反应釜中，搅拌使各原料充分混合溶解，静置后过滤即得。
本发明的有益效果是：
（1）本发明的喷锡助焊剂中所使用的活性剂为聚丙烯酸-戊二醛复合物，该活性剂与助焊剂中的其它成分能产生非常好的协同作用，在该特定比例之下，在焊炉高温（260-280℃）条件下，能够保持助焊剂的高活性而且不会挥发和分解，可以强力去除铜表面氧化皮，保证细小BGA上锡性能；其次，聚丙烯酸-戊二醛复合物作为活性剂相比于其他有机酸例如苹果酸、丁二酸、柠檬酸、水杨酸、谷氨酸 、苯甲酸、己二酸等分解温度高的多，可以有效降低焊接过程中的由飞溅现象引起的BGA连线；
（2）本发明的喷锡助焊剂中同时添加的特定的氟表面活性剂能够显著降低小焊盘或小孔的表面张力，从而有助于助焊剂中的活性剂能够更有效地到达铜表面，发挥去除铜表面氧化皮的作用，增强细小焊盘的上锡性能；
（3）本发明的喷锡助焊剂中特定的氟表面活性剂和成膜剂，在锡炉高温下，也能够显著降低锡面的表面张力，增加锡在热气吹平的流动性，故它能减少高集成度的IC线路的连线；
（4）本发明的喷锡助焊剂能够有效保持板面在锡炉高温下的润湿性，在锡炉高温条件下，板面没有锡灰等难以清洗的残留物，因此板面容易被热水清洗干净，而且喷锡助焊剂中的有机助剂均为稳定不易挥发物质，所以锡炉的烟雾和气味极小。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明做进一步的说明。
实施例1：
一种喷锡助焊剂的制备方法，包括如下步骤：按重量计称取原料，5份聚丙烯酸-戊二醛复合物，联苯二酚1份，全氟辛基磺酸四乙基胺0.5份，苯并三氮唑0.5份，聚醚-2000 15份，聚乙二醇-2000 15份，二乙二醇己醚15份，乙二醇15份，去离子水30份；将份聚丙烯酸-戊二醛复合物、联苯二酚、全氟辛基磺酸四乙基胺、苯并三氮唑、聚醚-2000、聚乙二醇-2000、二乙二醇己醚、乙二醇及去离子水依次加入到反应釜中，搅拌1.5小时使各原料充分混合溶解，静置30分钟，经过滤得到喷锡助焊剂。
聚丙烯酸-戊二醛复合物由以下方法制备：称取2份聚丙烯酸（分子量500）溶解于30份水中，完全溶解后加入1份戊二醛，40℃保温反应2小时，反应液冷冻干燥2小时得到聚丙烯酸-戊二醛复合物。
实施例2：
一种喷锡助焊剂的制备方法，包括如下步骤：按重量计称取原料，15份聚丙烯酸-戊二醛复合物，联苯二酚5份，全氟辛基磺酸四乙基胺2份，苯并三氮唑2份，聚醚-2000 30份，聚乙二-2000 30份，二乙二醇二丁醚15份，乙二醇单丁醚15份，乙二醇30份，去离子水60份；将聚丙烯酸-戊二醛复合物，联苯二酚，全氟辛基磺酸四乙基胺，苯并三氮唑，聚乙二醇-2000，二乙二醇二丁醚，乙二醇单丁醚，乙二醇，去离子水依次加入到反应釜中，搅拌1.5小时使各原料充分混合溶解，静置30分钟，经过滤得到喷锡助焊剂。
聚丙烯酸-戊二醛复合物由以下方法制备：称取8份聚丙烯酸（分子量20000）溶解于30份水中，完全溶解后加入3份戊二醛，40℃保温反应2小时，反应液冷冻干燥2小时得到聚丙烯酸-戊二醛复合物。
实施例3：
一种喷锡助焊剂的制备方法，包括如下步骤：按重量计称取原料，10份聚丙烯酸-戊二醛复合物，联苯二酚3份，全氟辛基磺酸四乙基胺1.5份，苯并三氮唑1.5份，聚醚-200015份，聚乙二醇30份，二乙二醇二丁醚10份，乙二醇10份，去离子水45份；将聚丙烯酸-戊二醛复合物，联苯二酚，全氟辛基磺酸四乙基胺，苯并三氮唑，聚醚-2000，聚乙二醇-2000，二乙二醇二丁醚，乙二醇，去离子水依次加入到反应釜中，搅拌1.5小时使各原料充分混合溶解，静置30分钟，经过滤得到喷锡助焊剂。
聚丙烯酸-戊二醛复合物由以下方法制备：称取5份聚丙烯酸（分子量12000）溶解于30份水中，完全溶解后加入2份戊二醛，40℃保温反应2小时，反应液冷冻干燥2小时得到聚丙烯酸-戊二醛复合物。
实施例4：
一种喷锡助焊剂的制备方法，包括如下步骤：按重量计称取原料，12份聚丙烯酸-戊二醛复合物，联苯二酚3份，全氟辛基磺酸四乙基胺1份，苯并三氮唑1份，聚醚-2000 15份，聚乙二醇-2000 30份，二乙二醇己醚5份，乙二醇15份，去离子水40份；将聚丙烯酸-戊二醛复合物，联苯二酚，全氟辛基磺酸四乙基胺，苯并三氮唑，聚醚-2000，聚乙二醇-2000，二乙二醇二丁醚，乙二醇，去离子水依次加入到反应釜中，搅拌1.5小时使各原料充分混合溶解，静置30分钟，经过滤得到喷锡助焊剂。
聚丙烯酸-戊二醛复合物由以下方法制备：称取6份聚丙烯酸（分子量15000）溶解于30份水中，完全溶解后加入2份戊二醛，40℃保温反应2小时，反应液冷冻干燥2小时得到聚丙烯酸-戊二醛复合物。
实施例5：
一种喷锡助焊剂的制备方法，包括如下步骤：按重量计称取原料，聚丙烯酸-戊二醛复合物8份，联苯二酚4份，全氟辛基磺酸四乙基胺1.5份，甲基苯并三氮唑1份，聚醚-200015份，聚乙二醇-2000 10份，二乙二醇己醚8份，乙二醇15份，去离子水50份；将聚丙烯酸-戊二醛复合物，联苯二酚，全氟辛基磺酸四乙基胺，甲基苯并三氮唑，聚醚-2000，聚乙二醇-2000，二乙二醇己醚，乙二醇，去离子水依次加入到反应釜中，搅拌1.5小时使各原料充分混合溶解，静置30分钟，经过滤得到喷锡助焊剂。
聚丙烯酸-戊二醛复合物由以下方法制备：称取5份聚丙烯酸（分子量8000）溶解于30份水中，完全溶解后加入1.5份戊二醛，40℃保温反应2小时，反应液冷冻干燥2小时得到聚丙烯酸-戊二醛复合物。
对比例1：
一种喷锡助焊剂的制备方法，包括如下步骤：按重量计称取原料，1份聚丙烯酸-戊二醛复合物，联苯二酚3份，全氟辛基磺酸四乙基胺1份，苯并三氮唑1份，聚醚-200015份，聚乙二醇-200030份，二乙二醇己醚5份，乙二醇15份，去离子水40份；将聚丙烯酸-戊二醛复合物，联苯二酚，全氟辛基磺酸四乙基胺，苯并三氮唑，聚醚-2000，聚乙二醇-2000，二乙二醇二丁醚，乙二醇，去离子水依次加入到反应釜中，搅拌1.5小时使各原料充分混合溶解，静置30分钟，经过滤得到喷锡助焊剂。
聚丙烯酸-戊二醛复合物由以下方法制备：称取6份聚丙烯酸（分子量15000）溶解于30份水中，完全溶解后加入2份戊二醛，40℃保温反应2小时，反应液冷冻干燥2小时得到聚丙烯酸-戊二醛复合物。
对比例2：
一种喷锡助焊剂的制备方法，包括如下步骤：按重量计称取原料，20份聚丙烯酸-戊二醛复合物，联苯二酚3份，全氟辛基磺酸四乙基胺1份，苯并三氮唑1份，聚醚-200015份，聚乙二醇-200030份，二乙二醇己醚5份，乙二醇15份，去离子水40份；将聚丙烯酸-戊二醛复合物，联苯二酚，全氟辛基磺酸四乙基胺，苯并三氮唑，聚醚-2000，聚乙二醇-2000，二乙二醇二丁醚，乙二醇，去离子水依次加入到反应釜中，搅拌1.5小时使各原料充分混合溶解，静置30分钟，经过滤得到喷锡助焊剂。
聚丙烯酸-戊二醛复合物由以下方法制备：称取6份聚丙烯酸（分子量15000）溶解于30份水中，完全溶解后加入2份戊二醛，40℃保温反应2小时，反应液冷冻干燥2小时得到聚丙烯酸-戊二醛复合物。
对比例3：
一种喷锡助焊剂的制备方法，包括如下步骤：按重量计称取原料，1份聚丙烯酸-戊二醛复合物，联苯二酚3份，苯并三氮唑1份，聚醚-200015份，聚乙二醇-2000 30份，二乙二醇己醚5份，乙二醇15份，去离子水40份；将聚丙烯酸-戊二醛复合物，联苯二酚，苯并三氮唑，聚醚-2000，聚乙二醇-2000，二乙二醇二丁醚，乙二醇，去离子水依次加入到反应釜中，搅拌1.5小时使各原料充分混合溶解，静置30分钟，经过滤得到喷锡助焊剂。
聚丙烯酸-戊二醛复合物由以下方法制备：称取6份聚丙烯酸（分子量15000）溶解于30份水中，完全溶解后加入2份戊二醛，40℃保温反应2小时，反应液冷冻干燥2小时得到聚丙烯酸-戊二醛复合物。
分别将实施例1-5及对比例1-3的助焊剂涂抹到BGA焊盘上后，对BGA焊盘进行上锡，检测助焊剂性能，检测结果见表1。
表1：喷锡助焊剂性能测试结果
| 检测项目 | 实施例1 | 实施例2 | 实施例3 | 实施例4 | 实施例5 | 对比例1 | 对比例2 | 对比例3 |
| 上锡率 | 100% | 100% | 100% | 100% | 100% | 97.5% | 90.3% | 83.6% |
| IC线路间连线情况 | 无连线 | 无连线 | 无连线 | 无连线 | 无连线 | 无连线 | 无连线 | 连线 |
| 烟雾情况 | 无烟雾 | 无烟雾 | 无烟雾 | 无烟雾 | 无烟雾 | 无烟雾 | 无烟雾 | 无烟雾 |
| 气味情况 | 无气味 | 无气味 | 无气味 | 无气味 | 无气味 | 无气味 | 无气味 | 无气味 |
| 板面有无残留物 | 无残留 | 无残留 | 无残留 | 无残留 | 无残留 | 无残留 | 无残留 | 无残留 |
由表1可知，使用本申请的助焊剂后，在BGA焊盘的上锡率能达到100%，板面整洁无残留，IC线路之间也不会出现连线的情况，无烟雾和气味。
同时对比实施例4与对比例1-2可知，当喷锡助焊剂中活性剂比例不在本申请的比例范围或者不含活性剂时，其上锡率均会下降。对比实施例4与对比例3可知，当喷锡助焊剂中不含本申请中特定的氟表面活性剂时，其上锡率会受到较大影响。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。
Claims (3)
1.一种喷锡助焊剂，其特征在于，按重量计组分包括：溶剂20-30份，成膜剂30-60份，活性剂5-15份，稳定剂1-5份，表面活性剂0.5-2份，缓蚀剂0.5-2份，去离子水30-60份；所述溶剂为二乙二醇己醚、二乙二醇二丁醚、乙二醇、乙二醇单丁醚中的两种及以上；所述成膜剂为由聚乙二醇-2000和聚醚-2000两种组成；所述活性剂为聚丙烯酸-戊二醛复合物；所述稳定剂为联苯二酚；所述表面活性剂为全氟辛基磺酸四乙基胺；所述缓蚀剂为苯并三氮唑、甲基苯并三氮唑中的至少一种。
2.根据权利要求1所述的聚丙烯酸-戊二醛复合物，其特征在于，由以下方法制备：称取2-8份聚丙烯酸(分子量500-20000)溶解于30份水中，完全溶解后加入1-3份戊二醛，40℃保温反应2小时，反应液冷冻干燥2小时得到聚丙烯酸-戊二醛复合物。
3.一种如权利要求1所述喷锡助焊剂的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：按重量计将20-30份溶剂、30-60份成膜剂、5-15份活性剂、1-5份稳定剂、0.5-2份表面活性剂、0.5-2份缓蚀剂及30-60份去离子水依次加入到反应釜中，搅拌1.5小时使各原料充分混合溶解，静置30分钟后过滤即得。
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