CN1562554A - 免清洗无铅焊料助焊剂 - Google Patents

Abstract

一种免清洗无铅焊料助焊剂，其特征在于它由下述重量配比的物质组成：有机酸活化剂1.0－5.0％、改良树脂2.0－8.0％、表面活性剂0.2－1.0％、高沸点的溶剂2.0－13.0％、润湿剂1.0－6.0％、其余为溶剂：异丙醇或去离子水。本发明免清洗无铅焊料助焊剂是针对无铅焊料的性能研制的助焊剂，其设计科学，配制合理，具有以下优点：润湿力强，可焊性优越，可提高无铅焊料的焊接性能，焊后板面残留物少，且铺展均匀，无须清洗，表面绝缘电阻高，焊剂的溶剂可用去离子水取代VOC溶剂，符合环保要求。

Description

免清洗无铅焊料助焊剂

技术领域

本发明涉及是助焊剂，是一种免清洗无铅焊料助焊剂。

技术背景

目前，所使用的助焊剂都是适应含铅焊料的助焊剂，它的活性，润湿能力和耐温程度都是根据含铅焊料的性能研制的。无铅焊料与含铅焊料相比最明显的性能差别是，无铅焊料本身的润湿能力差，使用的焊接温度高。因此适应于含铅焊料的助焊剂，对无铅焊料不适合，一是这类助焊剂帮助无铅焊料润湿的能力不够，二是不适合无铅焊料高的焊接温度，再者，有些含铅焊料助焊剂对无铅焊料合金有腐蚀作用。另外，挥发有机化合物(VOC)的散发物对地表臭氧形成破坏作用，是环保要求逐渐禁用的物质。研制免清洗无铅焊料助焊剂，并且焊剂的溶剂逐渐以去离子水代替VOC物质是焊剂发展的必然趋势。

发明内容

本发明目的是针对现有含铅焊料焊剂对无铅焊料的不适用性，提供一种能有效配合无铅焊料使用的免清洗无铅焊料助焊剂，本发明从环保要求考虑，焊剂的溶剂可用去离子水代替VOC溶剂。这种助焊剂的无铅焊料的润湿能力强，可增强无铅焊料的可焊性，能适应各种无铅焊料的焊接温度，对无铅焊料合金无腐蚀作用，焊后残留物少，绝缘电阻高，无须清洗，是无铅焊料理想的免清洗无铅焊料助焊剂。

本发明免清洗无铅焊料助焊剂，其组成为：

有机酸活化剂        1.0--5.0％

改良树脂            2.0--8.0％

表面活性剂          0.2--1.0％

高沸点的溶剂        2.0--13.0％

润湿剂              1.0--6.0％

其余为溶剂：        异丙醇或去离子水

所有百分数为重量百分比。

配制方法：常温下，将溶剂加入干净的帯搅拌的搪瓷釜中，开搅拌，先加入难溶原料，搅拌半小时后，依次加入其他原料，继续搅拌至固体物质全部溶化，混合均匀，停搅拌，静置过滤即为产品。

所述的有机酸活化剂为一元羧酸、二元羧酸、羟基酸，特别是乙酸、丙酸、苯甲酸、苯乙酸、水杨酸、苹果酸、柠檬酸、乳酸、甘油酸、丁二酸、戊二酸、己二酸、癸二酸，可选其中一种或多种组合。这类活化剂有足够的活性，要适当选择和组合，使其在焊接温度下能够分解挥发，焊后PCB板上无残留，无腐蚀。

所述的改良树脂为氢化松香、聚合松香、丙烯酸松香树脂、马来酸松香树脂、水溶性松香树脂、改性松香脂。选其中一种或多种组合。这些树脂在常温下不显活性，在焊接过程中形成防止再氧化的保护膜，在焊接温度下可增强焊剂的活性，降低焊料表面强力，焊后少量高分子物质均匀的残留到PCB板面上，对PCB板有抗蚀保护作用，并可增强电绝缘性。

所述的表面活性剂为非离子表面活性剂或阳离子表面活性剂，特别是TX-10(辛基酚聚氧乙烯醚)、AEO(脂肪醇聚氧乙烯醚)、OP-10(异辛基酚聚氧乙烯醚)、FSN(非离子氟表面活性剂，美国杜邦公司产)，全氟辛基酰胺季胺盐(中国产)、FSC(阳离子氟表面活性剂，美国杜邦公司)、FC-135(阳离子氟表面活性剂，美国3M公司)，可选其中一种或多种组合。适当选择非离子表面活性剂与阳离子表面活性剂组合，利用它们的协同效应，能更好的降低熔融无铅焊料的表面张力和被焊金属表面的表面能，提高焊接效果，另一方面也可以更有效的降低去离子的表面张力。

所述的高沸点溶剂为高碳醇或醇醚，特别是二甘醇、十四醇、四氢糠醇、乙二醇乙醚、乙二醇丁醚、二甘醇单甲醚、丙二醇单甲醚，可选其中一种或多种组合。高沸点溶剂能改善助焊剂的铺展性，使焊剂涂敷均匀，增强助焊剂的润湿力，在焊接过程中挥发掉，焊后板面无残留。

所述的润湿剂为脂肪酸酯，特别是乙酸丁酯、乙酸苄酯、丁二酸二乙酯、己二酸二甲酯、己二酸二乙酯、戊二酸二甲酯、DEB(混合酯)，可选其中一种或多种组合。润湿剂的功能在于提高焊剂润湿力，在焊接过程中挥发，焊后板面无残留。

为满足不同用途的需要，本发明免清洗无铅焊料助焊剂可添加0.2-0.8％活性增强剂和0.1-1.5％缓蚀剂。

所述的活性增强剂是非离子共价键溴化物，特别是二溴丁二酸、二溴丁烯二醇、二溴苯乙烯，可选取其中一种或多种组合。

所述的缓蚀剂是氮杂环化合物、有机胺类，特别是苯并三氮唑、三乙胺。

本发明免清洗无铅焊料助焊剂根据需要可加入适量的发泡剂和消光剂。

本发明免清洗无铅焊料助焊剂的使用方法是：可采用喷雾、发泡、浸渍等方法将助焊剂均匀涂敷在待焊接的PCB板上，对PCB板进行预热，预热温度为95℃--110℃(板顶测量)，将焊剂中的溶剂完全蒸发掉，再经波峰焊料槽焊接，焊料槽温度视无铅焊料而定，一般为250℃-270℃，传送速度1.2-1.8m/min。

本发明免清洗无铅焊料助焊剂，是针对无铅焊料的性能研制的助焊剂，对无铅焊料的助焊性能优越。为达到免清洗的效果，本发明助焊剂选用的活化剂、润湿剂、添加剂都设计在焊接温度下挥发掉，使焊后板面残留物少，只有少量电绝缘性树脂膜，或基本没有残留物。

本发明免清洗无铅焊料助焊剂设计科学，配制合理，具有以下优点：润湿力强，可焊性优越，可提高无铅焊料的焊接性能，焊后板面残留物少，且铺展均匀，无须清洗，表面绝缘电阻高，焊剂的溶剂可用去离子水取代VOC溶剂，符合环保要求。

本发明免清洗无铅焊料助焊剂按美国标准J-STD-004检验，各项技术指标均达到L级。完全能够满足通信设备，计算机，电视机，高级音响设备等主机板的焊接要求。

本发明免清洗无铅焊料助焊剂具体的组合按以下实施例详细给出。

具体实施方式

实施例1：这是一种溶剂为异丙醇的免清洗无铅焊料助焊剂，其重量配比组成为：

          氢化松香                  3.50

          丁二酸                    0.80

          己二酸                    0.80

          癸二酸                    0.40

          氢化松香乙酯              0.50

          己二酸二乙酯              0.30

          DBE(混合酯)               0.80

          二甘醇                    0.50

          丙二醇单甲醚              2.50

          FSC                       0.08

          OP-10                     0.20

          异丙醇                    89.62

所述氢化松香乙酯属改性松香脂类。

配制方法：常温下，将异丙醇加入干净的帯搅拌的搪瓷釜中，开搅拌，先加入难溶原料，搅拌半小时后，依次加入其他原料，继续搅拌至固体物质全部溶化，混合均匀，停搅拌，静置过滤即为产品。

实施例2：这是一种溶剂为异丙醇和去离子水的免清洗无铅焊料助焊剂，其重量配比组成为：

      水溶性松香树脂肪              3.2

    丁二酸                    0.8

    己二酸                    1.2

    二溴丁二酸                0.4

    三乙胺                    1.2

    DBE(混合酯)               1.5

    FC-135                    0.1

    TX-10                     0.3

    二甘醇单甲醚              2.5

    乙二醇丁醚                3.0

    乙酸丁酯                  3.0

    异丙醇                    32.8

    去离子水                  50.0

配制方法：常温下，将异丙醇和去离子水加入干净的帯搅拌的搪瓷釜中，开搅拌，先加入难溶原料，搅拌半小时后，依次加入其他原料，继续搅拌至固体物质全部溶化，混合均匀，停搅拌，静置过滤即为产品。

实施例3：这是一种溶剂为去离子水的免清洗无铅焊料助焊剂，其重量配比组成为：

      水溶性松香树脂                1.0

      丁二酸                        0.8

      己二酸                        1.2

      二溴丁二酸                    0.2

    二溴丁烯二醇                  0.3

    苯甲酸                        2.0

    OP-10                         0.3

    FSC                           0.1

    DEB(混合脂)                   3.0

    乙二醇丁醚                    5.0

    苯并三氮唑                    0.2

    去离子水                      85.9

配制方法：常温下，将去离子水加入干净的帯搅拌的搪瓷釜中，开搅拌，先加入难溶原料，搅拌半小时后，依次加入其他原料，继续搅拌至固体物质全部溶化，混合均匀，停搅拌，静置过滤即为产品。

以上实施例制成的免清洗无铅焊料助焊剂，按日本标准JIS-Z-3197-1999检验，各项技术指标均达到A级，在通信设备、计算机、电视机、音响设备等主机板的无铅焊料焊接中使用效果良好，已取得了日本sony公司的使用认证。

Claims (10)

1、一种免清洗无铅焊料助焊剂，其特征在于它由下述重量配比的物质组成：

有机酸活化剂         1.0---5.0％

改良树脂             2.0-8.0％

表面活性剂           0.2-1.0％

高沸点的溶剂         2.0-13.0％

润湿剂               1.0-6.0％

其余为溶剂：         异丙醇或去离子水。

2、根据权利要求1所述的免清洗无铅焊料助焊剂，其特征在于：有机酸活化剂为一元羧酸、二元羧酸、羟基酸，特别是乙酸、丙酸、苯甲酸、苯乙酸、水杨酸、苹果酸、柠檬酸、乳酸、甘油酸、丁二酸、戊二酸、己二酸、癸二酸，可选其中一种或多种组合。

3、根据权利要求1所述的免清洗无铅焊料助焊剂，其特征在于：改良树脂为氢化松香、聚合松香、丙烯酸松香树脂、马来酸松香树脂、水溶性松香树脂、改性松香脂，可选其中一种或多种组合。

4、根据权利要求1所述的免清洗无铅焊料助焊剂，其特征在于：表面活性剂为非离子表面活性剂或阳离子表面活性剂，特别是TX-10(辛基酚聚氧乙烯醚)、AEO(脂肪醇聚氧乙烯醚)、OP-10(异辛基酚聚氧乙烯醚)、FSN(非离子氟表面活性剂)、全氟辛基酰胺季胺盐、FSC(阳离子氟表面活性剂)、FC-135(阳离子氟表面活性剂)，可选其中一种或多种组合。

5、根据权利要求1所述的免清洗无铅焊料助焊剂，其特征在于：高沸点溶剂为高碳醇或醇醚，特别是二甘醇、十四醇、四氢糠醇、乙二醇乙醚、乙二醇丁醚、二甘醇单甲醚、丙二醇单甲醚，可选其中一种或多种组合。

6、根据权利要求1所述的免清洗无铅焊料助焊剂，其特征在于：润湿剂为脂肪酸酯，特别是乙酸丁酯、乙酸苄酯、丁二酸二乙酯、己二酸二甲酯、己二酸二乙酯、戊二酸二甲酯、DEB(混合酯)，可选其中一种或多种组合。

7、根据权利要求1所述的免清洗无铅焊料助焊剂，其特征在于免清洗无铅焊料助焊剂还包括：0.2-0.8％活性增强剂和0.1-1.5％缓蚀剂。

8、根据权利要求7所述的免清洗无铅焊料助焊剂，其特征在于：活性增强剂是非离子共价键溴化物，特别是二溴丁二酸、二溴丁烯二醇、二溴苯乙烯，可选其中一种或多种组合。

9、根据权利要求7所述的免清洗无铅焊料助焊剂，其特征在于：缓蚀剂是氮杂环化合物、有机胺类，特别是苯并三氮唑、三乙胺。

10、根据权利要求1或7所述的免清洗无铅焊料助焊剂，其特征在于：配制方法：常温下，将溶剂加入干净的带搅拌的搪瓷釜中，开搅拌，先加入难溶原料，搅拌半小时后，依次加入其他原料，继续搅拌至固体物质全部溶化，混合均匀，停搅拌，静置过滤即为产品。