專利名稱：一種環(huán)保型無鉛焊料水基助焊劑及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種助焊劑，尤其適用于電子、電工行業(yè)中、印刷電路板之 類電子組件焊接的環(huán)保型無鉛焊料水基助焊劑及其制備方法。
技術(shù)背景-隨著環(huán)境保護(hù)法規(guī)的日趨完善和嚴(yán)格禁止使用鉛的呼聲日益高漲，無鉛 焊料在電子制造和應(yīng)用方面得到空前的發(fā)展，但無鉛焊料與傳統(tǒng)的錫鉛焊料 相比，無鉛焊料潤濕性差、熔點(diǎn)高等缺點(diǎn)，而目前與之配套的無鉛助焊劑產(chǎn) 品或?qū)＠墨I(xiàn)等，都存在不足和缺點(diǎn)，主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面1、 含有鹵素或鹵素含量偏高含有鹵素的助焊劑，可焊性會(huì)很好，但焊后殘留物有腐蝕性，d—對焊點(diǎn) 具有循環(huán)腐蝕作用，造成線路板面產(chǎn)生多孔型沉淀物，最后引起短路、開路 等失效問題。2、 含松香和松香含量偏高含有松香的助焊劑，有輕微的腐蝕性，而且殘留的松香會(huì)引起吸潮，對 產(chǎn)品的力學(xué)性能和電性能存在潛在的不良影響。3、 固體含量高焊后殘留物較多，影響產(chǎn)品外觀和長期穩(wěn)定性。4、 表面絕緣電阻不合格由于兼顧到可焊性和焊后板面潔凈度的要求偏高，添加活性劑物質(zhì)或吸濕性物質(zhì)，易引起焊接前后或濕熱試驗(yàn)后的SIR偏低，引起電子產(chǎn)品出現(xiàn)信 號不穩(wěn)定等絕緣性問題。5、 腐蝕性不合格目前， 一些焊劑產(chǎn)品的銅鏡腐蝕試驗(yàn)顯示穿透性腐蝕面積超過50%， 銅板腐蝕試驗(yàn)也有約10%的產(chǎn)品不合格，經(jīng)濕熱試驗(yàn)后在焊接后的焊點(diǎn)周圍 顯示明顯變色腐蝕現(xiàn)象。6、 水萃取液電阻率偏低約60%以上的松香型助焊劑產(chǎn)品的該項(xiàng)指標(biāo)達(dá)不到5X 104Q. cm以上， 因此要求較高的電子產(chǎn)品后期的可靠性問題就會(huì)較多。7、 溶劑不環(huán)保，不安全更重要的是，這些助焊劑都采用低沸點(diǎn)的醇類，如乙醇、甲醇、異丙醇等做溶劑載體，采用大量有機(jī)溶劑，這些醇類屬易揮發(fā)的有機(jī)化合物(VOC)盡管它們對大氣臭氧層不產(chǎn)生破壞作用，但它們發(fā)散在低層大氣中，會(huì)形成光化學(xué)煙霧，對人們的身體有危害作用，也造成空氣污染，是環(huán)保要求逐漸禁用的物質(zhì)，再者這些醇類都是易燃物質(zhì)，使用中易引起火災(zāi)，給安全生產(chǎn)帶來不可避免的隱患，而且有機(jī)醇類是重要代工原料，作為溶劑載體大量的揮發(fā)掉是一種浪費(fèi)。因此，開發(fā)一種可焊性能好、對被焊材料無腐蝕，并且滿足一系列的機(jī)械和電學(xué)性能要求的環(huán)保型水基助焊劑，是當(dāng)務(wù)之急，也是具有很大的工業(yè)經(jīng)濟(jì)價(jià)值。發(fā)明內(nèi)容-本發(fā)明的目的是提供一種助焊劑，尤其是一種不含鹵素、可焊性好、固 體含量低、焊后殘留物少，無須清洗，絕緣電阻高，以去離子水作為載體， 不含VOC的物質(zhì)，且不燃燒，并可以克服，現(xiàn)有助焊劑缺點(diǎn)和不足的環(huán)保型無鉛焊料水基助焊劑及其制備方法。 本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的環(huán)保型無鉛焊料水基助焊劑及其制備方法，主要是在常溫下將有機(jī)酸有 機(jī)胺活性劑、表面活性劑、成膜劑、助溶劑、緩蝕劑、去離子水這些原料按 其組分配方比混合，先將去離子水加入干凈的帶有攪拌裝置的不銹鋼釜中， 再加入固體或難溶原料，攪拌半小時(shí)后，然后將其他原料依次加入，繼續(xù)攪 拌至全部物質(zhì)完全溶解，停止攪拌，靜置過濾即為產(chǎn)品。所述的組分配方比為有機(jī)酸有機(jī)胺活性劑 1.5%—3.0%表面活性劑 0.1%—1.0%成膜齊IJ 0.2%—1.0%助溶劑 5%—15%緩蝕劑 0.1%—0.5%去離子水 余量。所述有機(jī)酸有機(jī)胺活性劑可選自水楊酸，蘋果酸，乙二酸，丁二酸，山 梨酸，無水檸檬酸， 一乙醇胺，二乙醇胺，三乙醇胺。所述的表面活性劑可為非離子表面活性劑或陽離子表面活性劑，可選用 TX-10 (辛基酚聚氧乙烯醚)，OP-10 (異辛基酚聚氧乙烯醚)，F(xiàn)SN (非離子 氟表面活性劑)，F(xiàn)SO (非離子氟表面活性劑)，AEO (脂肪醇聚氧乙烯醚)， 以O(shè)P-IO (異辛基酚氧乙烯醚)為第一表面活性劑，其他活性劑為次。所述成膜劑可為硬脂酸甘油脂，聚丙烯酰胺，山梨糖醇，苯甲酸乙酯， 馬來酸二甲酯，乙二酸二甲酯，以硬脂酸甘油脂為首選，其他為輔。所述助熔劑可為二甘醇，丙三醇，乙二醇，乙二醇乙醚，乙二醇丁醚，聚乙二醇；優(yōu)選聚乙二醇，乙二醇丁醚，丙三醇，聚乙二醇。所述緩蝕劑可為苯并三氮唑，三乙胺，優(yōu)選苯并三氮唑。本發(fā)明的環(huán)保型無鉛焊料水基助焊劑具有以下優(yōu)點(diǎn)1、 不含松香和鹵素，固體含量低，對無鉛焊料潤濕力強(qiáng)，使焊料鋪展均 勻，焊后殘留物少，無須清洗，無粘性，無腐蝕性，絕緣電阻高。2、 用去離子水做溶劑，幾乎可以地免除VOC物質(zhì)，無毒、無刺激性氣味，使用完全且不易燃燒，儲(chǔ)存和運(yùn)輸方便，并且成本低。3、 按SJ/T11273-2002免清洗助焊劑規(guī)定的測試方法檢驗(yàn)，包括外觀、物 理穩(wěn)定性、質(zhì)量濃度、酸度、粘性、鹵化物含量、不揮發(fā)物含量、銅板腐蝕 性、鋪展率、各項(xiàng)指標(biāo)均達(dá)到優(yōu)良。
具體實(shí)施例方式丁二酸0.6% OP畫10: 0.1%聚乙二醇2% 苯并三氮唑0.1%實(shí)施例1:無水檸檬酸1.5% 三乙醇胺0.8% 硬脂酸甘油脂0.4% 乙二醇丁醚9% 去離子水余量制備方法常溫下，將去離子水加入干凈的帶有攪拌裝置的不銹鋼釜中， 先加入固體或難溶原料，攪拌半小時(shí)后，再將其他原料依次加入，繼續(xù)攪拌 至全部物質(zhì)完全溶解，停止攪拌，靜置過濾即為J實(shí)施例2:無水檸檬酸1.6% 水楊酸0.5%三乙醇胺0.8% OP-10: 0.1%硬脂酸甘油脂0.4%聚乙二醇2%:口 叫o乙二醇丁醚9% 苯并三氮唑0.1%去離子水余量制備方法常溫下，將去離子水加入干凈的帶有攪拌裝置的不銹鋼釜中， 先加入固體或難溶原料，攪拌半小時(shí)后，再將其他原料依次加入，繼續(xù)攪拌 至全部物質(zhì)完全溶解，停止攪拌，靜置過濾即為產(chǎn)品。實(shí)施例3:無水檸檬酸1.5% 三乙醇胺0.7% 硬脂酸甘油脂0.4% 乙二醇丁醚9%蘋果酸0.7%OP-10- 0.1%聚乙二醇2% 苯并三氮唑0.1%去離子水余量制備方法常溫下，將去離子水加入干凈的帶有攪拌裝置的不銹鋼釜中， 先加入固體或難溶原料，攪拌半小時(shí)后，再將其他原料依次加入，繼續(xù)攪拌 至全部物質(zhì)完全溶解，停止攪拌，靜置過濾即為產(chǎn)品。實(shí)施例4:無水檸檬酸1.4% 乙二酸0.7%三乙醇胺0.9% OP-10: 0.1%硬脂酸甘油脂0.4% 聚乙二醇2%乙二醇丁醚9% 苯并三氮唑0.1%去離子水余量制備方法常溫下，將去離子水加入干凈的帶有攪拌裝置的不銹鋼釜中， 先加入固體或難溶原料，攪拌半小時(shí)后，再將其他原料依次加入，繼續(xù)攪拌 至全部物質(zhì)完全溶解，停止攪拌，靜置過濾即為產(chǎn)品。實(shí)施例5:山梨酸0.8% OP-10: 0.1%聚乙二醇2% 苯并三氮唑0.1%無水檸檬酸1.6% 三乙醇胺0.8% 硬脂酸甘油脂0.4% 乙二醇丁醚9% 去離子水余量制備方法常溫下，將去離子水加入干凈的帶有攪拌裝置的不銹鋼釜中， 先加入固體或難溶原料，攪拌半小時(shí)后，再將其他原料依次加入，繼續(xù)攪拌 至全部物質(zhì)完全溶解，停止攪拌，靜置過濾即為產(chǎn)品。實(shí)施例6:丁二酸0.6% OP畫10: 0.1%聚乙二醇2% 丙三醇4%去離子水余量制備方法常溫下，將去離子水加入干凈的帶有攪拌裝置的不銹鋼釜中， 先加入固體或難溶原料，攪拌半小時(shí)后，再將其他原料依次加入，繼續(xù)攪拌 至全部物質(zhì)完全溶解，停止攪拌，靜置過濾即為產(chǎn)品。實(shí)施例7:丁二酸0.6% OP-10: 0.1%聚乙二醇2% 乙二醇2.5% 去離子水余量無水檸檬酸1.5% 三乙醇胺0.8% 硬脂酸甘油脂0.4% 乙二醇丁醚6% 苯并三氮唑0.1%無水檸檬酸1.5% 三乙醇胺0.8% 硬脂酸甘油脂0.4% 乙二醇丁醚7% 苯并三氮唑0.1%制備方法常溫下，將去離子水加入干凈的帶有攪拌裝置的不銹鋼釜中，先加入固體或難溶原料，攪拌半小時(shí)后，再將其他原料依次加入，繼續(xù)攪拌 至全部物質(zhì)完全溶解，停止攪拌，靜置過濾即為產(chǎn)品。 實(shí)施例8:無水檸檬酸1.5% 三乙醇胺0.8% 硬脂酸甘油脂0.4% 乙二醇丁醚5% 丙三醇2%丁二酸0.6°/。 OP-10: 0.1%聚乙二醇2% 乙二醇2% 苯并三氮唑0.1%去離子水余量制備方法常溫下，將去離子水加入干凈的帶有攪拌裝置的不銹鋼釜中， 先加入固體或難溶原料，攪拌半小時(shí)后，再將其他原料依次加入，繼續(xù)攪拌 至全部物質(zhì)完全溶解，停止攪拌，靜置過濾即為產(chǎn)品。本發(fā)明的環(huán)保型無鉛焊料水基助焊劑的使用方法是可采用噴霧、發(fā)泡、 浸漬等方法將助焊劑均勻涂敷在待焊接的PCB板上，對PCB板進(jìn)行預(yù)熱，預(yù) 熱溫度為100。C左右，將焊劑中的水完全蒸發(fā)掉，再經(jīng)波峰焊劑槽焊接，焊料溫度視無鉛焊料而定， 一般為250'C—300°C，傳送速度1.2—1.8m/min。
權(quán)利要求
1、一種環(huán)保型無鉛焊料水基助焊劑及其制備方法，主要是在常溫下將有機(jī)酸有機(jī)胺活性劑、表面活性劑、成膜劑、助溶劑、緩蝕劑、去離子水這些原料按其組分配方比混合，先將去離子水加入干凈的帶有攪拌裝置的不銹鋼釜中，再加入固體或難溶原料，攪拌半小時(shí)后，然后將其他原料依次加入，繼續(xù)攪拌至全部物質(zhì)完全溶解，停止攪拌，靜置過濾即為產(chǎn)品。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種環(huán)保型無鉛焊料水基助焊劑及其制備方法，其特征在于所述的組分配方比為-有機(jī)酸有機(jī)胺活性劑 1.5%—3.0%表面活性劑 0.1%—1.0%成膜劑 0.2%—1.0%助溶劑 5%—15%緩蝕劑 0.1%—0.5%去離子水 余量。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種環(huán)保型無鉛焊料水基助焊劑及其制備 方法，其特征在于所述有機(jī)酸有機(jī)胺活性劑可選自水楊酸，蘋果酸，乙二 酸，丁二酸，山梨酸，無水檸檬酸， 一乙醇胺，二乙醇胺，三乙醇胺。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種環(huán)保型無鉛焊料水基助焊劑及其制備 方法，其特征在于所述的表面活性劑可為非離子表面活性劑或陽離子表面 活性劑，可選用TX-IO (辛基酚聚氧乙烯醚)，OP-10 (異辛基酚聚氧乙烯醚)， FSN (非離子氟表面活性劑)，F(xiàn)SO (非離子氟表面活性劑)，AEO (脂肪醇聚 氧乙烯醚)，以O(shè)P-10 (異辛基酚氧乙烯醚)為第一表面活性劑，其他活性劑為次。4、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種環(huán)保型無鉛焊料水基助焊劑及其制備方法，其特征在于所述成膜劑可為硬脂酸甘油脂，聚丙烯酰胺，山梨糖醇， 苯甲酸乙酯，馬來酸二甲酯，乙二酸二甲酯，以硬脂酸甘油脂為首選，其他 為輔。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種環(huán)保型無鉛焊料水基助焊劑及其制備 方法，其特征在于所述助瑢劑可為二甘醇，丙三醇，乙二醇，乙二醇乙醚， 乙二醇丁醚，聚乙二醇；優(yōu)選聚乙二醇，乙二醇丁醚，丙三醇，聚乙二醇。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種環(huán)保型無鉛焊料水基助焊劑及其制備 方法，其特征在于所述緩蝕劑可為苯并三氮唑，三乙胺，優(yōu)選苯并三氮唑。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種環(huán)保型無鉛焊料水基助焊劑及其制備方法。主要是在常溫下將有機(jī)酸有機(jī)胺活性劑、表面活性劑、成膜劑、助溶劑、緩蝕劑、去離子水這些原料按其組分配方比混合，先將去離子水加入干凈的帶有攪拌裝置的不銹鋼釜中，再加入固體或難溶原料，攪拌半小時(shí)后，然后將其他原料依次加入，繼續(xù)攪拌至全部物質(zhì)完全溶解，停止攪拌，靜置過濾即為產(chǎn)品。本發(fā)明可得到一種不含鹵素、可焊性好、固體含量低、焊后殘留物少，無須清洗，絕緣電阻高，以去離子水作為載體，不含VOC的物質(zhì)，且不燃燒，并可以克服現(xiàn)有助焊劑缺點(diǎn)和不足的環(huán)保型助焊劑。
文檔編號B23K35/362GK101214594SQ20071030149
公開日2008年7月9日 申請日期2007年12月28日 優(yōu)先權(quán)日2007年12月28日
發(fā)明者峰 林, 潘惠凱 申請人:潘惠凱;林 峰