專利名稱：一種無鹵素?zé)o松香助焊液的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于電子電路表面貼裝及化工助劑技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種無鹵素?zé)o松香 助焊液。
背景技術(shù)：
在電子電路表面貼裝過程中，助焊劑直接影響電子產(chǎn)品的質(zhì)量和可靠性，其 作用是消除被焊材料表面以及焊錫微粉本身的氧化膜，使焊錫合金迅速擴散并附 著在被焊金屬表面。隨著微細(xì)間距器件的發(fā)展，使電路板更明顯地呈現(xiàn)出高集成 度、高布線密度，由此導(dǎo)致了更小的測試焊盤外形、更高的測試點數(shù)及測試點密 度，更難清洗，因此對助焊劑的要求也越來越高，既要有較高的可焊性，又不能 對焊材產(chǎn)生腐蝕，還要滿足一系列的機械和電學(xué)性
能的要求。所以免清洗、無松香、無鹵素正在成為助焊劑方面的研究熱點。
免洗助焊劑是隨著電子工業(yè)發(fā)展及環(huán)境保護(hù)的需要而產(chǎn)生的一種新型助焊 劑。近幾年研制開發(fā)的新型免清洗助焊劑它既能滿足高密度表面安裝技術(shù)的需 要，又免去了焊后清洗，清除了臭氧層耗損物質(zhì)(ODS)類溶劑對生態(tài)環(huán)境的破壞。 目前國外研究表明低固含量的助焊劑是以弱有機酸為活性劑，因為我們知道活性 成分在助焊過程中的作用機理主要是除去基板表面的氧化膜。但某些有機物具有 良好的助焊性，但腐蝕性較大；有機胺類無腐蝕性，但活性較弱，因而考慮將兩 者結(jié)合起來使用，例如脂肪酸、芳香酸等； 一般來講，無清洗助焊劑必須以合成 高分子樹脂材料為基礎(chǔ)，這類物質(zhì)具有良好的電氣性能，常溫下起保護(hù)膜作用不 顯示活性，但是固體殘留量還是不低，免洗效果不佳；良好的溶劑，既要對焊接 表面具有良好的保護(hù)作用，又要有適當(dāng)?shù)恼扯取２捎妹?，醇類化合物作為助溶劑?本發(fā)明目的是針對現(xiàn)有無鉛焊料專用水溶性助焊劑對免清洗焊接工藝的不 適應(yīng)性，本發(fā)明提供一種無鹵素、非松香型的低固含量免清洗助焊劑。這種助焊 劑對無鉛焊料的潤濕能力較強，能增強無鉛焊料的可焊性，并能適應(yīng)無鉛焊料的 焊接溫度要求，對無鉛焊料合金腐蝕作用小，焊后殘留物為一層無色或淡黃色透明酯類膜狀物質(zhì)，可免除清洗工藝，焊接后的電路板具有較高的絕緣電阻值。
本發(fā)明的無松香助焊劑固體含量低，不含松香或樹脂成分，焊后無殘留物， 不會腐蝕電路板。波峰焊后不會阻塞噴嘴或產(chǎn)生接觸問題。且本發(fā)明的助焊液溶 于水，無須清洗或用水清洗，若室溫下采用其它標(biāo)準(zhǔn)清洗方法也可以。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是，提供一種用于焊膏的無鹵素?zé)o松香助焊液，解決現(xiàn)有助焊 液焊后需要清洗和對環(huán)境的污染問題。
本發(fā)明的技術(shù)方案是， 一種無鹵素?zé)o松香助焊液，按質(zhì)量百分比由以下組分 組成活化劑3.0 15.0%、溶劑5.0 15.0%、 PEG1.0 3.0%、 AEO-9為0.5 3.0%、四季戊四醇酯0.1 0.5%、其余為去離子水.活化劑選自丁二酸、乙二酸、 戊二酸、己二酸、水楊酸、鄰苯二甲酸、酒石酸、檸檬酸和乳酸的兩種及以上。
SMT用液態(tài)助焊劑中的活性物質(zhì)一般為有機酸、有機胺鹽、胺及酰胺類 有機物有機鹵化物和樹脂(松香)等。鹵化物對焊接過程中的氧化物的去除非常 有效，通常被作為高效的活性劑而加入助焊劑中，但鹵素由于會引起電子遷移而 導(dǎo)致絕緣電阻下降，嚴(yán)重時會引起電路的腐蝕， 一般不建議使用含鹵素的活性劑。 松香是天然的助焊劑，其含有的松香酸可起到很好的助焊效果，樹脂基體具有良 好的保護(hù)作用。但是，傳統(tǒng)松香基焊劑焊后都會有大量的殘留物存在，影響焊點 美觀又難于清洗，甚至造成腐蝕危及焊點。開發(fā)高純松香基焊劑是一種解決方式， 但是代價太高，不便于普及和推廣，前景受到限制。有機酸和胺類作用柔和、時 間短、腐蝕性小、電氣絕緣性好，為大多數(shù)助焊劑所采用。所以本發(fā)明采用丁二 酸、乙二酸、戊二酸、己二酸、水楊酸、鄰苯二甲酸、酒石酸、檸檬酸和乳酸等 一元酸或二元酸。
溶劑是選自乙二醇、丙二醇、丙三醇、己二醇、二甘醇、三甘醇中的一種及 一種以上。
溶劑應(yīng)當(dāng)對焊接表面具有良好的保護(hù)作用，又要有適當(dāng)?shù)恼扯取Ｖ竸┲械?有機溶劑通常在焊接預(yù)熱和保溫階段就有一部分揮發(fā)和分解，其余部分在焊接階段發(fā) 揮作用。傳統(tǒng)助焊劑所用溶劑大多是水溶性的脂肪醇， 一般為乙醇、異丙醇等低 沸點易揮發(fā)的醇，不利于環(huán)保。且低沸點的醇粘度低，揮發(fā)迅速，制備焊膏很容 易變干，存儲壽命低。高沸點的醇保護(hù)效果較好，粘度較大，焊后殘留物較多； 因此，使用單一的溶劑乙醇、異丙醇或丙三醇很難獲得良好的焊接效果，所以考
慮使用多組分溶劑進(jìn)行復(fù)配。
PEG是平均相對分子質(zhì)量在400-1000之間的聚乙二醇，作為成膜劑。
傳統(tǒng)的松香基焊劑，由于松香含量較大，而松香是天然的焊劑成膜物質(zhì)和活 性物質(zhì)，它是一種具有一定活性而且腐蝕性極微的天然助焊劑。松香中所含的酸 性物質(zhì)(90%)具有一定的活性，在焊接過程中可以發(fā)揮活性劑的作用。松香中 的大量成分是可用于作為焊劑基體和成膜劑的多重樹脂。復(fù)雜的樹脂體系為松香 提供了連續(xù)的活性區(qū)間，使得整個焊接過程中保護(hù)伴隨著整個工藝過程，即達(dá)到 了良好的焊接要求，又防止了再次氧化。但是，松香的溶解性并不強，普通松香 難揮發(fā)物含量較高，易造成焊后殘留量增多，而且單一松香在焊劑體系中易于析 出，形成焊劑分層和焊膏失效。故采取聚乙烯醇作為成膜物質(zhì)。
傳統(tǒng)的成膜劑含有松香，外松香的加入使得焊后殘留較大且難于清洗，本發(fā) 明采用殘留較少的合成高分子PEG為成膜物，這類物質(zhì)具有良好的電氣性能， 常溫下起保護(hù)膜的作用不顯活性，在200 300'C的焊接溫度下顯示活性；經(jīng)過 實驗PEG具有無腐蝕性，與金屬焊料有較好的潤濕性能。
四季戊四醇酯，作用為抗氧化劑。此抗氧化劑揮發(fā)性小，不污染，不著色， 可以保護(hù)易被氧化的有機物及有機聚合物。
本發(fā)明助焊液的表面活性劑采用AEO-9，此表面活性劑可以更優(yōu)的改善焊 劑的流動性和潤濕性，降低助焊劑的表面張力，并引導(dǎo)焊錫合金向四周擴散，從 而形成光滑的悍點。
采用本發(fā)明的助焊劑液，錫鉛焊膏的擴展率接近93%，而無鉛焊膏的擴展率 也有望達(dá)到89%。錫鉛焊膏的潤濕角可以控制在10°以下，無鉛焊膏可以達(dá)到 20°以下。焊膏的體焊料晶粒均較細(xì)小，性能良好。本發(fā)明為新型無鉛工藝和錫鉛工藝而設(shè)計，本發(fā)明的助焊液是一種特別研 制、對環(huán)境無害的助焊劑，不含揮發(fā)性有機化合物(VOC)，不含任何鹵化物，也
不含松香或樹脂成份。該助焊劑能充分使用，焊接效果極佳，無接觸問題，尤其 是潤濕能力極佳。
在組裝廠商從錫鉛工藝轉(zhuǎn)向無鉛工藝的過程中，本發(fā)明的免清洗、無鹵素、 無松香助焊液能夠提供優(yōu)良的可焊接性和高良率。
無鹵素?zé)o松香助焊液具有超低殘留特性，提供了多種應(yīng)用所需的最佳外觀優(yōu) 點。兼容無鉛和錫鉛工藝的本發(fā)明助焊液的托盤干擾最小，不會在波峰焊設(shè)備上 留下松香焊渣，可為錫鉛和無鉛波峰焊應(yīng)用提供安心的電路可測試性能和優(yōu)良的
電氣可靠性。此外，它還是符合IPC規(guī)定的ROL0型焊劑，其電遷移率和表面絕 緣電阻超越了 Bellcore和JIS標(biāo)準(zhǔn)要求。
本發(fā)明的助焊液固體含量低，不含松香或樹脂成分，焊后無殘留物，不會腐 蝕電路板。波峰焊后不會阻塞噴嘴或產(chǎn)生接觸問題。無須清洗，若室溫下用IPA 或采用其它標(biāo)準(zhǔn)清洗方法也可以。本發(fā)明的助焊液不含鹵化物，滿足所有 BELLCORE和IPC要求，包括新的電子轉(zhuǎn)移測試。該助焊劑具有極好的焊接性 能，強度高，并且易于操作。
本發(fā)明的助焊液特別適用于浸泡法，在手工法和波峰焊時也有很好的表現(xiàn)。 與同類產(chǎn)品相比使用壽命長，因此可謂免清洗焊接材料中最經(jīng)濟之產(chǎn)品。
具體實施例方式
實施例l:這是一種不含有緩蝕劑，由PEG作為成膜劑的無鹵素?zé)o松香助焊液， 各原料含量的質(zhì)量百分比為
丁二酸 0.70%
戊二酸 1.00。/。
己二酸 0.70%
丙二醇 5.00%
乙二醇 6.00%PEG600 2.0%
AEO-9 0.8% 四季戊四醇酯0.5%
去離子水 83.3%。
實施例2:這是一種不含有緩蝕劑，由PEG作為成膜劑的無鹵素?zé)o松香助焊液， 各原料含量的質(zhì)量百分比為
蘋果酸3.00%
戊二酸2.50%
丙三醇7.00%
乙二醇3.50%
PEG4001.50%
AEO-91.20%
四季戊四醇酯0.30%
去離子水80.5%。
實施例3:這是一種不含有緩蝕劑，由PEG作為成膜劑的無鹵素?zé)o松香助焊液, 各原料含量的質(zhì)量百分比為
蘋果酸3.00%
丁二酸1.50%
酒石酸0.70%
三甘醇3.80%
乙二醇3.50%
PEG6001.20%
AEO-9l.腦
四季戊四醇酯0.20%
去離子水84.20。
權(quán)利要求
1、一種無鹵素?zé)o松香助焊液，其特征在于它包括以重量百分?jǐn)?shù)計的下述組分活化劑 3.0～15.0％溶劑 5.0～15.0％PEG 1.0～3.0％AEO-90.5～3.0％四季戊四醇酯 0.1～0.5％其余為去離子水。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的無鹵素?zé)o松香助焊液，其特征在于所述的活化 劑選自丁二酸、乙二酸、戊二酸、己二酸、水楊酸、鄰苯二甲酸、酒石酸、檸檬 酸和乳酸的兩種及以上。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的無鹵素?zé)o松香助焊液，其特征在于所述的溶劑 是選自乙二醇、丙二醇、丙三醇、己二醇、二甘醇、三甘醇中的兩種及以上。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的無鹵素?zé)o松香助焊液，其特征在于所述的PEG 是平均相對分子質(zhì)量在400-1000之間的聚乙二醇。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的無鹵素?zé)o松香助焊液，其特征在于所述的四季戊四醇酯，作用為抗氧化劑。
全文摘要
一種無鹵素?zé)o松香助焊液屬于化工產(chǎn)品的助焊劑領(lǐng)域。其特征在于它包括以重量百分?jǐn)?shù)計的下述成分活化劑3.0～15.0％、溶劑5.0～15.0％、PEG1.0～3.0％、AEO-9為0.5～3.0％、四季戊四醇酯0.1～0.5％、其余為去離子水。本發(fā)明的無鹵素?zé)o松香免清洗助焊液不含松香及樹脂，無鹵化物，對無鉛焊料助焊性能優(yōu)越，鋪展均勻，焊后殘留物少，在組裝廠商從錫鉛工藝轉(zhuǎn)向無鉛工藝的過程中，這種助焊液能夠提供優(yōu)良的可焊接性和高良率；同時溶劑采用無揮發(fā)溶劑，部分溶劑用去離子水代替，符合環(huán)保要求。
文檔編號B23K35/363GK101670504SQ20091019299
公開日2010年3月17日 申請日期2009年10月12日 優(yōu)先權(quán)日2009年10月12日
發(fā)明者孫德齊, 廖龍根 申請人:東莞市焊宏愛法電子科技有限公司