專利名稱：水溶性免清洗助焊劑的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明的產(chǎn)品涉及一種電子材料領(lǐng)域，更具體的是一種水溶性免清洗助焊劑。
背景技術(shù)：
目前，在電子DIP行業(yè)中使用的焊錫液都采用低沸點(diǎn)的醇類如乙醇、甲醇、異丙醇 作溶劑載體，這些醇類屬易揮發(fā)的有機(jī)化合物(VOC)，這些有機(jī)物的氣體有一定的毒性，散 發(fā)到空氣中會造成污染，依環(huán)保要求屬逐漸禁用的物質(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。另外有機(jī)醇類是重要的化工原料，作為溶 劑載體大量的揮發(fā)掉是一種浪費(fèi)，以去離子水代替VOC是焊錫液的發(fā)展趨勢。免清洗助焊劑是隨電子工業(yè)發(fā)展及環(huán)境保護(hù)的需要而產(chǎn)生的一種新型焊劑。它在 解決不使用CFC類清洗溶劑減少環(huán)境污染方面和解決因細(xì)間隙、高密度元器件組裝帶來的 清洗困難和元器件與清洗劑之間的相容問題方面具有重要的意義。從90年代末開始，免清 洗助焊劑在電子工業(yè)領(lǐng)域里的電子元器件與印制板的焊接生產(chǎn)中廣泛應(yīng)用。但是，隨著高 密度、輕量化、微型化、高性能化的電子產(chǎn)品應(yīng)用范圍日益擴(kuò)大，應(yīng)用環(huán)境日益復(fù)雜，對產(chǎn)品 的可靠性要求越來越高，相應(yīng)地對于免清洗助焊劑在可靠性方面提出了更高的要求。免清洗焊錫膏焊接后沒有殘留物或者極少，不用清洗。具有松香樹脂含量低、低離 子殘?jiān)?、低鹵素含量、助焊性能良好(可不用氮?dú)獗Ｗo(hù))等特點(diǎn)。從而在降低成本、提高質(zhì) 量、提高效率、保護(hù)環(huán)境等方面很有優(yōu)勢，受到用戶的歡迎。免清洗焊膏主要是向低殘留量方向發(fā)展，低殘留助焊劑的固形物含量低是為了在 焊接過程中固形物少而且可以揮發(fā)完全，僅留下極少量殘留物，以實(shí)現(xiàn)免清洗的目的。目 前，免清洗焊膏的助焊劑正在向低殘留免清洗和超低殘留免清洗方向發(fā)展。免清洗助焊劑 與免洗焊膏在固形物含量上有差別，免洗助焊劑固形物含量在20% 50%之間，低殘留免 清洗助焊劑的固形物含量低些；免清洗焊膏的固形物含量在2% 7%之間，低殘留免清洗 焊錫膏的固形物含量在2%左右。美國的阿爾法公司、日本的株式會社電子焊接部門均有相關(guān)的免清洗助焊劑用于 工業(yè)生產(chǎn)，目前他們又將應(yīng)用領(lǐng)域瞄向了要求更為嚴(yán)格的高集成電路和軍用線路板的使用 領(lǐng)域，開發(fā)的重點(diǎn)仍舊是在不降低活性的前提下進(jìn)一步減少殘留量。我國目前對免清洗 助焊劑的研究主要停留在殘留量在20%以下這樣的一個(gè)水平上，對于殘留在10%以下的 目前只在一些專利上有相關(guān)的介紹，而更低殘留量的助焊劑的研制目前一直處于實(shí)驗(yàn)室階 段。

發(fā)明內(nèi)容
為了遵守蒙特利爾和各個(gè)國家的環(huán)境保護(hù)法規(guī)，科技人員必須早日減小直至消滅 CFC的消耗量，并尋求代替的焊接工藝與凈洗工藝。對于SMT和FPT組裝件而言，免凈洗是人們夢寐以求的理想工作方案。如能實(shí)現(xiàn)又甚可靠，則在電子組裝工藝的程序中可以省卻一道工序，從而減少投資，降低工資費(fèi)用和材料成本。具體來說，其效益表現(xiàn)在首先，免除 環(huán)境保護(hù)的諸多難題；其次，免凈洗焊膏的“無腐蝕”特性，可以最大限度地降低由于殘留的 焊渣而引起的諸多難題；最后，可以回避諸如元器件與清洗溶劑之間或元器件與清洗用水 之間的相容性等諸多難題。作為免清洗助焊劑必須具備以下幾個(gè)條件(1)焊后殘留物最少；(2)焊后殘留物 在溫度、濕度下保持惰性且無腐蝕；C3)焊后殘留物應(yīng)有高的絕緣電阻值。目前市場上常見的免清洗助焊劑雖然固體含量低，配制時(shí)將其活性成分的腐蝕性 降為最小，但并不能完全排除焊后印制板上留有電介質(zhì)殘留物。因此長時(shí)間的潮熱條件下 工作的電路板，線路間在電場作用下會發(fā)生絕緣劣化及腐蝕現(xiàn)象。本發(fā)明的目的是針對上 免清洗助焊劑存在的不足，提供一種以水溶劑作載體，不含VOC的水溶性免清洗助焊劑。這 種助焊劑不但焊接性能好也可以克服的現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，其使用將更符合環(huán)保要求。本發(fā)明是一種水溶性免清洗助焊劑，其組分及重量百分?jǐn)?shù)含量為丙烯酸活化劑2.0 3. 7%表面活性劑0.1 0. 5%酯類潤濕劑1.5 5. 0%醚類助溶劑2.0 15. 0%抗氧化劑0.05 1. 0%消泡劑0.03 0. 5%其余為去離子水；其中丙烯酸活化劑的分子式
助焊劑中活化劑的主要作用是在焊接溫度下去處焊盤和焊料表面的氧化物，從而 提高焊料和焊盤之間的潤濕性。目前對于焊劑的研究重點(diǎn)是尋找高活性，低腐蝕性的活化 劑。傳統(tǒng)的活化劑為氫鹵酸的有機(jī)胺鹽，這對無鉛焊料是十分不利的。有機(jī)酸酯，酰胺類化 合物在常溫下性質(zhì)溫和，高溫下在催化劑作用下能快速分解成高活性的酸而成為人們研究 的重點(diǎn)。本發(fā)明選用的此類活化劑有足夠的助焊活性，很好清除氧化物，在焊接溫度下能 夠分解，升華或揮發(fā)，使PCB板焊后板面無殘留，無腐蝕。所述的水溶性免清洗助焊劑的表面活化劑為0P-10、TX-10中的一種。所述的酯類潤濕劑為氨基酸酯、乙酸丁脂、丁二酸二甲酯、丁二酸二乙酯、戊二酸 二甲酯、己二酸二甲酯、己二酸二己酯中的二種或多種混合。這些酯類在焊接過程中可以起 到潤濕作用，同時(shí)也可以達(dá)到清除氧化物效果，在焊接溫度下能自由揮發(fā)，焊后板面沒有殘&3 甶ο
所述的醚類助溶劑為二甘醇單甲醚、二甘醇單丁醚、丙二醇甲醚中的一種或多種 混合。影響潤濕性的主要因素在于助熔劑的活性程度，所以要改善其潤濕性就應(yīng)該選擇合 適的助溶劑并控制其用量。對溶劑的選擇應(yīng)該考慮以下的幾點(diǎn)1)沸點(diǎn)，溶劑的沸點(diǎn)應(yīng)適 中，沸點(diǎn)太低，溶劑容易揮發(fā)，所配制的焊膏干燥快，使用期短。2、適宜的粘度，一般一元醇 的粘度較低，溶劑的粘度低，則所配制的焊劑的粘度也低，而焊膏配用的焊劑需要一定的粘 度，以滿足焊膏粘性的要求。幻含有極性基團(tuán)，溶劑中含有-OH親水基團(tuán)越多，焊劑的活性 越能得到發(fā)揮，含有疏水基團(tuán)R-的分子量越大溶劑的極性越小，焊劑的活性越差。本發(fā)明適量使用醚助溶劑能加快焊錫液中的固體成份溶解，在焊接的過程中焊錫 面的干凈度越強(qiáng)。為得到透明穩(wěn)定無氣泡的助焊劑，本發(fā)明還加用消泡劑，消泡劑選自聚氧丙基甘 油醚、二甲基硅油、聚甲基硅氧烷中一種或兩種以上，其中聚氧丙基甘油醚及聚甲基硅氧烷 的分子量為1000 2000。采用水作為溶劑，水的表面張力大，加適量的表面活性劑可降低表面張力，增強(qiáng)潤 濕力，提高焊錫液的可焊性，表面活性劑不易揮發(fā)，表面活性劑用量一般在0. 10-0. 50%。所 述的表面活性劑可以是非離子表面活性劑TX-10 (辛基酚聚氧乙烯醚),0P-10 (異辛基酚聚 氧乙烯醚)。本發(fā)明助焊劑可以添加抗氧化劑0. 05-1. 0%，選用苯并三氮唑或三乙醇胺。它可 以起到保護(hù)焊錫面再度氧化的作用。本發(fā)明產(chǎn)品由于采用水作為溶劑，要求焊錫液配方中的物質(zhì)溶于水或在助溶劑的 幫助下溶于水。因?yàn)榕浞街兴形镔|(zhì)都溶于水，要求焊錫液，焊后殘留物很少，甚至沒有殘 留物，不然因殘留物吸水引起電絕緣性能下降。為了達(dá)到降低殘留物的目的，本發(fā)明選用的 活化劑，潤濕劑、助溶劑、添加劑都設(shè)計(jì)在焊接溫度下?lián)]發(fā)或升華掉，焊后板面殘留物很少， 焊后絕緣電阻達(dá)到美國標(biāo)準(zhǔn)要求。本發(fā)明助焊劑常態(tài)下為琥珀色透明液體，在生產(chǎn)使用過 程中，其鋪展工藝性良好、助焊效果優(yōu)，其無鉛化焊膏焊接時(shí)擴(kuò)展率達(dá)到84%，可與一些高 腐蝕性助焊劑相媲美。焊后并無腐蝕性，殘留量極微，一般用途可免于清洗。本產(chǎn)品是我們研發(fā)組經(jīng)過市場調(diào)查而綜合DIP電子行業(yè)現(xiàn)使用的產(chǎn)品相對比較 后得出的結(jié)論并開發(fā)的。目前所有客戶所使用的產(chǎn)品都含有VOC物質(zhì)，而且氣味很大，對人 體皮膚毛細(xì)孔刺激也很強(qiáng)，所排放的氣體對周邊環(huán)境污染也很大，而一些鹵化物氣體對周 邊空氣中的溴氧層也有破壞。我們所研發(fā)的水溶劑焊錫液是一種不燃不爆產(chǎn)品，因?yàn)楫a(chǎn)品 利用一些比較特殊的食品有機(jī)酸、脂肪酸酯、去離子水混合而成的，所以在使用過程中也不 怕高溫高壓，也不怕對人體有多大的傷害。由于無鹵素低固態(tài)含量免清洗焊錫液中不含VOC 物質(zhì)，因此產(chǎn)品中不會有很大的氣味，也不會產(chǎn)生刺激性，對環(huán)境中的空氣也不會產(chǎn)生污染 與溴氧層的破壞。所以水溶劑焊錫液能給客戶與環(huán)境創(chuàng)造一個(gè)美好的末來。本產(chǎn)品不但給客戶生產(chǎn)上帶來安全性、可靠性，它的使用性能也相當(dāng)好。比如輝 接性能強(qiáng)、焊點(diǎn)光亮、焊點(diǎn)飽滿、不連錫、表面干凈度強(qiáng)、表面絕緣阻性能也高、抗腐蝕性能 也好。
具體實(shí)施例方式水溶性免清洗助焊劑的具體組合由以下實(shí)施例體現(xiàn)。
實(shí)施例1 這是一種含有非離子表面活性劑的水溶性免清洗助焊劑，各原料含量百分比為丙烯酸活化劑2.20%苯并三氮唑0.30%0P-10 0. 20%丁二酸二乙酯2.00%己二酸二甲酯2.00%二甘醇單丁醚5.00%聚甲基硅氧烷0.30%去離子水88.00%。實(shí)施例2 這是一種含有消泡劑的水溶性免清洗助焊劑，各原料含量百分比為丙烯酸活化劑3.50%三乙胺0.70%TX-10 0. 30%乙酸丁酯2.00%氨基酸酯1.00%二甘醇單甲醚2.00%二甘醇單丁醚1.60%聚氧丙基甘油醚0.20%去離子水88.70%。
權(quán)利要求
1. 一種水溶性免清洗助焊劑，其組分及重量百分?jǐn)?shù)含量為
2.其特征在于丙烯酸活化劑的分子式為種。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水溶性免清洗助焊劑的酯類潤濕劑為氨基酸酯、乙酸丁脂、丁二酸二甲酯、丁二酸二乙酯、戊二酸二甲酯、己二酸二甲酯、己二酸二己酯中的二種或多 種混合。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水溶性免清洗助焊劑的醚類助溶劑是二甘醇單甲醚、二甘醇 單丁醚、丙二醇甲醚中的一種或多種混合。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水溶性免清洗助焊劑的抗氧化劑選自苯并三氮唑、三乙胺中一種。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水溶性免清洗助焊劑的消泡劑選自聚氧丙基甘油醚、二甲基 硅油、聚甲基硅氧烷中一種或兩種以上。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的水溶性免清洗助焊劑的消泡劑中的聚氧丙基甘油醚及聚甲 基硅氧烷的分子量為1000 2000。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種水溶性免清洗助焊劑，其組分及重量百分?jǐn)?shù)含量為丙烯酸活化劑2.0～3.7％；表面活性劑0.1～0.5％；酯類潤濕劑1.5～5.0％；醚類助溶劑2.0～15.0％；抗氧化劑；0.05～1.0％；消泡劑0.03～0.5％；其余為去離子水。本發(fā)明助焊劑設(shè)計(jì)科學(xué)，配制合理，具有以下優(yōu)點(diǎn)不含鹵素，可焊性好，無須清洗，絕緣電阻高，用去離子水作溶劑，不含VOC物質(zhì)，是環(huán)保型焊錫液，且不易燃燒不爆炸。
文檔編號B23K35/363GK102049634SQ20101060079
公開日2011年5月11日 申請日期2010年12月21日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月21日
發(fā)明者鄧劍明 申請人:東莞市劍鑫電子材料有限公司