無鹵素助焊劑的制作方法
【專利摘要】本發明涉及電子工業焊接材料領域，公開了一種無鹵素助焊劑。本發明所述的無鹵素助焊劑，按照重量百分比計算：有機酸性活化劑為2.45～3.15％、松香成膜劑為3.75～9.6％、表面活性劑為0.25～0.75％、流平劑0.55～1.5％、低級脂肪醇溶劑85～93％；所述有機酸性活化劑由丁二酸、己二酸和戊二酸混合而成；所述松香成膜劑為美國伊士曼化工公司生產的全氫化松香Foral?AX-E；所述表面活性劑為壬基酚聚氧乙烯醚；所述流平劑為聚醚改性二甲基聚矽氧烷物溶液。所述低級脂肪醇溶劑為乙醇、異丙醇的一種或者兩者組成。本發明所述的無鹵素助焊劑，不僅環保、無需清洗，而且使得焊接后的電子線路板表面生成一種無色的高絕緣阻抗薄膜，從而也相應的提高的電子線路板的質量和性能，也提高了生產效率。
【專利說明】無鹵素助焊劑
【技術領域】
[0001 ] 本發明涉及電子工業焊接材料領域，尤其涉及一種無鹵素助焊劑。
【背景技術】
[0002]助焊劑，是一種含鹵素的活性劑，用來作為焊接過程順利完成的輔助材料，具有活性強的特點，能非常容易的去除銅氧化物。目前，電子封裝的過程中，都需要進行焊接工藝操作，助焊劑不僅起到輔助焊接的作用，焊接后的電子線路板的表面因為鹵素過多，同時鹵素離子容易與空氣中的水結合形成鹵化氫酸性物，這種物質容易腐蝕電子線路板甚至影響電氣性能。但是不使用鹵化物作為活性劑的助焊劑，在去除銅氧化的能力就大幅度下降，又會導致電子線路板在過波峰焊的過程中，出現半焊、空焊的焊接不良問題出現。另外，隨著人類對環境保護的意識日益提高，因此在電子產品的焊接材料中，由于助焊劑存在鹵素問題，也危害人體健康。因此，歐盟已經明文規定了電子線路板在焊接過程中的鹵素有著嚴格的控制要求。但是由于鹵素在助焊劑中起著關鍵的活性劑作用，市面上出現的一些無鹵素組焊機由于酸性不夠，有機酸成分過多，在焊接完畢后，殘留物過多，不僅影響外觀，還需要清洗，增加了生產工序，從而使得生產效率降低。

【發明內容】

[0003]本發明實施例的目的是:提供一種無鹵素助焊劑，不僅環保、無需清洗，而且使得焊接后的電子線路板表面生成一種無色的高絕緣阻抗薄膜，從而也相應的提高的電子線路板的質量和性能，也提聞了生廣效率。
[0004]本發明實施例提供的一種無鹵素助焊劑，按照重量百分比計算，包括:
[0005]有機酸性活化劑為2.45?3.15%、松香成膜劑為3.75?9.6%、表面活性劑為
0.25?0.75%、流平劑0.55?1.5%、低級脂肪醇溶劑85?93%。
[0006]可選的，所述有機酸性活化劑由丁二酸、己二酸和戊二酸混合而成；照重量百分比計算，所述丁二酸為1.2?1.75 %，所述己二酸為0.25?0.90 %，所述戊二酸0.50?
1.0%。
[0007]可選的，所述丁二酸為1.74%，所述己二酸為0.50%，所述戊二酸0.75%。
[0008]可選的,所述松香成膜劑為美國伊士曼化工公司生產的全氫化松香ForalAX-E。
[0009]可選的，所述松香成膜劑為5.2%。
[0010]可選的，所述表面活性劑為壬基酚聚氧乙烯醚；所述流平劑為聚醚改性二甲基聚矽氧烷物溶液。
[0011]可選的，所述表面活性劑為0.31 %，所述流平劑為0.89%。
[0012]可選的，所述低級脂肪醇溶劑為乙醇、異丙醇的一種或者兩者組成。
[0013]可選的，所述低級脂肪醇溶劑由乙醇和異丙醇組成時的重量百分比為:乙醇為35?60%，異丙醇為33?50%。
[0014]可選的，所述乙醇51.61%，異丙醇為39%。[0015]由上可見，應用本發明實施例的技術方案，采用不含鹵素的有機酸性活化劑、松香成膜劑、表面活性劑、流平劑以及低級脂肪醇溶劑組成的助焊劑，不僅綠色環保，在焊接過程中不會產生刺激性氣體，同時在劑量上合理分配，使得在焊接后的電子線路板，無需清洗、銅上錫飽滿，半焊空焊以及連錫的問題大大減少，提高了生產效率、減低了產品不合格率。另外還使得焊接后的電子線路板表面生產一種無色的高絕緣阻抗的薄膜，從而提高了電子線路板的質量和性能。
【具體實施方式】
[0016]下面將結合具體實施例來詳細說明本發明，在此本發明的示意性實施例以及說明用來解釋本發明，但并不作為對本發明的限定。
[0017]實施例1:
[0018]本發明所述的無鹵素助焊劑，包括有機酸性活化劑、松香成膜劑為、表面活性劑為、流平劑和低級脂肪醇溶劑。
[0019]其中，所述有機酸性活化劑，取代了鹵素作為活性劑，避免了因鹵素離子與空氣中的水結合形成鹵化氫酸性物，從而也就避免了腐蝕電子線路板降低電氣性能的問題。但是不使用在組分的選擇上，也需要精心分配，因為對于不使用鹵化物的有機酸性活化劑來說，對于去除電子線路板表面的銅氧化物的能力相應的下降，從而會導致在過波峰焊時，出現半焊、空焊的問題。對于有機酸性活化劑，有衣康酸、丁二酸、己二酸、戊二酸、水楊酸、苯甲酸、硬酯酸、蘋果酸、丙二酸作為選擇，但是，對于丁二酸、己二酸和丙二酸而言，酸性則較強，從而彌補了有機酸活化劑去除銅氧化物能力不強的問題，但是由于丙二酸在焊接后的殘留物容易降低線路板表面的絕緣阻抗。同時，對于戊二酸而言，在酸性夠強的前提下，并且具有使無鹵素助焊劑不容易泛白的作用，因此選用丁二酸、己二酸和戊二酸三者混合作為活化劑。
[0020]所述松香成膜劑，本發明采用美國伊士曼化工公司生產的全氫化松香ForalAX-E,軟化點為81°C，酸值175mgK0H/g，能夠在波峰焊的預熱階段開始軟化，從而更好的防止銅再度氧化，有利于錫與銅的焊接，從而具有良好的成膜效果。同時由于所述全氫化松香Foral AX-E的氫化程度高，因此將其添加至所述無鹵素助焊劑中不易氧化變色，不僅有利于所述無鹵素助焊劑的保存，也能夠使得焊接后的薄膜保持透明無色，從而解決了現有技術中使用傳統松香導致顏色過深的問題。在視覺效果上，電子線路板表面看起來更干凈。
[0021]所述表面活性劑，通常指在極低的濃度下，就能夠顯著降低其他物質表面張力的一種物質，它的分子兩端有兩個集團結構，一端親水憎油另一端親油憎水，通過其外部表現可以看到，它由溶劑可溶性和溶劑不溶性兩部分組成，這兩個部分正處于分子的兩端，形成一種并不對稱的結構，它只所以能夠顯著降低表面張力的作用正是由這種特殊結構所決定的。在焊接過程中，焊料基本上處于液體狀態，而元件管腳或焊盤則為固體狀態，當兩種物質接觸時，因液態物質表面張力的作用，會直接造成兩種物質接觸界面的減小，對這種現象的概括是表面“錫液流動性差”或“擴展率小”，這種現象的存在影響著合金形成的面積、體積或形狀。這種情況下，往往需要對助焊劑中添加表面活性劑。雖然說助焊劑中表面活性劑的添加量很小，但作用卻很關鍵，降低被焊接材質表面張力，所表現出來的就是一種強效的潤濕作用，它能夠確保錫液在被焊接物表面順利擴展、流動、浸潤等。本發明采用的是，其為非鹵素表面活性劑，具有大幅度降低錫液表面張力的效果，最終使得在焊接過程中的連錫率大幅度降低。
[0022]所述流平劑，采用的是聚醚改性二甲基聚矽氧烷物溶液。所述聚醚改性二甲基聚矽氧烷物溶液促進樹脂微粒更好地融合以及降低松香軟化點，并且能夠讓松香在焊接后均勻地鋪展在線路板上。針對此特點，使得所述美國伊士曼化工公司生產的全氫化松香ForalAX-E在預熱階段提前軟化，防止銅再次氧化的效果更好，也利于銅和錫的融合。
[0023]所述溶劑，本發明采用的是低級脂肪醇溶劑，具體為異丙醇和乙醇中的一種或者兩種。由于異丙醇和乙醇的溶解能力較好，同時沸點比丁醇和其他醚類的沸點都要低，能夠在波峰焊預熱階段就揮發完全，同時二者本身無毒無異味、無刺激性，反而乙醇還具有較濃的醇香味。
[0024]本發明采用的最佳重量百分配比為:
[0025]有機酸活化劑:所述丁二酸為1.74%，所述己二酸為0.50%，所述戊二酸0.75%；
[0026]松香成膜劑:美國伊士曼化工公司生產的全氫化松香Foral AX-E為5.2% ;
[0027]表面活性劑:壬基酚聚氧乙烯醚為0.31% ;
[0028]流平劑:聚醚改性二甲基聚矽氧烷物溶液為0.89% ;
[0029]低級脂肪醇溶劑:乙醇為51.61%，異丙醇為39%。
[0030]按照以上組分配成的無鹵素助焊劑，焊接后經檢測的綜合性能如下表1:
[0031]
【權利要求】
1.一種無鹵素助焊劑，其特征在于，按照重量百分比由如下原料組成: 有機酸性活化劑為2.45?3.15%、松香成膜劑為3.75?9.6%、表面活性劑為0.25?0.75%、流平劑0.55?1.5%、低級脂肪醇溶劑85?93%。
2.根據權利要求1所述的無鹵素助焊劑，其特征在于: 所述有機酸性活化劑由丁二酸、己二酸和戊二酸混合而成； 按照重量百分比計算，所述丁二酸為1.2?1.75%，所述己二酸為0.25?0.90%，所述戊二酸0.50?1.0%。
3.根據權利要求2所述的無鹵素助焊劑，其特征在于: 所述丁二酸為1.74%，所述己二酸為0.50%，所述戊二酸0.75%。
4.根據權利要求1所述的無鹵素助焊劑，其特征在于: 所述松香成膜劑為美國伊士曼化工公司生產的全氫化松香Foral AX-E。
5.根據權利要求1或4所述的無鹵素助焊劑，其特征在于: 所述松香成膜劑為5.2%。
6.根據權利要求1所述的無鹵素助焊劑，其特征在于: 所述表面活性劑為壬基酚聚氧乙烯醚； 所述流平劑為聚醚改性二甲基聚矽氧烷物溶液。
7.根據權利I或6所述的無鹵素助焊劑，其特征在于: 所述表面活性劑為0.31%，所述流平劑為0.89%。
8.根據權利I所述的無鹵素助焊劑，其特征在于: 所述低級脂肪醇溶劑為乙醇、異丙醇的一種或者兩者組成。
9.根據權利要求1或8所述的無鹵素助焊劑，其特征在于: 所述低級脂肪醇溶劑由乙醇和異丙醇組成時的重量百分比為: 乙醇為35?60 %，異丙醇為33?50 %。
10.根據權利要求8所述的無鹵素助焊劑，其特征在于: 所述乙醇51.61%，異丙醇為39%。
【文檔編號】B23K35/363GK103706968SQ201210369531
【公開日】2014年4月9日 申請日期:2012年9月28日 優先權日:2012年9月28日
【發明者】鐘廣飛 申請人:鐘廣飛