专利名称：用于SnAgCu系无铅焊膏的低松香免清洗助焊剂及其制备方法
技术领域：
本发明属于电子电路表面贴装技术领域，涉及一种用于SnAgCu系无铅焊膏的低松香免清洗助焊剂，还涉及该种用于SnAgCu系无铅焊膏的低松香免清洗助焊剂的制备方法。
背景技术：
在焊膏中，糊状的助焊剂是一种新型焊接辅助材料，被广泛应用于电子电路表面贴装过程中，是焊锡微粉的载体。通过助焊剂中活化剂的作用能消除被焊材料表面以及焊锡微粉本身的氧化膜，使焊锡合金迅速扩散并附着在被焊金属表面。现代电子工业对助焊剂的需求迅速增加，对助焊剂的要求也越来越高。助焊剂既要有较高的可焊性，又不能对焊材产生腐蚀，同时还要满足一系列的机械和电学性能的要求。
无铅焊锡已成为当今电子材料的发展趋势，但其焊接性能远低于锡铅合金，对助焊剂性能要求更高、更苛刻。随着电路板不断向着高集成度、高布线密度方向发展，由此导致了电路板清洗更困难。开发和应用免清洗助焊剂可以解决清洗型助焊剂存在的成本高和污染环境的问题。
发明内容
本发明的目的是，提供一种用于SnAgCu系无铅焊膏的低松香免清洗助焊剂，解决现有助焊剂存在的焊后需要清洗、成本高和污染环境的问题。
本发明的另一目的是，提供上述用于SnAgCu系无铅焊膏的低松香免清洗助焊剂的制备方法。
本发明的一个技术方案是，一种用于SnAgCu系无铅焊膏的低松香免清洗助焊剂，按质量百分比由以下组分组成活性剂为3％～10％，松香为10％～17％，树脂为2％～10％，表面活性剂为0.1％～1％，抗氧剂为0.1％～1％，其余为溶剂，各组分质量之和为100％。
所述的活性剂为硬脂酸、草酸、柠檬酸、己二酸、丁二酸、DL-苹果酸、癸二酸中的一种或两种以上的组合。
所述的松香为水白松香、普通松香、氢化松香中的一种或两种以上的组合。
所述的树脂选自301树脂、302树脂或水性丙烯酸树脂。
所述的溶剂为无水乙醇、异丙醇，二甘醇、三甘醇、丙三醇、乙二醇甲醚、乙二醇乙醚、乙二醇丁醚中的两种以上的组合。
所述的表面活性剂选自OP-10、OP-7或OP-5。
所述的抗氧剂选用苯骈三氮唑。
本发明的另一技术方案是，上述用于SnAgCu系焊膏的低松香免清洗助焊剂的制备方法，按以下步骤实施，a、将质量百分比为3％～10％的活性剂和余量的溶剂放入容器混合，在室温下搅拌至完全溶解；b、将质量百分比为10％～17％的松香加入步骤a配制出的混合液中，加热到30℃～50℃搅拌至完全溶解；c、将质量百分比为0.1％～1％的表面活性剂加入步骤b配制出的混合液中，并在室温下搅拌均匀；d、将质量百分比为0.1％～1％的抗氧剂加入步骤c配制出的混合液中，在室温下搅拌至完全溶解；e、将质量百分比为2％～10％的树脂加入步骤d配制出的混合液中，加热到30℃～50℃搅拌均匀；f、将步骤e配制出的混合液体在室温下冷却，过滤，即得。
本发明的有益效果是，该种用于SnAgCu系无铅焊膏的低松香免清洗助焊剂，解决了现有助焊剂存在的焊后需要清洗、腐蚀性强和污染环境的问题。
本发明还减少了工艺流程、降低了生产成本。
具体实施例方式
下面结合具体实施方式
对本发明进行详细说明。
用于SnAgCu系无铅焊膏的低松香免清洗助焊剂，按质量百分比由以下组分组成活性剂为3％～10％，松香为10％～17％，树脂为2％～10％，表面活性剂为0.1％～1％，抗氧剂为0.1％～1％，其余为溶剂，各组分质量之和为100％。
活性剂选用硬脂酸、草酸、柠檬酸、己二酸、丁二酸、DL-苹果酸、癸二酸中的一种或两种以上的组和。活性剂具有清洁金属表面的能力，主要依靠有机酸对氧化物的溶解作用。
松香选用水白松香、普通松香、氢化松香中的一种或两种以上的组和。松香在发挥其良好助焊性能的同时，它其中所含的杂质成分会对焊点的安全性和板面美观方面造成一定的影响。
成膜物质选自301树脂、302树脂或水性丙烯酸树脂。成膜物质具有粘连焊锡合金的作用和防止焊锡合金在焊接过程中氧化的作用，焊接完成后，能形成一层保护膜。
溶剂选用无水乙醇、异丙醇、二甘醇、三甘醇、丙三醇、乙二醇甲醚、乙二醇乙醚、乙二醇丁醚中的两种以上的组和，溶剂能将松香、表面活性剂、抗氧剂等物质溶解。
表面活性剂选自OP-10、OP-7或OP-5。表面活性剂可以改善焊剂的流动性和润湿性，降低助焊剂的表面张力，并引导焊锡合金向四周扩散，从而形成光滑的焊点。
抗氧剂选用苯骈三氮唑，可以防止合金氧化。
实际使用时，将10％～20％的本发明助焊剂和80％～90％的SnAgCu系无铅焊膏，混合均匀后即配制出免清洗型SnAgCu系无铅焊膏。
实施例1按质量百分比称取以下各组分活性剂为3.0％ 其中硬脂酸为1.5％、丁二酸为1.5％松香选用水白松香 17.0％树脂选用水性丙烯酸树脂 2.0％表面活性剂选用OP-101.0％抗氧剂选用苯骈三氮唑 0.1％溶剂(其中无水乙醇、乙二醇丁醚等量) 余量各组分质量总和为100％。
a、将称取好的3.0％的活性剂和余量的溶剂放入容器混合，在室温下搅拌至完全溶解；b、将称取好的17％的松香加入步骤a配制出的混合液中，加热到30℃搅拌至完全溶解；c、将称取好的1.0％的表面活性剂加入步骤b配制出的混合液中，并在室温下搅拌均匀；
d、将称取好的0.1％的抗氧剂加入步骤c配制出的混合液中，在室温下搅拌至完全溶解；e、将称取好的2.0％的树脂加入步骤d配制出的混合液中，加热到30℃搅拌均匀；f、将步骤e配制出的混合液体在室温下冷却，过滤，即得。
本实施例制备出的助焊剂呈淡黄色透明粘稠液体，pH值为5.2～5.5，不含卤化物，不挥发物含量为32.8％，密度为1.26g/ml。将10％的本发明助焊剂和90％的SnAgCu系无铅焊膏，混合均匀配制出免清洗的SnAgCu系无铅焊膏，通过标准回流焊接，焊后残留量为6.87％，无腐蚀性，焊锡球和润湿性测试均为1级。
实施例2按下述的质量百分比称量各组分，在制作过程中将需要加热的温度控制在40℃，其他同实施例1。
活性剂选用柠檬酸 5.0％松香为12％其中普通松香为6.0％、水白松香为6.0％树脂选用302树脂 6.0％表面活性剂选用OP-7 0.5％抗氧剂选用苯骈三氮唑 0.5％混合溶剂 (其中异丙醇、二甘醇等量) 余量各组分质量总和为100％。
本实施例制备出的助焊剂呈淡黄色透明粘稠液体，pH值为5～5.3，不含卤化物，不挥发物含量为32.52％，密度为1.21g/ml，将15％的本发明助焊剂和85％的SnAgCu系无铅焊膏，混合均匀配制出免清洗的SnAgCu系无铅焊膏，通过标准回流焊接，焊后残留量为6.54％，无腐蚀性，焊锡球和润湿性测试均为1级。
实施例3按下述的质量百分比称量各组分，在制作过程中将需要加热的温度控制在50℃，其他同实施例1。
活性剂为10％ 其中DL-苹果酸为5.0％、无水柠檬酸为5.0％松香为10％其中普通松香为5.0％、氢化松香为5.0％树脂选用301树脂 10％表面活性剂选用OP-5 0.1％抗氧剂选用苯骈三氮唑 1.0％溶剂(其中无水乙醇、丙三醇等量) 余量各组分质量总和为100％。
本实施例制备出的低松香免清洗助焊剂，呈淡黄色透明粘稠液体，pH值为4.8～5，不含卤化物，不挥发物含量为31.42％，密度为1.20g/ml。将20％的本发明助焊剂和80％的SnAgCu系无铅焊膏，混合均匀配制出免清洗的SnAgCu系无铅焊膏，通过标准回流焊接，焊后残留量为6.35％，无腐蚀性，焊锡球和润湿性测试均为1级。
实施例4按下述的质量百分比称量各组分，在制作过程中将需要加热的温度控制在35℃，其他同实施例1。
活性剂选用草酸3.0％松香选用普通松香10.0％树脂选用302树脂2.0％
表面活性剂选用OP-50.1％抗氧剂选用苯骈三氮唑 0.1％溶剂(其中无水乙醇、丙三醇等量)余量各组分质量总和为100％。
本实施例制备出的低松香免清洗助焊剂，呈淡黄色透明粘稠液体，pH值为4.9～5.1，不含卤化物，不挥发物含量为32.4％，密度为1.25g/ml。将20％的本发明助焊剂和80％的SnAgCu系无铅焊膏，混合均匀配制出免清洗的SnAgCu系无铅焊膏，通过标准回流焊接，焊后残留量为6.25％，无腐蚀性，焊锡球和润湿性测试均为1级。
实施例5按下述的质量百分比称量各组分，在制作过程中将需要加热的温度控制在45℃，其他同实施例1。
活性剂为10％ 其中DL-苹果酸为4.0％、无水柠檬酸为4.0％、癸二酸为2.0％松香为17％ 其中普通松香为3.0％、氢化松香为10.0％、水白松香为4.0％树脂选用301树脂10％表面活性剂选用OP-5 1.0％抗氧剂选用苯骈三氮唑 1.0％溶剂(其中异丙醇、二甘醇、三甘醇、丙三醇等量)余量各组分质量总和为100％。
本实施例制备出的低松香免清洗助焊剂，呈淡黄色透明粘稠液体，pH值为4.7～4.9，不含卤化物，不挥发物含量为30.42％，密度为1.28g/ml。将15％的本发明助焊剂和85％的SnAgCu系无铅焊膏，混合均匀配制出免清洗的SnAgCu系无铅焊膏，通过标准回流焊接，焊后残留量为6.30％，无腐蚀性，焊锡球和润湿性测试均为1级。
综上所述，本发明组方使用树脂和活性剂作为松香的部分替代物制备出的低松香免清洗助焊剂，与SnAgCu系无铅焊膏混合配制出免清洗的SnAgCu系无铅焊膏，具有优良的焊接性能，焊后焊点饱满，表面光亮平整，残留少，残留物对基板无腐蚀性，焊后无需清洗，对环境无污染。
权利要求
1.用于SnAgCu系无铅焊膏的低松香免清洗助焊剂，其特征在于按质量百分比由以下组分组成活性剂为3％～10％，松香为10％～17％，树脂为2％～10％，表面活性剂为0.1％～1％，抗氧剂为0.1％～1％，其余为溶剂，各组分质量之和为100％。
2.如权利要求1所述的用于SnAgCu系无铅焊膏的低松香免清洗助焊剂，其特征在于所述的活性剂为硬脂酸、草酸、柠檬酸、己二酸、丁二酸、DL-苹果酸、癸二酸中的一种或两种以上的组合。
3.如权利要求1所述的用于SnAgCu系无铅焊膏的低松香免清洗助焊剂，其特征在于所述的松香为水白松香、普通松香、氢化松香中的一种或两种以上的组合。
4.如权利要求1所述的用于SnAgCu系无铅焊膏的低松香免清洗助焊剂，其特征在于所述的树脂为301树脂、302树脂或水性丙烯酸树脂。
5.如权利要求1所述的用于SnAgCu系无铅焊膏的低松香免清洗助焊剂，其特征在于所述的溶剂为无水乙醇、异丙醇、二甘醇、三甘醇、丙三醇、乙二醇甲醚、乙二醇乙醚、乙二醇丁醚中的两种以上的组合。
6.如权利要求1所述的用于SnAgCu系无铅焊膏的低松香免清洗助焊剂，其特征在于所述的表面活性剂为OP-10、OP-7或OP-5。
7.如权利要求1所述的用于SnAgCu系无铅焊膏的低松香免清洗助焊剂，其特征在于所述的抗氧剂选用苯骈三氮唑。
8.一种制备权利要求1所述助焊剂的方法，其特征在于该方法按以下步骤实施，a、将质量百分比为3％～10％的活性剂和余量的溶剂放入容器混合，在室温下搅拌至完全溶解；b、将质量百分比为10％～17％的松香加入步骤a配制出的混合液中，加热到30℃～50℃搅拌至完全溶解；c、将质量百分比为0.1％～1％的表面活性剂加入步骤b配制出的混合液中，并在室温下搅拌均匀；d、将质量百分比为0.1％～1％的抗氧剂加入步骤c配制出的混合液中，在室温下搅拌至完全溶解；e、将质量百分比为2％～10％的树脂加入步骤d配制出的混合液中，加热到30℃～50℃搅拌均匀；f、将步骤e配制出的混合液体在室温下冷却，过滤，即得。
全文摘要
本发明公开了一种用于SnAgCu系无铅焊膏的低松香免清洗助焊剂，该助焊剂由质量比为3％～10％的活性剂、10％～17％的松香、2％～10％的树脂、0.1％～1％的表面活性剂、0.1％～1％的抗氧剂和溶剂、组合而成。本发明同时还公开了该种助焊剂的制备方法，该方法制作成本低、工艺简单。将本发明制备出的助焊剂与SnAgCu系无铅焊膏按照一定的比例混合均匀配制出的免清洗型SnAgCu系无铅焊膏，通过标准回流焊接，焊后焊点饱满，表面光亮，残留物少，残留物对基板无腐蚀性，达到了免清洗的目的，对环境无污染。
文档编号B23K35/362GK101085496SQ20071001827
公开日2007年12月12日 申请日期2007年7月17日 优先权日2007年7月17日
发明者赵麦群, 王娅辉, 李涛 申请人:西安理工大学