专利名称：一种用于锡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，涉及一种用于锡铅焊膏的低松香免清洗助焊剂，还涉及该种用于锡铅焊膏的低松香免清洗助焊剂的制备方法。
背景技术：
在电子电路表面贴装过程中使用的焊膏主要由助焊剂和焊锡微粉组成，助焊剂直接影响电子产品的质量和可靠性，它的作用是消除被焊接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。同时，焊膏用助焊剂还要赋予焊膏的印刷性能。按照助焊剂焊接后是否需要清洗以及清洗的介质分类，助焊剂可分为溶剂清洗型、水清洗型和免清洗型三种。目前前两种类型的助焊剂应用较为广泛，但都存在工艺成本高，易造成电路腐蚀，不利于环境保护和难以满足微细间距器件焊接要求等问题。现代信息电子工业对焊膏用助焊剂的需求迅速增加，性能要求也越来越高。焊膏用助焊剂既要有较高的可焊性，又不能对焊材产生腐蚀，同时还要满足焊膏的印刷适性、机械和电学性能的要求。助焊剂的组成对焊膏的扩展性、润湿性、塌陷性、黏度变化、清洗性质、焊珠飞溅及贮存寿命均有较大影响。
随着微细间距器件的发展，使电路板更明显地呈现出高集成度、高布线密度、更小的测试焊盘外形、更高的测试点数及测试点密度，使得清洗更加困难。因此需要免清洗的助焊剂来解决现有技术存在的工艺成本高，易造成电路腐蚀和污染环境的问题。
发明内容
本发明的目的是，提供一种用于锡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、腐蚀性强和污染环境的问题。
本发明的另一目的是，提供该种助焊剂的制备方法。
本发明的一个技术方案是，一种用于锡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5％～10％，松香为7％～12％，成膜物质为2％～10％，表面活性剂为0.1％～1％，抗氧剂为0.1％～1％，其余为溶剂，各组分含量总和为100％。
所述的活性剂为柠檬酸、己二酸、丁二酸、DL-苹果酸、癸二酸中的一种或两种组合而成。
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组合而成。
所述的成膜物质为301树脂、硅丙树脂、302树脂、水性丙烯酸树脂中的一种或两种组合而成。
所述的溶剂为无水乙醇、乙二醇、二甘醇、三甘醇、丙三醇、异丙醇、乙二醇乙醚、乙二醇丁醚中的两种或两种以上组合而成。
所述的表面活性剂选自OP-10、OP-10或OP-10。
所述的抗氧剂选用苯骈三氮唑。
本发明的另一个技术方案是，制备上述的用于锡铅焊膏的低松香免清洗助焊剂的方法，该方法按以下步骤实施a、将质量百分比为5％～10％的活性剂和溶剂放入容器混合，加热到30℃～50℃搅拌至完全溶解；b、将质量百分比为7％～12％的松香加入步骤a混合好的溶液中，保持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混合好的溶液中，保持30℃～50℃搅拌均匀；
d、将质量百分比为0.1％～1％的抗氧剂加入步骤c混合好的溶液中，保持30℃～50℃搅拌至完全溶解；e、将质量百分比为2％～10％的成膜物质加入步骤d混合好的溶液中，保持30℃～50℃搅拌均匀；f、将步骤e混合好的液体冷却到室温过滤，即得。
本发明的有益效果是，该种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。
本发明所述的用于锡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5％～10％，松香为7％～12％，成膜物质为2％～10％，表面活性剂为0.1％～1％，抗氧剂为0.1％～1％，其余为溶剂，各组分含量总和为100％。
活性剂为柠檬酸、己二酸、丁二酸、DL-苹果酸、癸二酸中的一种或两种组合而成。主要依靠有机酸对氧化物的溶解作用来清洁金属表面。
松香为水白松香、普通松香、氢化松香中的一种或两种组合而成。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，但是一直以来人们都没能找出可以完全替代它的物质，所以一直都难以被人们所割舍。
成膜物质为301树脂、硅丙树脂、302树脂、水性丙烯酸树脂中的一种或两种组合而成。成膜物质能起到粘连焊锡合金的作用和防止焊锡合金焊接过程氧化的作用，焊接完成后，能形成一层保护膜。
溶剂为无水乙醇、乙二醇、二甘醇、三甘醇、丙三醇、异丙醇、乙二醇乙醚、乙二醇丁醚中的两种或两种以上组合而成。溶剂能将松香、活性剂、表面活性剂等物质溶解。
表面活性剂选自OP-10、OP-7或OP-5。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。
上述的制备工艺简单，操作容易；所用的材料容易购买，成本低。
将10％～20％的本实施例助焊剂和80％～90％的锡铅焊膏混合均匀后，即配制出免清洗型锡铅焊膏。
实施例1按下述的质量百分比称取各组分活性剂为5.0％ 其中DL-苹果酸为2.5％、丁二酸为2.5％松香为12％其中普通松香为6.0％、 水白松香为6.0％成膜物质为2.0％ 其中301树脂为1.0％、硅丙树脂为1.0％表面活性剂选用OP--10 0.1％抗氧剂选用苯骈三氮唑 1.0％溶剂(其中无水乙醇、异丙醇等量) 余量各组分含量总和为100％。
a、将质量百分比为5％的活性剂和余量的溶剂放入容器混合，加热到30℃搅拌至完全溶解；b、将质量百分比为12％的松香加入步骤a混合好的溶液中，保持30℃搅拌至完全溶解；c、将质量百分比为0.1％的表面活性剂加入步骤b混合好的溶液中，保持30℃搅拌均匀；d、将质量百分比为1％的抗氧剂加入步骤c混合好的溶液中，保持30℃搅拌至完全溶解；e、将质量百分比为2％的成膜物质加入步骤d混合好的溶液中，保持30℃搅拌均匀；f、将步骤e混合好的液体冷却到室温过滤，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4.8～5.2，不含卤化物，不挥发物含量为32.3％，密度为1.22g/ml。将10％的本实施例助焊剂和90％的锡铅焊膏混合均匀后，即配制出免清洗型锡铅焊膏，回流焊后残留量为5.82％，无腐蚀性，焊锡球和润湿性测试均为1级。
实施例2按下面的质量百分比称取各组分，在制作过程中将加热温度控制在40℃，其他同实施例1。
活性剂为10.0％ 其中DL-苹果酸为5.0％、丁二酸为5.0％松香为7.0％其中普通松香为3.5％、水白松香为3.5％成膜物质为10.0％其中302树脂为5.0％、硅丙树脂为5.0％表面活性剂选用OP--7 1.0％抗氧剂选用苯骈三氮唑 0.1％溶剂(其中无水乙醇、二甘醇、丙三醇等量)余量各组分质量总和为100％。
本实施例制备出的助焊剂，呈淡黄色透明粘稠液体，pH值为4.5～5，不含卤化物，不挥发物含量为28.5％，密度为1.16g/ml。将15％的本实施例助焊剂和85％的锡铅焊膏混合均匀后，即配制出免清洗型锡铅焊膏。回流焊后残留量为5.16％，无腐蚀性，焊锡球和润湿性测试均为1级。
实施例3按下面的质量百分比称取各组分，在制作过程中将加热温度控制在50℃，其他同实施例1。
活性剂为8.0％ 其中DL-苹果酸为4.0％、丁二酸为4.0％松香为9.0％其中普通松香为4.5％、水白松香为4.5％成膜物质为7.0％ 其中301树脂为3.5％、302树脂为3.5％表面活性剂选用OP--5 0.5％抗氧剂选用苯骈三氮唑 0.5％溶剂(无水乙醇、异丙醇、二甘醇、丙三醇等量)余量各组分质量总和为100％。
本实施例制备出的助焊剂，呈淡黄色透明粘稠液体，pH值为4.3～5，不含卤化物，不挥发物含量为26.6％，密度为1.18g/ml。将20％的本实施例助焊剂和80％的锡铅焊膏混合均匀，即配制出免清洗型锡铅焊膏，回流焊后残留量为4.98％，无腐蚀性，焊锡球和润湿性测试均为1级。
实施例4按下面的质量百分比称取各组分，在制作过程中将加热温度控制在45℃，其他同实施例1。
活性剂选用DL-苹果酸 8.0％松香选用普通松香9.0％成膜物质选用301树脂 7.0％表面活性剂选用OP--5 0.5％抗氧剂选用苯骈三氮唑0.5％溶剂(无水乙醇、异丙醇、二甘醇、丙三醇等量) 余量各组分质量总和为100％。
本实施例制备出的助焊剂，呈淡黄色透明粘稠液体，pH值为4.4～5.1，不含卤化物，不挥发物含量为26.76％，密度为1.20g/ml。将20％的本实施例助焊剂和80％的锡铅焊膏混合均匀，即配制出免清洗型锡铅焊膏，回流焊后残留量为4.88％，无腐蚀性，焊锡球和润湿性测试均为1级。
实施例5按下面的质量百分比称取各组分，在制作过程中将加热温度控制在35℃，其他同实施例1。
活性剂选用丁二酸 10.0％松香选用氢化松香 12.0％成膜物质选用302树脂 10.0％表面活性剂选用OP--10 1.0％抗氧剂选用苯骈三氮唑 1.0％溶剂(无水乙醇、丙三醇等量)余量各组分质量总和为100％。
本实施例制备出的助焊剂，呈淡黄色透明粘稠液体，pH值为4.5～5.0，不含卤化物，不挥发物含量为26.7％，密度为1.24g/ml。将10％的本实施例助焊剂和90％的锡铅焊膏混合均匀，即配制出免清洗型锡铅焊膏，回流焊后残留量为4.85％，无腐蚀性，焊锡球和润湿性测试均为1级。
综上所述，本发明所述的助焊剂以成膜物质和活性剂作为松香的替代物，尽量减少松香的用量，从而减少助焊剂中的杂质含量和焊后残留。用本发明制备的助焊剂和锡铅焊膏，按一定比例混合均匀配制出的免清洗型锡铅焊膏，具有优良的焊接性能，焊后残留物少，残留物对基板无腐蚀性，无需清洗。本发明所述的助焊剂的制备原料来源广泛，成本低，制作工艺简单。
权利要求
1.一种用于锡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5％～10％，松香为7％～12％，成膜物质为2％～10％，表面活性剂为0.1％～1％，抗氧剂为0.1％～1％，其余为溶剂，各组分含量总和为100％。
2.如权利要求1所述的用于锡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柠檬酸、己二酸、丁二酸、DL-苹果酸、癸二酸中的一种或两种组合而成。
3.如权利要求1所述的用于锡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组合而成。
4.如权利要求1所述的用于锡铅焊膏的低松香免清洗助焊剂，其特征在于所述的成膜物质为301树脂、硅丙树脂、302树脂、水性丙烯酸树脂中的一种或两种组合而成。
5.如权利要求1所述的用于锡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、乙二醇、二甘醇、三甘醇、丙三醇、异丙醇、乙二醇乙醚、乙二醇丁醚中的两种或两种以上组合而成。
6.如权利要求1所述的用于锡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选自OP-10、OP-10或OP-10。
7.如权利要求1所述的用于锡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所述的低松香免清洗助焊剂的方法，其特征在于该方法按以下步骤实施a、将质量百分比为5％～10％的活性剂和余量的溶剂放入容器混合，加热到30℃～50℃搅拌至完全溶解；b、将质量百分比为7％～12％的松香加入步骤a混合好的溶液中，保持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混合好的溶液中，保持30℃～50℃搅拌均匀；d、将质量百分比为0.1％～1％的抗氧剂加入步骤c混合好的溶液中，保持30℃～50℃搅拌至完全溶解；e、将质量百分比为2％～10％的成膜物质加入步骤d混合好的溶液中，保持30℃～50℃搅拌均匀；f、将步骤e混合好的液体冷却到室温，过滤，即得。
全文摘要
本发明公开了一种用于锡铅焊膏的低松香免清洗助焊剂，该助焊剂由质量百分比为5％～10％的活性剂、7％～12％的松香、2％～10％的成膜物质、0.1％～1％的表面活性剂、0.1％～1％的抗氧剂和余量的溶剂组合而成。本发明还公开了该种用于锡铅焊膏的低松香免清洗助焊剂的制备方法，该工艺方法简单，原料来源广泛，制备成本低。将本发明制备出的助焊剂和锡铅焊膏按照一定的比例混合均匀后，即配制出免清洗型锡铅焊膏，焊接性能优良，残留物少，对基板无腐蚀性，实现了免清洗的目的，不污染环境。
文档编号B23K35/363GK101085497SQ20071001827
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, 刘宏斌 申请人:西安理工大学