[發明專利]一種可抑制焊點界面化合物生長的免清洗水基型助焊劑

有效

• 申請號: 200710009364.6
• 申請日: 2007-08-11
• 公開（公告）號: CN101104231A
• 公開（公告）日: 2008-01-16
• 發明（設計）人: 劉興軍;林順茂;張煒;王翠萍;馬云慶;張錦彬;黃藝雄
• 申請（專利權）人: 廈門大學
• 主分類號: B23K35/362
• 分類號: B23K35/362
• 代理公司: 廈門南強之路專利事務所
• 代理人: 馬應森;張耕祥

技術領域

本發明涉及一種用于焊接的材料，尤其是涉及一種用于微電子焊接的可抑制焊點界面化合物生長的免清洗水基型助焊劑。

背景技術

隨著全球環境污染問題日益嚴峻，歐盟頒布了《電子電氣設備廢棄物(WEEE)》和《關于電子電氣設備禁止使用某些有害物質(RHOS)》兩項法令，從2006年7月1日起，全面禁止含鉛電子產品進口。目前，國際上主要是用Sn-Ag和Sn-Ag-Cu共晶體系來代替傳統的SnPb合金，但新合金體系的潤濕性比傳統SnPb合金差，易被氧化，焊接后焊點界面處的金屬間化合物過度生長，造成焊點機械性能下降。使用傳統的助焊劑，焊接效果極差。

有關無鉛焊料助焊劑已有一些相關的報道。公開號為CN?1565791A的發明專利申請提供一種免洗可成膜性水基型助焊劑。含有以重量計：0.5％～8％的水溶性熱固型樹脂、0.5％～5％的活化劑和90％～99％的去離子水，其中活化劑由表面活性成分、有機酸和醇類助溶劑組成。應用于微電子焊接生產中，可消除有機型溶劑助焊劑帶來的污染和安全問題，又可免去清洗工序，并可在線路板表面形成一層有一定附著力的非水溶性膜，起到防潮防濕的保護作用，有效地提高了電器產品的絕緣穩定性。使用成膜保護，但對一些油溶性高分子成膜必須使用大量的有機溶劑，水溶性高分子成膜劑焊后易吸潮。其中一部分只是將傳統的松香型助焊劑的溶劑替換成高沸點的溶劑，以適應無鉛焊接的高溫操作，整體上沒有多大的改進，對無鉛焊料的焊接效果很差。公開號為CN1836825A的發明專利申請提供一種無鉛焊料專用水溶性助焊劑，由下述重量百分數物質組成：硼酸和有機酸活化劑5.0％～10.0％、非離子表面活性劑或陽離子表面活性劑0.1％～1.0％、助溶劑8.0％～20.0％、成膜劑0.1％～1.0％、緩蝕劑0.1％～0.5％，其余為去離子水。該助焊劑不含松香，無鹵化物，環保，對無鉛焊料助焊性能優越，焊點飽滿，鋪展均勻，腐蝕小，焊后殘余物可溶于水，用水清洗后，干燥銅板，測試板子的表面絕緣電阻均大于1.0×10¹¹Ω。公開號為CN1562554的中國專利提供一種免清洗無鉛焊料助焊劑，它由下述重量配比的物質組成：有機酸活化劑1.0％～5.0％、改良樹脂2.0％～8.0％、表面活性劑0.2％～1.0％、高沸點的溶劑2.0％～13.0％、潤濕劑1.0％～6.0％、其余為溶劑：異丙醇或去離子水。使用非離子共價鍵的溴化物，焊接后殘留物會造成較大的腐蝕性。現有的一些助焊劑大多只考慮焊點的鋪展性問題，忽視了無鉛焊料的兼容性。無鉛焊料在焊接后，金屬間化合物大量生長，造成焊點機械性能下降。工業上在銅基板上鍍上5～7μm厚度的鎳來增加焊點的機械性能，但這樣增加了成本和工藝的難度。

發明內容

本發明的目的在于針對現有無鉛焊料的特點，提供一種能有效配合無鉛焊料使用，焊點光亮，可阻礙金屬間化合物的生長，焊接效果和界面性能好的可抑制焊點界面化合物生長的免清洗水基型助焊劑。

本發明的技術方案是直接從助焊劑出發，通過助焊劑對基板進行表面改性，對基板與焊料之間的原子擴散進行抑制，從而阻礙了金屬間化合物的生長。這樣既保證了良好的助焊性能，又提高了焊點的機械性能。

本發明的組成及其按質量百分比的含量為：

有機還原劑0.1％～0.3％，抑制金屬間化合物生長劑0.01％～1％，有機活性劑0.2％～3％，表面活性劑0.1％～3％，緩蝕劑0.1％，助溶劑5％～30％，余為水。

本發明所用的有機還原劑為抗壞血酸、4-己基間苯二酚、抗壞血酸鹽、L-抗壞血酸棕櫚酸酯、異抗壞血酸、植酸、茶多酚、維生素E和胡蘿卜素中的至少一種。

本發明所用的抑制金屬間化合物生長劑即界面成膜劑，抑制金屬間化合物生長劑為草酸、鄰氨基苯甲酸、8-羥基喹啉和喹啉-2-羧酸中的至少一種。

本發明所用的有機活性劑不包含鹵素，按質量百分比，有機活性劑由50％～90％的有機酸和10％～50％的有機胺組成。有機酸主要是脂肪族一元酸、脂肪族二元酸、脂肪族多元酸、酒石酸、水楊酸和檸檬酸中的至少一種。有機胺為醇胺、酰胺或脂肪胺，醇胺可以是一乙醇胺、二乙醇胺和三乙醇胺等中的一種，酰胺是尿素，脂肪胺是碳鏈原子數小于12的一元胺或二元胺；有機胺也可以是三類胺中的至少一種。

本發明所用的表面活性劑為非離子型表面活性劑，可以是OP系列表面活性劑，TX系列表面活性劑中的至少一種，其中以高分子量和低分子量的表面活性劑相配合為佳。

本發明所用的緩蝕劑為含氮雜環化合物。