[發明專利]一種低固含量無鹵化物水基型免洗助焊劑

無效

• 申請號: 200810029908.X
• 申請日: 2008-07-31
• 公開（公告）號: CN101327552A
• 公開（公告）日: 2008-12-24
• 發明（設計）人: 吳國齊;宣英男
• 申請（專利權）人: 東莞永安科技有限公司
• 主分類號: B23K35/362
• 分類號: B23K35/362;B23K35/363
• 代理公司: 廣州市深研專利事務所
• 代理人: 陳雅平

技術領域

本發明涉及一種助焊劑，特別是適合于無鉛焊料使用的低固含量無鹵化物水基型免洗助焊劑。

背景技術

近年來，免洗助焊劑由于具有焊后不需清洗和節約成本在國內外電子行業得到廣泛應用。但是存在一些缺陷：以往研制的免洗助焊劑有的活性較弱，腐蝕性小，可以滿足一般電子器件的焊接，但不適用于焊接潤濕性差的材料；有的活性較強，但腐蝕性較大，焊后殘留物多，對電子產品在高溫高濕環境下長時間運行造成潛在的危害。其次，過去的研究工作主要集中于傳統Sn-Pb焊料使用的助焊劑的開發上，由于全球環保法規和電子工業發展的要求，電子產品無鉛化已成為現實。與傳統Sn-Pb焊料相比，目前國際上普遍采用的無鉛焊料Sn-Ag和Sn-Ag-Cu共晶合金具有易氧化、潤濕性差、熔點高的特點。熔點高則焊接溫度高，由此帶來助焊劑的揮發和快速損耗，導致助焊劑失效，起不到良好的活化和保護作用，因此適合含鉛焊料的助焊劑就不能滿足當前無鉛焊料發展的需要，迫切需要開發出一類適合無鉛焊料使用特點的新型助焊劑。再者，目前助焊劑都采用低沸點的醇類如乙醇、甲醇、異丙醇作為溶劑載體。這些醇類都是易燃易爆物質，散發到空氣中既給環境造成了污染，也給安全生產帶來不可避免的隱患，同時揮發又造成了巨大的浪費，開發以去離子水替代現有助焊劑中的VOC物質已勢在必行。

發明內容

本發明的目的是提供一種以水做溶劑載體的助焊劑，尤其提供適合于印刷線路板(PCB)無鉛焊接使用的一種無松香無鹵化物低固含量水基免洗助焊劑。該助焊劑對無鉛焊料的潤濕能力強，能增強無鉛焊料的可焊性，并能適應無鉛焊料的焊接溫度要求，對無鉛焊料合金的腐蝕性低，焊后幾乎無殘留，可免除清洗工藝，焊接后的PCB焊具有較高的表面絕緣電阻。

本發明的目的是通過以下技術方案來實現的：

一種低固含量無鹵化物水基型免洗助焊劑，包括以下組分(重量百分比)：活性劑1～4％，成膜劑0.5～1.5％，助溶劑20～40％，潤濕劑0.1～2％，緩蝕劑0.01～0.1％，余量為去離子水。

活性劑是由有機酸和有機胺兩部分構成，其中有機酸是包括選自間位含有一個羥基的芳香族羥基羧酸以及含有至少兩個羥基的芳香族羧酸中的一種或者多種組合，其重量百分比為1～4％，該類有機酸與金屬氧化物的反應溫度的范圍很廣，從大約130℃的低溫區到大約200℃的高溫區都能顯示出很強的去除氧化膜的效果。以上這些作用被認為是由于該類型芳香族羥基羧酸具有比其它小分子有機酸如丙二酸、丁二酸、己二酸、蘋果酸等更廣的反應溫度范圍，它連續地在很廣的溫度范圍中與金屬氧化膜反應并且顯示了防止金屬表面被重新氧化的作用。即使在相對長的預熱(加熱溫度150℃～195℃，加熱時間100～120秒)過程中，該類型的芳香族羥基羧酸也不會分解。

本發明中使用的芳香族羥基羧酸是這樣一類化合物，該化合物在苯環上相對羧基的間位上結合有一個羥基或者在相對于羧基的任意位置含有兩個或多個羥基，而且在其它位置上還可以含有一個或多個其它取代基，例如烷基、鹵素、氨基。

適合于本發明的間位含有羥基的芳香族羥基羧酸的非限制性實例包括：3-羥基-2-甲基苯甲酸、3-羥基-4-甲基苯甲酸、3-羥基-2，4，6-三溴苯甲酸、3-羥基-2氨基苯甲酸和3-羥基-苯甲酸。適合于本發明的含有至少兩個羥基的芳香族羥基羧酸的非限制性實例包括二羥基苯甲酸、二羥基肉桂酸、五倍子酸和二羥基苯乙酸。可以使用一種或多種這樣的芳香族羥基羧酸。

有機酸中還包括0.5～5％重量百分比的一種包含至少6個碳原子的脂肪族羥基羧酸。試驗發現，通過使用含有至少6個碳原子的脂肪族羥基羧酸與上述的芳香族羥基羧酸共存于助焊劑中，可有效對抗金屬涂層的再氧化，促進無鉛焊料的鋪展。

推測該脂肪族羥基羧酸的作用機制是：(1)含有至少6個碳原子的脂肪族羥基羧酸在較低溫度下幾乎不顯酸性，不與金屬氧化物發生反應，使活性得以保留；(2)含有至少6個碳原子的脂肪族羥基羧酸具有200℃或者更高的分解溫度，可以在相對高的溫度下發生反應。因此，當PCB板在波峰焊爐中進行焊接時，該化合物不會在預熱階段與氧化膜起反應，并保持未反應狀態直至最后階段，即無鉛焊料與PCB板和電子元件發生接觸時起作用，提高無鉛焊料的鋪展性。

所使用的脂肪族羥基羧酸含有至少6個碳原子，小于6個碳原子的脂肪族羥基羧酸沒有足夠的耐熱性，在達到焊接溫度之前就可能會分解，無法顯示出上述的作用。適合于本發明的脂肪族羥基羧酸的非限制性實例包括羥基十八烷酸、羥基油酸、羥基辛酸和二羥基十八烷酸。