[發(fā)明專利]一種環(huán)保型無鉛焊料用免清洗助焊劑及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200810071893.3
• 申請日: 2008-09-28
• 公開（公告）號: CN101362264A
• 公開（公告）日: 2009-02-11
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 劉興軍;王娟;王翠萍;馬云慶;施展;張錦彬;黃藝雄
• 申請（專利權(quán)）人: 廈門大學(xué)
• 主分類號: B23K35/36
• 分類號: B23K35/36
• 代理公司: 廈門南強(qiáng)之路專利事務(wù)所
• 代理人: 馬應(yīng)森

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種助焊劑，尤其是涉及一種環(huán)保型無鉛焊料用免清洗助焊劑及其制備方法。

背景技術(shù)

自美國的反鉛議案HR25374(美國國會)、S22637和S2391(美國參議院)提出到歐盟頒布的《報廢電子電氣之靈》和《關(guān)于在電子電氣設(shè)備中禁止使用某些有害物質(zhì)指令》中規(guī)定的2006年7月1日后投放市場的電氣和電子設(shè)備不得含有包括鉛等在內(nèi)的6種有害物質(zhì)，這些都表明了電子封裝的無鉛化是必然趨勢。

無鉛焊接工藝對助焊劑有以下要求：

a.由于助焊劑與釬料合金表面之間有化學(xué)反應(yīng)，因此，不同合金成分要選擇不同的助焊劑；

b.由于無鉛合金的潤濕性差，因此要求助焊劑的活性要足夠高；

c.提高助焊劑的活化溫度，適應(yīng)無鉛焊接溫度；

d.焊后殘留物少，并且無腐蝕性，滿足探針測試和電遷移。

由此可見，結(jié)合無鉛釬料合金系的開發(fā)和研究，必須加快研制相應(yīng)的無鉛釬料用助焊劑，才能滿足無鉛電子產(chǎn)品生產(chǎn)的需要，適應(yīng)電子封裝無鉛化的迅速發(fā)展。

我國是從20世紀(jì)90年代初開始研制和開發(fā)免清洗助焊劑，最早的是上海化學(xué)試劑研究所于1997年研制出了低固含量、無鹵素的NCSF-1免清洗助焊劑，化工部晨光化工研究院成都分院研究的免清洗助焊劑性能好，無鹵素，能滿足發(fā)泡、噴淋等多種涂布方式的工藝要求。中南工業(yè)大學(xué)的陳其垠等研制了一種免洗助焊劑MNCT。這些助焊劑所用的添加劑是有機(jī)物質(zhì)，而大多數(shù)有機(jī)物都是有毒性的，在焊接過程中有機(jī)物大部分是揮發(fā)到空氣中的，這勢必會對人體和環(huán)境造成破壞。

本發(fā)明正是從環(huán)保和人體健康角度考慮，在選用助焊劑的添加劑時，盡量選取環(huán)保性的添加劑，有些甚至可以作為食品添加劑，從而減少有害物質(zhì)排放到空氣中，為推進(jìn)電子工業(yè)無鉛化工程而開發(fā)出的環(huán)保型無鉛焊料助焊劑。

公開號為CN101157168的發(fā)明專利申請?zhí)峁┮环N無鉛焊料絲用的無鹵素免清洗助焊劑，按重量比，由下述物質(zhì)組成：有機(jī)酸活化劑4-18wt％，有機(jī)溶劑10-30wt％，成膏劑1-6wt％，穩(wěn)定劑0.2-3wt％，觸變劑0.5-5wt％，表面活性劑0.5-4wt％，緩蝕劑0.5-5wt％，改性松香為余量。該發(fā)明不含鹵素，焊后銅鏡無穿透，絕緣電阻高，助焊性能好，解決了以往焊料絲用助焊劑中松香含量過高、煙塵大、焊后殘留物易剝落而造成潛在的焊點(diǎn)短路的問題，常溫下穩(wěn)定不吸潮，焊后可以不予清洗，可以滿足一般產(chǎn)品焊接的需求。

公告號為CN1562554的發(fā)明專利提供一種免清洗無鉛焊料助焊劑，由下述重量配比的物質(zhì)組成：有機(jī)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(diǎn)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。該發(fā)明免清洗無鉛焊料助焊劑是針對無鉛焊料的性能研制的助焊劑，其設(shè)計科學(xué)，配制合理，具有以下優(yōu)點(diǎn)：潤濕力強(qiáng)，可焊性優(yōu)越，可提高無鉛焊料的焊接性能，焊后板面殘留物少，且鋪展均勻，無須清洗，表面絕緣電阻高，焊劑的溶劑可用去離子水取代VOC溶劑，符合環(huán)保要求。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于針對現(xiàn)有的助焊劑普遍添加有毒性的有機(jī)物質(zhì)，對人體和環(huán)境容易造成危害等問題，提供一種在焊接過程中對人體和環(huán)境傷害很小的環(huán)保型無鉛焊料用免清洗助焊劑及其制備方法。

本發(fā)明的技術(shù)方案是從助焊劑的配方出發(fā)，在選擇助焊劑的添加劑時有針對性地選取一些環(huán)保性的添加劑，通過這些添加劑與所用焊料兼容性和可焊性試驗(yàn)，確定有效的配方，使得所配制的助焊劑在保證優(yōu)良的焊接性能的同時，能滿足環(huán)保和不危害使用者健康的要求。

本發(fā)明所述的環(huán)保型無鉛焊料用免清洗助焊劑的組分及其按質(zhì)量百分比的含量為：

有機(jī)酸活性劑1％～3％，緩蝕劑0.05％～1％，成膜劑0.1％～2％表面活性劑0.1％～1％，余量為溶劑。

本發(fā)明所用的有機(jī)酸活性劑是不同沸點(diǎn)范圍內(nèi)的有機(jī)酸的復(fù)配，使得焊劑在焊接過程中不同溫度范圍內(nèi)都能起到相應(yīng)的作用。有機(jī)酸活性劑最好選自丙烯酸、L-蘋果酸、檸檬酸、草酸、正丁酸、正戊酸、琥珀酸和酒石酸(外消旋)中的至少兩種。

緩蝕劑最好選自食品添加劑所用的緩蝕劑苯甲酸、苯甲酸鈉鹽類、山梨酸、山梨酸鹽類、維生素C和L-抗壞血酸棕櫚酸酯中的至少一種。緩蝕劑的加入使得焊后金屬表面被保護(hù)，具有防潮、防霉、防腐蝕性能。