[發明專利]一種膏狀助焊劑的制備方法

有效

• 申請號: 201110443581.2
• 申請日: 2011-12-27
• 公開（公告）號: CN102513734A
• 公開（公告）日: 2012-06-27
• 發明（設計）人: 孫洪日;羅禮偉;鄭序漳
• 申請（專利權）人: 廈門市及時雨焊料有限公司
• 主分類號: B23K35/363
• 分類號: B23K35/363
• 代理公司: 廈門市誠得知識產權代理事務所 35209
• 代理人: 方惠春

技術領域

本發明屬于電子工業軟釬焊用焊錫膏領域，具體涉及一種膏狀助焊劑的制備方法。該助焊劑主要應用于制備焊錫膏，尤其適用于電子工業的表面貼裝工藝。

背景技術

電子工業要把大量的電子元器件通過焊接的方式安裝到印制電路板上。良好可靠的焊點形成需要熔融的焊料在非常潔凈的金屬表面進行浸潤、擴散和冶金結合。而印制電路板、電子元器件或被焊接材質的金屬表面在制造、儲存、運輸等環節中被氧化的可能性幾乎是100%。因而，電子工業生產中對焊接材質表面氧化層的處理是十分關鍵的，常需要使用大量的助焊化學品對金屬表面的氧化層和污染物進行清潔以增加潤濕，加速焊接的進程，從而提高生產的良率和產品的可靠性。

電子工業大量使用的焊接制程有兩種，一種是波峰焊，另一種是回流焊。波峰焊制程適用于插裝元器件，使用的助焊材料稱為助焊劑或液態助焊劑。回流焊制程適用于表面貼裝元器件，使用的助焊材料稱為焊錫膏或錫膏。焊錫膏是由超細合金焊料粉（20-75微米）和膏狀助焊劑（助焊膏）混合攪拌而成的具有一定粘性及觸變特性的膏狀體。焊錫膏的膏狀性能使其能運用于自動印刷設備，因此能夠實現高速的、大批量的生產。在貼裝元件時，焊錫膏用作元件引線（或電極）與印制板焊盤之間的粘接材料，使元件在印制板上定位；在再流焊時，焊錫膏中的合金粉末熔化以后在元件引線和焊盤之間形成焊點，完成電氣連接與機械連接的雙重作用。

膏狀助焊劑包含樹脂、觸變劑、溶劑、活化劑、緩蝕劑及其他助劑。助焊劑在焊錫膏中有兩個功能：一是幫助焊接，即在受熱時去除金屬氧化物，助焊劑中需添加活化劑（例如：丁二酸等有機酸、三乙醇胺等有機胺），二是作為焊料粉的載體，助焊劑需添加樹脂、溶劑等調配成合適的膏狀。

助焊劑需添加觸變劑以使其具備流變學特性，從而使助焊劑具備如下功能：1）在貯藏和使用時可作為焊料粉懸浮的載體；2）在焊錫膏印刷工藝中，使焊錫膏在印刷的時候容易流動，但印刷完成后不能流動；3）回流過程中受熱不會出現塌落，進而減少焊接的橋接現象。焊錫膏中使用的常見觸變劑有：氫化蓖麻油、改性氫化蓖麻油、硬脂酸酰胺、亞乙基雙硬脂酸酰胺等。

塌落是焊錫膏的重要指標之一。焊錫膏塌落相關檢驗方法有：1）中國《錫鉛膏狀焊料通用規范》（SJ/T?11186-1998）；2）美國《焊膏要求》（IPC/J-STD-005）；3）日本《焊膏要求》（JIS?Z3284）。這些檢測方法中都規定了兩種測試條件，一種是將印刷有焊膏圖形的測試板置于溫度為（25±5）℃、相對濕度為（50±10）%的環境中停留10-15分鐘，稱之為冷塌落測試；第二種是將印刷有焊膏圖形的測試板置于溫度為（150±10）℃的條件下10-15分鐘，稱之為熱塌落。焊錫膏產生塌落有很多原因，造成冷塌落的主要原因是由于焊錫膏觸變性太低所導致的。熱塌落是指隨著印制電路板在回流過程中溫度的升高，焊錫膏粘度降低，觸變劑所形成的凝膠觸變結構失效，膏狀助焊劑失去了對焊料粉的支撐能力，焊錫膏印刷圖形出現崩塌。抗熱塌落性是指焊錫膏在焊料熔化之前保持焊錫膏在印刷時的形狀的能力，絕大多數的焊錫膏使用場合都要求焊料熔化前保持印刷時的形狀。

改性氫化蓖麻油作為觸變劑、增稠劑廣泛應用于涂料、油墨行業，主要用于提高涂料、油墨的流平性、抗流掛性能。在涂料、油墨行業中，作為觸變劑的改性氫化蓖麻油適用于中等極性溶劑使用，簡單高速分散即能達到高觸變、抗流掛的效果。在焊錫膏助焊劑中使用改性氫化蓖麻油做觸變劑是常見的，有專利及文獻資料可查。其改善膏體抗塌落能力的技術原理與在涂料、油墨行業抗流掛性能類似。但在一般的使用工藝下只能解決焊錫膏的冷塌落問題，不能很好解決熱塌落問題。

專利CN1123210A中公開了三種錫粉表面處理方法來提高錫膏的穩定性。該專利未涉及焊劑組合物。專利CN1184017A中指出，用10個碳原子以上的聚鹵脂肪族化合物或脂環式化合物作為活化劑，這樣調配而成的焊錫膏既具有良好的潤濕性能而又具有良好的貯存穩定性。通過重復該專利實施例，我們發現其印刷性特別是抗熱塌落性不是十分理想。專利CN100336626C公開了一種無鉛焊膏用松香型無鹵素助焊劑，通過優化配方提高了助焊性能，解決了高溫氧化嚴重的問題，通過重復該專利實施例，我們發現其抗熱塌落性不是十分理想。