专利名称：：低银SnAgCu无铅焊膏用新型环保型助焊剂的制作方法
技术领域：
：本发明属于无铅焊料助焊剂领域，具体涉及一种助焊剂，尤其是适用于低银SnAgCu无铅焊膏用的助焊剂。
背景技术：
：近年来，电子封装和表面组装技术的无铅化要求促进了无铅钎料研究工作的快速发展。在众多被研究的无铅钎料之中，SnAgCu钎料由于具有较好的综合性能，而被视为较理想的SnPb钎料的替代品之一。但是由于低银SnAgCu无铅钎料合金的熔化温度范围较大，熔点高且偏离共晶点，使钎焊温度升高，对回流焊接过程提出更大的挑战。因此，无铅钎焊对助焊剂的性能也提出了更高的要求。需要重新评估焊膏的化学成分在较高的工艺温度下的变化，如助焊剂的挥发等。为了缩小与国外产品的差距，急需开发出性能优越、环保的无铅焊膏，而研制与无铅钎料匹配的助焊剂也就成为了必然要求。由于无铅钎料的焊接温度比锡铅钎料要高，并且前者的润湿性能也相对较差，因此，目前适用于锡铅钎料的助焊剂无法满足无铅钎料的焊接要求。选择合适的助焊剂可以改善钎料的钎焊性能。除了具有常规助焊剂应该具备的性能，无铅钎剂还对活化温度、抗氧化能力、活性强度以及热稳定性等有不同的要求。对于无铅钎料而言，要求与其匹配的助焊剂具有更好的抗氧化性、更强的活性以及更高的热稳定性。总之，助焊剂必须能够完全承受整个再流焊过程。目前，国内适用于低银SnAgCu无铅焊膏用助焊剂的研究较少，本发明就是针对低银SnAgCu无铅焊膏配制的需要，开发新型的松香型无卣素免清洗助焊剂。
发明内容本发明的目的在于解决现有的技术问题，提供一种助焊性能良好、抗氧化性能强、热稳定性高、焊后无腐蚀的低银SnAgCu无铅焊膏用新型环保型助焊剂。本发明所提供的低4艮SnAgCu无铅焊膏用新型环保型助焊剂的组成及其质量百分含量为活化剂溶剂缓蚀剂触变剂成膏剂稳定剂0.8-5.0%2.0-9.0%5.0-13.0%32.0-41.0%0.3-2.5%1.0-6.0%表面活性剂改性松香35.0-48.0%0.5-5.0%其中，所述的活化剂为有机酸，选自二元羧酸、三元羧酸或鞋基酸，可以是同一类酸中的两种以上混合，也可以是不同类酸中的两种以上混合；所述二元羧酸为丁二酸、戊二酸、己二酸、顺丁烯二酸、衣康酸，所述三元羧酸为柠檬酸，所述羟基酸为DL-苹果酸、水杨酸中的两种以上混合。活化剂是助焊剂的灵魂。本发明所选用的活化剂具有清除钎焊金属和钎料表面氧化膜的足够能力，在整个钎焊过程发挥活化作用，对提高润湿性起着关键的作用。同时，活化剂又决定着助焊剂及其残留物的腐蚀性能。本发明中的活化剂在钎焊温度下能够大部分挥发、升华或分解，使印刷电路板焊后的有机酸残留物少，无腐蚀。所述的溶剂为有机溶剂，为至少一种醇类和至少一种醚类的混合；所述的醇选自丙三醇、乙二醇、二甘醇、2-乙基-l,3己二醇；所述的醚选自乙二醇单曱醚、二乙二醇单乙醚、二乙二醇单丁醚、二乙二醇单己醚、二乙二醇单辛醚。溶剂是助焊剂的载体，使助焊剂各组分溶于溶剂中，形成均匀的黏稠态。本发明所选用的有机溶剂具有合适的沸点，既不会过快蒸发，又能有利于焊后保护膜的干燥成形。并且，所选用的有机溶剂具有一定的黏度，便于印刷以及元件的粘附。所述的緩蚀剂为有机胺类緩蚀剂，三乙胺、三乙醇胺中的一种或两种混合。緩蚀剂可以作为辅助活性剂和酸度调节剂进4亍复配，用于减少助焊剂对印刷电路板的腐蚀。所述的触变剂为氢化蓖麻油。添加触变剂的作用是给焊膏提供恰当的流变性能，并保证焊膏流变性能的稳定性。所述的成膏剂为聚乙二醇1000,聚乙二醇2000或乙二撑双硬脂酸酰胺的一种或多种混合。成膏剂的作用是增强松香溶胶成黏稠膏状的能力。所述的稳定剂为石蜡。稳定剂在焊膏存储过程中，能够保持助焊剂的黏稠稳定性，不会出现分层。所述的表面活性剂为辛基酚聚氧乙烯醚、异辛基酚聚氧乙烯醚或壬基酚聚氧乙蹄醚中的一种或多种混合。表面活性剂可以促进助焊剂中各种组分的溶解，可以降低焊料与印刷电路板表面的界面张力，协同助焊剂改进助焊性能。所述的改性松香为聚合松香、氢化松香、全氢化松香、水白松香、松香KE-604或无铅松香中的一种或多种混合。松香本身是一种弱酸，在助焊剂中能起到一定的活性作用。本发明所选用的改性松香具有较高的软化点，不易结晶，抗氧化性强，酸值较低，并且结构稳定，这些优点都促使所配制的助焊剂具有较为稳定的性能。松香只有在加热到钎焊温度时才有活性，能清除金属表面的氧化膜，增加钎料的润湿性能；由于;^香能溶解在有机溶剂中，在再流焊时，当溶剂蒸发后，能够形成薄的膜状物，保护金属表面。与现有助焊剂产品相比，本发明所提供的低银SnAgCu无铅焊膏用新型环保型助焊剂具有以下特点①不含卣素，焊后残留少，符合环保要求；②针对低银SnAgCu无铅焊料熔化温度偏离共晶点、结晶温度区间大的特点，本发明所选用的活化剂为多种有机酸的复配，沸点分布区间较大(130337。C)，能够保证在整个回流焊接过程中都起到较好的活性作用；③由于活化剂在钎焊温度下能够大部分挥发、升华或分解，有机酸类物质残留很少，确保焊后无腐蚀；④用本发明所提供的助焊剂配制的焊膏保湿性好，存储和使用寿命较长。本发明所提供的低银SnAgCu无铅焊膏用新型环保型助焊剂，可直接采用现有的助焊剂配制方法配制合成。具体实施例方式下面将结合具体的实施例对本发明作进一步说明。下述实施例中均采用以下方法配制1)按上述质量百分含量配比称取活化剂、溶剂、纟爰蚀剂、表面活性剂、触变剂、成膏剂、稳定剂和改性松香等物料；2)将改性+>香和有机溶剂的混合物在不高于120。C的温度下加热溶解成为透明液态后，加入活化剂，搅拌直至完全溶解，然后停止加热，当温度下降为100。C左右时保温，再加入緩蚀剂、触变剂、成膏剂、稳定剂和表面活性剂，使其充分溶解并搅拌均匀后，在室温下静置冷却，直到冷却至室温，即得本发明的低银SnAgCu无铅焊膏用新型环保型助焊剂。实施例1选用的活性剂为丁二酸、水杨酸和DL-苹果酸，溶剂为丙三醇和二乙二醇单乙醚，緩蚀剂为三乙胺，触变剂为氢化蓖麻油，成膏剂为聚乙二醇1000,稳定剂为石蜡，表面活性剂为辛基酚聚氧乙烯醚，改性松香为聚合松香和氢化松香；各组分的质量百分含量(wt。/。)为丁二酸1.5水杨酸1.5DL-苹果酸2,0丙三醇14.0二乙二醇单乙醚18.0三乙胺0.8氬化蓖麻油4.2聚乙二醇10006.0石蜡2.5辛基酚聚氧乙烯醚3.5聚合松香24.0氢化松香22.0实施例2选用的活性剂为戊二酸、水杨酸和种檬酸，溶剂为二甘醇和二乙二醇单丁醚，緩蚀剂为三乙醇胺，触变剂为氬化蓖麻油,成膏剂为聚乙二醇1000,稳定剂为石蜡，表面活性剂为辛基酚聚氧乙烯醚，改性松香为聚合松香和水白松香；各组分的质量百分含量(wt。/o)为戊二酸2.0水杨酸2.5柠檬酸3.0二甘醇18.0二乙二醇单丁醚18.0三乙醇胺1.5氢化蓖麻油1.0聚乙二醇10004.4石蜡0.3辛基酚聚氧乙烯醚1.3聚合松香24.0水白松香24,0实施例3选用的活性剂为己二酸、丁二酸和DL-苹果酸，溶剂为丙三醇和乙二醇单曱醚，緩蚀剂为三乙胺和三乙醇胺，触变剂为氢化蓖麻油，成膏剂为聚乙二醇2000,稳定剂为石蜡，表面活性剂为异辛基酚聚氧乙烯醚，改性松香为全氬化松香和水白松香；各组分的质量百分含量(>1%)为己二酸1.5丁二酸3.0DL-苹果酸4.5丙三醇16.0乙二醇单甲醚20.0三乙胺3.0三乙醇胺2.0氢化蓖麻油6.0聚乙二醇20002.0石蜡1.0异辛基酚聚氧乙烯醚1.0全氢化松香20.0水白松香20.0实施例4选用的活性剂为己二酸、水杨酸和衣康酸，溶剂为乙二醇和二乙二醇单辛醚，緩蚀剂为三乙醇胺，触变剂为氩化蕙麻油，成膏剂为乙二撑双硬脂酸酰胺，稳定剂为石蜡，表面活性剂为辛基酚聚氧乙烯醚和壬基酚聚氧乙烯醚，改性松香为全氬化+^香和聚合松香；各组分的质量百分含量(wt。/。)为己二酸1.5水杨酸4.5衣康酸4.8乙二醇16,0二乙二醇单辛醚18.0三乙醇胺3,0氢化蓖麻油4.2乙二撑双硬脂酸酰胺3.5石蜡1.5辛基酚聚氧乙烯醚2.5壬基酚聚氧乙烯醚2.5全氬化松香18.0聚合松香20.0实施例5选用的活性剂为戊二酸、衣康酸和DL-苹果酸，溶剂为2乙基-1,3己二醇和二乙二醇单丁醚，緩蚀剂为三乙胺，触变剂为氢化蓖麻油，成膏剂为聚乙二醇2000和乙二撑双硬脂酸酰胺，稳定剂为石蜡，表面活性剂为辛基酚聚氧乙烯醚，改性松香为全氢化松香和无铅松香FE625;各组分的质量百分含量(wt。/。)为戊二酸2.0衣康酸4.0DL-苹果酸4.02乙基-1,3己二醇18.0二乙二醇单丁醚20.0三乙胺氬4t蓖麻油聚乙二醇2000乙二撑双石更脂酸酰胺石蜡辛基酚聚氧乙烯醚全氬化松香无铅松香FE625实施例6选用的活性剂为丁二酸、柠檬酸和顺丁烯二酸，溶剂为二甘醇和二乙二醇单己醚，緩蚀剂为三乙醇胺，触变剂为氢化蓖麻油，成膏剂为聚乙二醇IOOO,稳定剂为石蜡，表面活性剂为辛基酚聚氧乙烯醚,改性松香为水白松香和无铅松香FE625;各组分的质量百分含量(wt0/0)为丁二酸3.0柠檬酸5.0顺丁烯二酸5.0二甘醇21.0二乙二醇单己醚20.0三乙醇胺1.0氢化蓖麻油2.0聚乙二醇10003.5石蜡1.0辛基酚聚氧乙烯醚0.5水白松香20.0松香KE-60418.0将实施例1至实施例6中制备的低银SnAgCu无铅焊膏用新型环保型助焊剂，按照国家标准和电子行业标准进行;险测，各项指标如表1所示。2.03.03.51.51.518.017.010表1本发明所制备的低银SnAgCu无铅焊膏用新型环保型助焊剂的性能<table>tableseeoriginaldocumentpage11</column></row><table>从表1的性能检测可以看出，本发明所提供的低4艮SnAgCu无铅焊膏用新型环保型助焊剂具有较为优异的性能①物理稳定性良好;②不含卣素；③无腐蚀性(焊后残留物少，且为透明硬质膜状物)；④助焊性较好，扩展率能够达到75%以上；⑤印刷板的焊后绝缘电阻较高，且超过10A，满足要求。权利要求1、一种适用于低银SnAgCu无铅焊膏的新型环保型助焊剂，其特征在于，其组成及各组分的质量百分含量如下活化剂5.0-13.0％溶剂32.0-41.0％缓蚀剂0.8-5.0％触变剂1.0-6.0％成膏剂2.0-9.0％稳定剂0.3-2.5％表面活性剂0.5-5.0％改性松香35.0-48.0％其中，所述的活化剂为有机酸，选自二元羧酸、三元羧酸或羟基酸，可以是同一类酸中的两种以上混合，也可以是不同类酸中的两种以上混合；所述的溶剂为有机溶剂，为至少一种醇类和至少一种醚类的混合；所述的缓蚀剂为有机胺类缓蚀剂；所述的触变剂为氢化蓖麻油；所述的成膏剂为聚乙二醇1000，聚乙二醇2000或乙二撑双硬脂酸酰胺的一种或多种混合；所述的稳定剂为石蜡；所述的表面活性剂为辛基酚聚氧乙烯醚、异辛基酚聚氧乙烯醚或壬基酚聚氧乙烯醚中的一种或多种混合；所述的改性松香为聚合松香、氢化松香、全氢化松香、水白松香、松香KE-604或无铅松香中的一种或多种混合。2、根据权利要求1所述的低银SnAgCu无铅焊膏用新型环保型助焊剂，其特征在于，所述二元羧酸为丁二酸、戊二酸、己二酸、顺丁烯二酸、衣康酸，所述三元羧酸为柠檬酸，所述羟基酸为DL-苹果酸、水杨酸中的两种以上混合。3、根据权利要求1所述的低银SnAgCu无铅焊膏用新型环保型助焊剂，其特征在于，所述的醇选自丙三醇、乙二醇、二甘醇、2-乙基-1，3己二醇；所述的醚选自乙二醇单曱醚、二乙二醇单乙醚、二乙二醇单丁醚、二乙二醇单己醚、二乙二醇单辛醚。4、根据权利要求1所述的低银SnAgCu无铅焊膏用新型环保型助焊剂，其特征在于，所述的有机胺类緩蚀剂为三乙胺、三乙醇胺中的一种或两种混合。全文摘要低银SnAgCu无铅焊膏用新型环保型助焊剂属于无铅焊料助焊剂领域。本发明的目的在于提供一种适用于低银SnAgCu无铅焊膏的助焊剂。本发明助焊剂的组成及含量为活化剂5.0-13.0％、溶剂32.0-41.0％、缓蚀剂0.8-5.0％、触变剂1.0-6.0％、成膏剂2.0-9.0％、稳定剂0.3-2.5％、表面活性剂0.5-5.0％、改性松香35.0-48.0％。活化剂采用多种有机酸复配，沸点分布区间广，能够在整个焊接过程中都起到较好的活性作用，并且在钎焊温度下能够大部分挥发、升华或分解，确保焊后无腐蚀。本发明具有不含卤素、助焊性能好、焊后残留少且为硬质膜状、绝缘电阻高等优点。文档编号B23K35/363GK101564805SQ20091008620公开日2009年10月28日申请日期2009年5月27日优先权日2009年5月27日发明者史耀武,夏志东,杨晓军,健林,蕾祝,符寒光,福郭,雷永平申请人:北京工业大学