本发明涉及无铅焊料技术领域，具体涉及一种免清洗无铅焊料助焊剂及其制备方法。
背景技术：
与人类生活工作密切相关的各种电子产品在造福人类的同时，也因在电子产品中含铅焊料的使用而日益危害人类的身体健康和生态环境。欧盟领导下的电子电气设备废弃组织(weee)要求在2006年停止在电子装配工业中使用含铅材料。美国国家电子制造协会(nemi)为此专门实施一个名为“nemi的焊接无铅化计划”来系统研究无铅装配在电子工业中的使用问题；日本的主要消费电子制造企业也纷纷承诺尽快全面实现无铅电子装配，这一切使无铅焊料的研究迫在眉睫。为迎接全球同步焊接无铅化的浪潮，避开国际上已发展的无铅焊料专利壁垒，制定适合中国国情的无铅焊料发展战略已成为中国电子装配工业的当务之急。而无铅焊料的研究和开发过程中要求必须有相应的助焊剂能与之配套使用。
目前，所使用的助焊剂都是适应含铅焊料的助焊剂，它的活性、润湿能力和耐温程度都是根据含铅焊料的性能研制的。无铅焊料与含铅焊料相比最明显的性能差别是，无铅焊料本身的润湿能力差，使用的焊接温度高。因此适应于含铅焊料的助焊剂，对无铅焊料不适合，一是这类助焊剂帮助无铅焊料润湿的能力不够，二是不适合无铅焊料高的焊接温度，再者，有些含铅焊料助焊剂对无铅焊料合金有腐蚀作用。另外，挥发有机化合物(voc)的散发物对地表臭氧形成破坏作用，是环保要求逐渐禁用的物质。研制免清洗无铅焊料助焊剂，并且焊剂的溶剂逐渐以去离子水代替voc物质是焊剂发展的必然趋势。
技术实现要素：
本发明的目的是针对现有技术的问题，提供一种能有效配合无铅焊料使用的免清洗无铅焊料助焊剂，这种助焊剂对无铅焊料的润湿能力强，可增强无铅焊料的可焊性，能适应各种无铅焊料的焊接温度，对无铅焊料合金无腐蚀作用，焊后残留物少，绝缘电阻高，无须清洗，是无铅焊料理想的免清洗无铅焊料助焊剂。
为了达到上述目的，本发明通过以下技术方案来实现的：
一种免清洗无铅焊料助焊剂，该助焊剂包括以下重量份的原料：特级松香树脂10-30份、有机酸活性剂2-8份、非离子表面活性剂0.5-5份、防氧化剂0.1-2份、润湿加强剂0.1-1.5份、缓蚀剂0.05-0.5份、有机溶剂75-85份。
其中，所述的特级松香树脂为聚合松香、氢化松香、歧化松香、多元酸改性松香树脂、丙烯酸改良松香和改性水溶性松香树脂中的一种或两种以上的混合物，这些松香树脂有不同的酸值和软化点，可在不同温区起活性作用，在焊接时，在被焊金属表面上形成保护膜，防止再氧化，在焊接温度下，增强焊剂活性，降低熔融焊料的表面张力，利用各种树脂成膜的互补性，焊后在pcb板表面上形成一层均匀的松香树脂保护膜，起到耐腐蚀，防潮湿和增强电绝缘性作用。
其中，所述有机酸活性剂为丁二酸、戊二酸、衣康酸、邻羟基苯甲酸、葵二酸、庚二酸、苹果酸和琥珀酸中的一种或两种以上的混合物，这些活性剂的活性和活化温度各不相同，适当选择组合，使其在焊接过程中分段发挥活性作用，使助焊剂在整个焊接温度范围都具有足够的活性，活性物质并能在不同温度下分段气化挥发，焊后pcb板上无有机酸活性剂残留，并能除去引线脚上的氧化物和熔融焊料表面的氧化物。
其中，所述非离子表面活性剂为辛基酚聚氧乙烯醚、脂肪醇聚氧乙烯醚、异辛基酚聚氧乙烯醚、非离子氟表面活性剂、全氟辛基酰胺季胺盐中的一种或两种以上的混合物，非离子表面活性剂可以减少焊料与引线脚金属两者接触时产生的表面张力，增强表面润湿力，增强有机酸活性剂的渗透力，同时也可以起到发泡剂的作用，代替了以往含卤素的表面活性剂存在难清洗、离子残留度高和强腐蚀性等问题。
其中，所述防氧化剂为酚类化合物、改性纤维素、多元酚醛树脂、缩醛、聚醚及多元醇中的一种或两种以上的混合物，防氧化剂覆盖在焊接部位，在焊接过程中起到防氧化的作用，焊接完成后，能形成一层保护膜。
其中，所述润湿加强剂为二醇乙醚、丙二醇甲醚、二甘醇甲醚、丙二醇苯醚、乙酸丁酯、丙二酸二乙酯、己二酸二甲酯中的一种或两种以上的混合物，润湿加强剂改善助焊剂本身的流动性和润湿力，增强助焊剂在被焊接金属表面上的润湿。
其中，所述缓蚀剂为二甲基乙醇胺、二甘醇胺和异丙醇胺中的至少一种，该缓蚀剂能够有效抑制铜的再次氧化，在焊接或者焊接完成后减少助焊剂对焊盘和元器件的腐蚀。
其中，所述有机溶剂为乙醇、丙醇、丁醇、丙酮、甲苯、异丁基甲酮、苯甲醇、二甘醇甲醚、二甘醇丁醚和环己醇中的一种或两种以上的混合物，有机溶剂可以溶解助焊剂中的固体成分，使之形成均匀的溶液，便于待焊元件均匀涂布适量的助焊剂成分，同时它还可以清洗轻的脏物和金属表面的油污。
本发明还提供一种免清洗无铅焊料助焊剂的制备方法，包括以下步骤：
（1）按照所述重量份数计，称取特级松香树脂、有机酸活性剂、非离子表面活性剂、防氧化剂、润湿加强剂、缓蚀剂和有机溶剂置于搅拌器中，配得混合料；
（2）将混合料加热至150-180℃时，开始搅拌至所有物料完全溶解，停止搅拌，将温度降至常温后放置3-5h，得到免清洗无铅焊料助焊剂。
本发明与现有技术相比，具有如下的有益效果：提供一种能有效配合无铅焊料使用的免清洗无铅焊料助焊剂，这种助焊剂对无铅焊料的润湿能力强，可增强无铅焊料的可焊性，能适应各种无铅焊料的焊接温度，对无铅焊料合金无腐蚀作用，焊后残留物少，绝缘电阻高，无须清洗，是无铅焊料理想的免清洗无铅焊料助焊剂，具体如下：
(1)本发明的免清洗无铅焊料助焊剂是根椐无铅焊料的性质，科学选用原材料，从机理上降低无铅焊料的表面张力，增强其润湿力，提高可焊性，通过选用机酸活性剂、非离子表面活性剂份、防氧化剂、润湿加强剂和缓蚀剂，通过它们之间的相互配合，增强无铅焊料的可焊性，使焊后板面残留物少，同时使焊料具有较好抗氧化能力、电绝缘性及抗腐蚀能力，由于焊后免去清洗环节，大大降低了成本；
(2)本发明的免清洗无铅焊料助焊剂的扩展率、表面绝缘电阻、润湿性等性能指均达到国际和电子行业标准标，并且优于现有的无铅焊料助焊剂，满足通信设备，计算机，电视机，高级音响设备等主机板的焊接要求。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。
实施例１
一种免清洗无铅焊料助焊剂，该助焊剂包括以下重量份的原料：所述特级松香树脂20份、有机酸活性剂5份、非离子表面活性剂2.5份、防氧化剂1份、润湿加强剂0.8份、缓蚀剂1份、有机溶剂80份。
其中，所述的特级松香树脂为聚合松香、氢化松香、歧化松香、多元酸改性松香树脂、丙烯酸改良松香和改性水溶性松香树脂中的一种或两种以上的混合物。
其中，所述有机酸活性剂为丁二酸、戊二酸、衣康酸、邻羟基苯甲酸、葵二酸、庚二酸、苹果酸和琥珀酸中的一种或两种以上的混合物。
其中，所述非离子表面活性剂为辛基酚聚氧乙烯醚、脂肪醇聚氧乙烯醚、异辛基酚聚氧乙烯醚、非离子氟表面活性剂、全氟辛基酰胺季胺盐中的一种或两种以上的混合物。
其中，所述防氧化剂为酚类化合物、改性纤维素、多元酚醛树脂、缩醛、聚醚及多元醇中的一种或两种以上的混合物。
其中，所述润湿加强剂为二醇乙醚、丙二醇甲醚、二甘醇甲醚、丙二醇苯醚、乙酸丁酯、丙二酸二乙酯、己二酸二甲酯中的一种或两种以上的混合物。
其中，所述缓蚀剂为二甲基乙醇胺、二甘醇胺和异丙醇胺中的至少一种。
其中，所述有机溶剂为乙醇、丙醇、丁醇、丙酮、甲苯、异丁基甲酮、苯甲醇、二甘醇甲醚、二甘醇丁醚和环己醇中的一种或两种以上的混合物。
本发明还提供一种免清洗无铅焊料助焊剂的制备方法，包括以下步骤：
（1）按照所述重量份数计，称取特级松香树脂、有机酸活性剂、非离子表面活性剂、防氧化剂、润湿加强剂、缓蚀剂和有机溶剂置于搅拌器中，配得混合料；
（2）将混合料加热至165℃时，开始搅拌至所有物料完全溶解，停止搅拌，将温度降至常温后放置4h，得到免清洗无铅焊料助焊剂。
实施例2
一种免清洗无铅焊料助焊剂，该助焊剂包括以下重量份的原料：特级松香树脂10-30份、有机酸活性剂2份、非离子表面活性剂0.5份、防氧化剂0.1份、润湿加强剂0.1份、缓蚀剂0.05份、有机溶剂75份。
其中，所述的特级松香树脂为聚合松香、氢化松香、歧化松香、多元酸改性松香树脂、丙烯酸改良松香和改性水溶性松香树脂中的一种或两种以上的混合物。
其中，所述有机酸活性剂为丁二酸、戊二酸、衣康酸、邻羟基苯甲酸、葵二酸、庚二酸、苹果酸和琥珀酸中的一种或两种以上的混合物。
其中，所述非离子表面活性剂为辛基酚聚氧乙烯醚、脂肪醇聚氧乙烯醚、异辛基酚聚氧乙烯醚、非离子氟表面活性剂、全氟辛基酰胺季胺盐中的一种或两种以上的混合物。
其中，所述防氧化剂为酚类化合物、改性纤维素、多元酚醛树脂、缩醛、聚醚及多元醇中的一种或两种以上的混合物。
其中，所述润湿加强剂为二醇乙醚、丙二醇甲醚、二甘醇甲醚、丙二醇苯醚、乙酸丁酯、丙二酸二乙酯、己二酸二甲酯中的一种或两种以上的混合物。
其中，所述缓蚀剂为二甲基乙醇胺、二甘醇胺和异丙醇胺中的至少一种。
其中，所述有机溶剂为乙醇、丙醇、丁醇、丙酮、甲苯、异丁基甲酮、苯甲醇、二甘醇甲醚、二甘醇丁醚和环己醇中的一种或两种以上的混合物。
本发明还提供一种免清洗无铅焊料助焊剂的制备方法，包括以下步骤：
（1）按照所述重量份数计，称取特级松香树脂、有机酸活性剂、非离子表面活性剂、防氧化剂、润湿加强剂、缓蚀剂和有机溶剂置于搅拌器中，配得混合料；
（2）将混合料加热至150℃时，开始搅拌至所有物料完全溶解，停止搅拌，将温度降至常温后放置3h，得到免清洗无铅焊料助焊剂。
实施例3
一种免清洗无铅焊料助焊剂，该助焊剂包括以下重量份的原料：特级松香树脂30份、有机酸活性剂8份、非离子表面活性剂5份、防氧化剂2份、润湿加强剂1.5份、缓蚀剂0.5份、有机溶剂85份。
其中，所述的特级松香树脂为聚合松香、氢化松香、歧化松香、多元酸改性松香树脂、丙烯酸改良松香和改性水溶性松香树脂中的一种或两种以上的混合物。
其中，所述有机酸活性剂为丁二酸、戊二酸、衣康酸、邻羟基苯甲酸、葵二酸、庚二酸、苹果酸和琥珀酸中的一种或两种以上的混合物。
其中，所述非离子表面活性剂为辛基酚聚氧乙烯醚、脂肪醇聚氧乙烯醚、异辛基酚聚氧乙烯醚、非离子氟表面活性剂、全氟辛基酰胺季胺盐中的一种或两种以上的混合物。
其中，所述防氧化剂为酚类化合物、改性纤维素、多元酚醛树脂、缩醛、聚醚及多元醇中的一种或两种以上的混合物。
其中，所述润湿加强剂为二醇乙醚、丙二醇甲醚、二甘醇甲醚、丙二醇苯醚、乙酸丁酯、丙二酸二乙酯、己二酸二甲酯中的一种或两种以上的混合物。
其中，所述缓蚀剂为二甲基乙醇胺、二甘醇胺和异丙醇胺中的至少一种。
其中，所述有机溶剂为乙醇、丙醇、丁醇、丙酮、甲苯、异丁基甲酮、苯甲醇、二甘醇甲醚、二甘醇丁醚和环己醇中的一种或两种以上的混合物。
本发明还提供一种免清洗无铅焊料助焊剂的制备方法，包括以下步骤：
（1）按照所述重量份数计，称取特级松香树脂、有机酸活性剂、非离子表面活性剂、防氧化剂、润湿加强剂、缓蚀剂和有机溶剂置于搅拌器中，配得混合料；
（2）将混合料加热至180℃时，开始搅拌至所有物料完全溶解，停止搅拌，将温度降至常温后放置5h，得到免清洗无铅焊料助焊剂。
实施例4
根据助焊剂美国标准《ansij-std-004-1995》，采取实施例1-3的免清洗无铅焊料助焊剂以及市售的另外两款免清洗无铅焊料助焊剂分别作为对照组1和对照组2进行测试：
测试内容：对表面绝缘电阻、润湿性进行测定及助焊剂残留物的腐蚀性的确定。
相关标准为：表面绝缘电阻测定标准具体为：icptm6502.6.3.3b；润湿性测定标准具体为：icptm6502.4.46；助焊剂残留物的腐蚀性判定标准具体为：icptm650。
得到如表1的测试结果：
由表1可知，本发明免清洗无铅焊料助焊剂的各项性能指标均优于对照组的仿瓷涂料，本发明免清洗无铅焊料助焊剂对无铅焊料的润湿能力强，可增强无铅焊料的可焊性，能适应各种无铅焊料的焊接温度，对无铅焊料合金无腐蚀作用，焊后残留物少，绝缘电阻高，无须清洗，是无铅焊料理想的免清洗无铅焊料助焊剂。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。