专利名称：一种用于锡铅焊膏的无松香免清洗助焊剂及其制备方法
技术领域：
本发明属于电子电路表面贴装技术领域，涉及一种用于锡铅焊膏的无松香免清洗助焊剂，还涉及该种助焊剂的制备方法。
背景技术：
在电子电路表面贴装过程中，助焊剂直接影响电子产品的质量和可靠性，其作用是消除被焊材料表面以及焊锡微粉本身的氧化膜，使焊锡合金迅速扩散并附着在被焊金属表面。随着微细间距器件的发展，使电路板更明显地呈现出高集成度、高布线密度，由此导致了更小的测试焊盘外形、更高的测试点数及测试点密度，更难清洗，因此对助焊剂的要求也越来越高，既要有较高的可焊性，又不能对焊材产生腐蚀，还要满足一系列的机械和电学性能的要求。所以免清洗助焊剂正在成为电子行业的研究热点。
按照助焊剂焊接后是否需要清洗以及清洗的介质分类，助焊剂可分为溶剂清洗型、水清洗型和免清洗型三种。溶剂清洗型具有固体含量高，去金属氧化物能力强，焊接质量好，润湿性能优良，但必须用CFC清洗，成本高，不利于环保；水清洗型含有卤素和有机酸，焊接效果好，成本较低，但含卤化物，易造成腐蚀，同时也带来了水污染的问题。因此需要开发和应用免清洗助焊剂，焊后能够免除清洗，解决强腐蚀性对环境的污染问题。
发明内容
本发明的目的是，提供一种用于锡铅焊膏的无松香免清洗助焊剂，解决现有助焊剂焊后需要清洗和强腐蚀性对环境的污染问题。
本发明的另一目的是，提供该种用于锡铅焊膏的无松香免清洗助焊剂的制备方法。
本发明的一个技术方案是，一种用于锡铅焊膏的无松香免清洗助焊剂，按质量百分比由以下组分组成活性剂为3％～10％，成膜物质为3％～10％，表面活性剂为0.1％～1％，抗氧剂为0.1％～1％，其余为溶剂，各组分质量之和为100％。
所述的活性剂为柠檬酸、己二酸、丁二酸、DL-苹果酸、癸二酸中的一种或两种组合而成。
所述的成膜物质为松香酸甘油脂、301树脂、硅丙树脂、302树脂、水性丙烯酸树脂中的一种或两种组合而成。
所述的溶剂为无水乙醇、乙二醇、二甘醇、三甘醇、丙三醇、异丙醇、十四醇、乙二醇甲醚、乙二醇乙醚、乙二醇丁醚、二甘醇甲醚中的两种或两种以上组合而成。
所述的表面活性剂选自OP-10、OP-7或OP-5。
所述的抗氧剂选用苯骈三氮唑。
本发明的另一个技术方案是，制备上述的用于锡铅焊膏的无松香免清洗助焊剂的方法，按以下步骤实施，a、将质量百分比为3％～10％的活性剂和余量的溶剂一起放入容器混合，加热到30℃～50℃时充分搅拌至完全溶解；b、将质量百分比为0.1％～1％的表面活性剂加入步骤a混合成的溶液中，保持30℃～50℃充分搅拌均匀；c、将质量百分比为0.1％～1％的抗氧剂加入步骤b混合成的溶液中，保持30℃～50℃充分搅拌至完全溶解；d、将质量百分比为3％～10％的成膜物质加入步骤c混合成的溶液中，保持30℃～50℃充分搅拌至完全溶解；e、待步骤d混合成的溶液形成均匀液体后停止加热和搅拌，在室温下冷却后，过滤，即得。
本发明的有益效果是，该种用于锡铅焊膏的无松香免清洗助焊剂，达到了免清洗的目的，无腐蚀性、对环境无污染。
本发明还减少了工艺流程、降低了生产成本。
具体实施例方式
下面结合具体实施方式
对本发明进行详细说明。
本发明所述的用于锡铅焊膏的无松香免清洗助焊剂，按质量百分比由以下组分组成活性剂为3％～10％，成膜物质为3％～10％，表面活性剂为0.1％～1％，抗氧剂为0.1％～1％，其余为溶剂，各组分质量之和为100％。
活性剂为柠檬酸、己二酸、丁二酸、DL-苹果酸、癸二酸中的一种或两种组组合而成。主要依靠有机酸对氧化物的溶解作用来清洁金属表面。
成膜物质为松香酸甘油脂、301树脂、硅丙树脂、302树脂、水性丙烯酸树脂中的一种或两种组合而成，起到粘连焊锡合金的作用和满足焊膏的印刷工艺要求。
溶剂为无水乙醇、乙二醇、二甘醇、三甘醇、丙三醇、异丙醇、十四醇、乙二醇甲醚、乙二醇乙醚、乙二醇丁醚、二甘醇甲醚中的两种或两种以上组合而成，溶剂具有将活性剂、表面活性剂溶解和稀释成膜树脂的作用。
表面活性剂选自OP-10、OP-7或OP-5。表面活性剂可以改善焊剂的流动性和润湿性，降低助焊剂的表面张力，并引导焊锡合金向四周扩散，从而形成光滑的焊点。
抗氧剂选用苯骈三氮唑，可以防止合金氧化。
将10％～20％的本发明助焊剂和80％～90％的锡铅焊膏混合均匀，即配制出免清洗型锡铅焊膏。
实施例1按下述的质量百分比称量各组分活性剂为3％ 其中柠檬酸为1.5％、 癸二酸为1.5％成膜物质为10％ 其中302树脂为5.0％、水性丙烯酸树脂为5.0％表面活性剂选用OP-10 0.7％抗氧剂选用苯骈三氮唑 0.1％溶剂(其中无水乙醇、丙三醇等量) 余量各组分质量之和为100％；a、将质量百分比为3％的活性剂和余量的溶剂一起放入容器混合，加热到30℃时充分搅拌至完全溶解；b、将质量百分比为0.7％的表面活性剂加入步骤a混合成的溶液中，保持30℃充分搅拌均匀；c、将质量百分比为0.1％的抗氧剂加入步骤b混合成的溶液中，保持30℃充分搅拌至完全溶解；d、将质量百分比为10％的成膜物质加入步骤c混合成的溶液中，保持30℃充分搅拌至完全溶解；e、待步骤d混合成的溶液形成均匀液体后停止加热和搅拌，在室温下冷却后，过滤，即得。
本实施例制备的助焊剂，为无色透明粘稠液体，pH值为5.5～5.7，不含卤化物，不挥发物含量为14.32％，密度为1.13g/ml。将10％的本实施例助焊剂和90％的锡铅焊膏混合均匀后，即配制出免清洗型锡铅焊膏，进行回流焊接，焊后剩余量为3.24％，无腐蚀性，焊锡球和润湿性测试均为1级。
实施例2按下述的质量百分比称量各组分，在制作过程中将加热温度控制在40℃，其他步骤同实施例1。
活性剂为8％ 其中柠檬酸为4％、己二酸为4％成膜物质为7％ 其中松香酸甘油脂为4％、301树脂为3％表面活性剂选用OP--7 0.1％抗氧剂选用苯骈三氮唑 1.0％溶剂(其中二甘醇、丙三醇、乙二醇丁醚等量) 余量各组分质量总和为100％。
本实施例制备的助焊剂，呈无色透明粘稠液体，pH值为5.2～5.5，不含卤化物，不挥发物含量为13.42％，密度为1.12g/ml。将15％的本实施例助焊剂和85％的锡铅焊膏混合均匀后，即配制出免清洗型锡铅焊膏，进行回流焊接，焊后剩余量为3.06％，无腐蚀性，焊锡球和润湿性测试均为1级。
实施例3按下述的质量百分比称量各组分，在制作过程中将加热温度控制在50℃，其他步骤同实施例1。
活性剂为10％ 其中柠檬酸为5％、 丁二酸为5％成膜物质为3％ 其中松香酸甘油脂为0.3％、硅丙树脂为2.7％表面活性剂选用OP--5 1.0％抗氧剂选用苯骈三氮唑 0.5％
溶剂(其中二甘醇、乙二醇、二甘醇、乙二醇丁醚等量)余量各组分质量总和为100％。
本实施例制备的助焊剂为无色透明粘稠液体，pH值为4.8～5.0，不含卤化物，不挥发物含量为12.87％，密度为1.11g/ml。将20％的本实施例助焊剂和80％的锡铅焊膏混合均匀后，即配制出免清洗型锡铅焊膏，进行回流焊接，焊后剩余量为2.84％，无腐蚀性，焊锡球和润湿性测试均为1级。
实施例4按下述的质量百分比称量各组分，在制作过程中将加热温度控制在50℃，其他步骤同实施例1。
活性剂选用丁二酸10％成膜物质选用松香酸甘油脂10％表面活性剂选用OP--5 1.0％抗氧剂选用苯骈三氮唑1.0％溶剂(其中二甘醇、乙二醇丁醚等量)余量各组分质量总和为100％。
本实施例制备的助焊剂为无色透明粘稠液体，pH值为4.8～5.0，不含卤化物，不挥发物含量为12.77％，密度为1.21g/ml。将20％的本实施例助焊剂和80％的锡铅焊膏混合均匀后，即配制出免清洗型锡铅焊膏，进行回流焊接，焊后剩余量为2.80％，无腐蚀性，焊锡球和润湿性测试均为1级。
实施例5按下述的质量百分比称量各组分，在制作过程中将加热温度控制在50℃，其他步骤同实施例1。
活性剂选用癸二酸3.0％
成膜物质选用水性丙烯酸树脂 3.0％表面活性剂选用OP--7 0.1％抗氧剂选用苯骈三氮唑 0.1％溶剂(其中二甘醇、乙二醇丁醚等量) 余量各组分质量总和为100％。
本实施例制备的助焊剂为无色透明粘稠液体，pH值为4.8～5.0，不含卤化物，不挥发物含量为12.57％，密度为1.16g/ml。将20％的本实施例助焊剂和80％的锡铅焊膏混合均匀后，即配制出免清洗型锡铅焊膏，进行回流焊接，焊后剩余量为2.88％，无腐蚀性，焊锡球和润湿性测试均为1级。
综上所述，无松香免清洗助焊剂是用成膜物质(合成树脂)和活性剂(复配有机酸)作为松香的替代物，从而降低助焊剂焊后残留量和提高焊点美观的目的。用本发明所述的助焊剂配制成的免清洗型锡铅焊膏具有优良的焊接性能，焊后残留物少，残留物对基板无腐蚀性，无需清洗。上述的制备工艺简单，操作容易；所用的材料容易购买，成本低。
本发明所述的用于锡铅焊膏的无松香免清洗助焊剂应低温保存。
权利要求
1.一种用于锡铅焊膏的无松香免清洗助焊剂，其特征在于按质量百分比由以下组分组成活性剂为3％～10％，成膜物质为3％～10％，表面活性剂为0.1％～1％，抗氧剂为0.1％～1％，其余为溶剂，各组分质量之和为100％。
2.如权利要求1所述的用于锡铅焊膏的无松香免清洗助焊剂，其特征在于所述的活性剂为柠檬酸、己二酸、丁二酸、DL-苹果酸、癸二酸中的一种或两种组合而成。
3.如权利要求1所述的用于锡铅焊膏的无松香免清洗助焊剂，其特征在于所述的成膜物质为松香酸甘油脂、301树脂、硅丙树脂、302树脂、水性丙烯酸树脂中的一种或两种组合而成。
4.如权利要求1所述的用于锡铅焊膏的无松香免清洗助焊剂，其特征在于所述的溶剂为无水乙醇、乙二醇、二甘醇、三甘醇、丙三醇、异丙醇、十四醇、乙二醇甲醚、乙二醇乙醚、乙二醇丁醚、二甘醇甲醚中的两种或两种以上组合而成。
5.如权利要求1所述的用于锡铅焊膏的无松香免清洗助焊剂，其特征在于所述的表面活性剂选自OP-10、OP-7或OP-5。
6.如权利要求1所述的用于锡铅焊膏的无松香免清洗助焊剂，其特征在于所述的抗氧剂选用苯骈三氮唑。
7.一种制备权利要求1所述助焊剂的方法，其特征在于该方法按以下步骤实施，a、将质量百分比为3％～10％的活性剂和余量的溶剂一起放入容器混合，加热到30℃～50℃时充分搅拌至完全溶解；b、将质量百分比为0.1％～1％的表面活性剂加入步骤a混合成的溶液中，保持30℃～50℃充分搅拌均匀；c、将质量百分比为0.1％～1％的抗氧剂加入步骤b混合成的溶液中，保持30℃～50℃充分搅拌至完全溶解；d、将质量百分比为3％～10％的成膜物质加入步骤c混合成的溶液中，保持30℃～50℃充分搅拌至完全溶解；e、待步骤d混合成的溶液形成均匀液体后停止加热和搅拌，在室温下冷却后，过滤，即得。
全文摘要
本发明公开了一种用于锡铅焊膏的无松香免清洗助焊剂，由质量百分比为3％～10％的活性剂、3％～10％的成膜物质、0.1％～1％的表面活性剂、0.1％～1％的抗氧剂和溶剂组合而成。本发明还公开了制备该种助焊剂的方法，该方法按特定的步骤进行，制作成本低，工艺简单。将本发明助焊剂和锡铅焊膏混合均匀，即配制出免清洗型锡铅焊膏。该免清洗型锡铅焊膏的焊接性能优良，残留物少，残留物对基板无腐蚀性，实现了免清洗的目的，对环境无污染。
文档编号B23K35/362GK101085495SQ20071001827
公开日2007年12月12日 申请日期2007年7月17日 优先权日2007年7月17日
发明者赵麦群, 王娅辉, 李涛 申请人:西安理工大学