专利名称：用于锡银锌系无铅焊料的水溶性助焊剂的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种助焊剂，尤其适用于锡银锌系无铅焊料的水溶性助焊剂。
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。
目前国际上研究较多和初步商业化的无铅焊料是Sn-Ag和Sn-Ag-Cu共晶合金。但在 研究和使用过程中发现，与传统的Sn-Pb焊料相比，无铅焊料润湿性差，易氧化，且熔点 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，熔点的升高意味着焊接温度必须提高， 一方面温度越高焊点就越容易氧化，另一方面必然会增加助焊剂中活性剂的挥发，而起不 到良好的活化和保护作用，从而使焊点更容易氧化。 —
发明内容
本发明目的主要是针对现有含铅焊料助焊剂对无铅焊料的不适应性，提供一种能有效 配合无铅焊料使用的水溶性助焊剂，本发明的技术方案如下
本发明锡银锌系无铅焊料用水溶性助焊剂各组分及中重量百分含量为活性剂 0. l-22wt%，润湿剂0. 1-25wt%，触变剂0. 1-5wt%，缓蚀剂0. 1-2wt%，防氧化剂0. 1-5wt%， 其余为溶剂。
所述的活性剂为甲胺、二甲胺、三甲胺、乙胺、异丙胺、丁胺、二丁胺以及盐酸二甲 胺或盐酸二乙胺的一种或几种的混合物。
所述的润湿剂为甘油及其它多元醇或醚，润湿剂可降低助焊剂表面张力，促进其与金
属表面的润湿，增强焊接效果；同时甘油及其它多元醇或醚又可作为助溶剂提高活性剂， 触变剂缓蚀剂和防氧化剂的溶解性，使之不产生沉积现象。
所述的触变剂为氢化蓖麻油，其主要作用是赋予焊膏一定的触变性能，即焊膏在受力 状态下粘度变小，以便于焊膏印刷。印刷完毕，在不受力状态，其粘度增大，以保持固有 形状，防止焊膏塌陷。
所述的缓蚀剂为苯并咪唑或甲苯并咪唑，起氧化抑制作用，减少助焊剂对印制板的腐 蚀性。
所述的防氧化剂为酚类，改性纤维素，酚醛树脂、縮醛或聚醚，目的是防止焊料氧化， 因为锡银锌系无铅焊料中锌容易被氧化。 所述的其余溶剂为去离子水。
本发明针对现有含铅焊料助焊剂对无铅焊料的不适应性，提供一种能有效配合无铅焊 料使用的水溶性助焊剂，尤其适用于锡银锌系无铅焊料，提高其润湿性以及抗氧化能力， 能增强无铅辉料的可焊性，并能适应无铅焊料的焊接温度要求，对无铅焊料合金腐蚀作用 小，焊后残留物少，并可用水清洗千净，焊点质量好，表面光洁，稳定性强，干燥后的电 路板具有较高的绝缘电阻值。
图l:用传统助焊剂焊接后的焊点； 图2:用本发明的助焊剂焊接后的焊点。
具体实施例方式
各组分所给出的均为重量百分比。
例l
盐酸二乙胺 22
甘油(丙三醇) 20
二甘醇一乙醚 5
氢化蓖麻油 1
苯并咪唑 0. 1
酚醛树脂 0.5
去离子水 51.4 例2
盐酸二甲胺 15
甘油(丙三醇) 5
二乙二醇丁醚 7
氢化蓖麻油 2.5
苯并咪唑 0.9
改性纤维素(甲基纤维素) 0.1 去离子水 69.5
焊接后效果如图2所示。
上述实例中采用乙基纤维素或羟甲基纤维素代替甲基纤维素效果是相同的。 例3
二甲胺
甘油(丙三醇) 己二醇 氢化蓖麻油 甲苯并咪唑
甲縮醛
去离子水
例4
三甲胺
丁胺
甘油(丙三醇)
氢化蓖麻油
甲苯并咪唑
双酚A
去离子水
0. 1
15 8
0. 1
2
2.3 72. 5
3 3
0. 1
5
1. 4
5
82. 5。
采用本实施例2的助焊剂与传统的助焊剂的效果如图1、 2所示图l、图2分别为焊 接后焊点照片，均是Sn-3.7Ag-3Zn焊料与直径5毫米Cu基板，按工业生产流程先将助焊 剂涂于Cu基板表面，再将焊料熔化进行焊接。由图1可看出，焊料在Cu板上基本不能铺 展开，传统助焊剂起不到润湿作用。另外，焊点发黄，说明焊料发生了氧化，传统助焊剂 没有起到防氧化的目的。由图2所示，焊料在Cu板上基本完全铺展，且焊点光亮，所以 本专利申请的助焊剂不仅对锡银锌系无铅焊料有很好的润湿效果，而且还能防止锡银 锌系无铅焊料被氧化。
本发明并不局限于实例中所描述的技术，它的描述是说明性的，并非限制性的，本发 明的权限由权利要求所限定，基于本技术领域人员依据本发明所能够变化、重组等方法得 到的与本发明相关的技术，都在本发明的保护范围内。
权利要求
1.用于锡银锌系无铅焊料的水溶性助焊剂，其特征是组份和重量百分含量如下活性剂0.1-22wt％，润湿剂0.1-25wt％，触变剂0.1-15wt％，缓蚀剂0.1-2wt％，防氧化剂 0.1-5wt％，其余为溶剂。
2. 如权利要求1所述的水溶性助焊剂，其特征是所述的活性剂为甲胺、二甲胺、三甲胺、 乙胺、异丙胺、丁胺、二丁胺以及盐酸二甲胺或盐酸二乙胺的一种或几种的混合物。
3. 如权利要求1所述的水溶性助焊剂，其特征是所述的润湿剂与助溶剂为甘油及其它多元 醇或醚，润湿剂可降低助焊剂表面张力，促进其与金属表面的润湿，增强焊接效果；助 溶剂提高活性剂，触变剂缓蚀剂和防氧化剂的溶解性，使之不产生沉积现象。
4. 如权利要求1所述的水溶性助焊剂，其特征是所述的触变剂为氢化蓖麻油。
5. 如权利要求1所述的水溶性助焊剂，其特征是所述的缓蚀剂为苯并咪唑或甲苯并咪唑。
6. 如权利要求1所述的水溶性助焊剂，其特征是所述的防氧化剂为酚类，改性纤维素，酚 醛树脂、縮醛或聚醚。
7. 如权利要求1所述的水溶性助焊剂，其特征是所述的其余溶剂为去离子水。
全文摘要
本发明适用于锡银锌系无铅焊料的水溶性助焊剂。各组分及中重量百分含量为活性剂0.1-22wt％，润湿剂0.1-25wt％，触变剂0.1-5wt％，缓蚀剂0.1-2wt％，防氧化剂0.1-5wt％，其余为溶剂。针对现有含铅焊料助焊剂对无铅焊料的不适应性，提供一种能有效配合无铅焊料使用的水溶性助焊剂，尤其适用于锡银锌系无铅焊料，提高其润湿性以及抗氧化能力，能增强无铅焊料的可焊性，并能适应无铅焊料的焊接温度要求，对无铅焊料合金腐蚀作用小，焊后残留物少，并可用水清洗干净，焊点质量好，表面光洁，稳定性强，干燥后的电路板具有较高的绝缘电阻值。
文档编号B23K35/36GK101347876SQ20081015125
公开日2009年1月21日 申请日期2008年9月5日 优先权日2008年9月5日
发明者余黎明, 刘永长, 徐荣雷, 晨 韦 申请人:天津大学