专利名称：低银无铅助焊膏及其制备方法
技术领域：
本发明涉及一种电子工业用助焊膏，尤其涉及一种电子工业用低银无铅助焊膏及其制备方法，该助焊膏适合与低银焊料配合使用。
背景技术：
随着人们环保意识的增强，环保法规的日趋完善和日益严格，虽然传统锡铅锡膏具有优异的润湿性、焊接性、良好的力学性能以及便宜的价格等优点，但其中的铅含量较高，会危害到人类健康及污染环境。因此在电子工业中无铅锡膏焊接技术代替了传统的焊接技术，无铅锡膏作为无污染焊接材料应用于通信电子行业，如电子组装、集成电路、芯片加工等领域得到了广泛应用。目前，在SMT技术中，主流的无铅焊膏用合金为 Sn99. 6Ag3CuO. 5系，Ag的重量比含量较高，而Ag是一种贵金属，储量稀少，近年来国际市场 Ag期货价格持续走高，其中Ag的成本在焊料中就占到40% 50%，大大的提高了无铅焊料的原料成本，电子行业需要成本较低的焊接材料代替现在大量使用的高银锡膏(Sn96. 5/ Ag3/Cu0. 7)。因此在保持焊接可靠性同时开发出了低银焊料Sn99/Ag0. 3/CuO. 7，但使用高银无铅助焊膏配制低银锡膏时，由于活性不足，容易产生锡球，表面绝缘电阻低，模板寿命缩短。
发明内容
为了克服上述现有技术中存在的不足，本发明提供了一种锡球少、表面绝缘电阻高、润湿性好且模板寿命长的低银无铅助焊膏。本发明为了解决其技术问题所采用的技术方案是一种低银无铅助焊膏，包括以下组分
松香树脂触变剂稳定剂活性辅助剂活性剂余量的溶剂；所述稳定剂为超高支链的聚α烯烃，采用凝胶渗透色谱法测得的数均分子量为 2800 2900，聚合度分布指数为1. 6 1. 7，根据ASTM D-3236在37. 8°C下测得的粘度为 530cP，优选为贝克休斯(Baker Hughes)公司生产的VYBAR 825聚合物；所述活性剂为长链线性伯羧酸，所述长链线性伯羧酸碳链含有沈 50个碳原子， 酸值为61 115mgK0H/g，蒸汽压浸透法测得的数均分子量为390 720，优选为贝克休斯
20 50wt.% 1 10 wt.% 1 5 wt.% 1 10 wt.% 5-20 wt.%
3(Baker Hughes)公司生产的 UNICID 350.UNICID 425、UNICID 550 和 UNICID 700 中的至少一种；所述活性辅助剂为羟基咔唑。所述松香树脂为液体松香、全氢化松香、聚合松香和改性松香中的至少一种，其中改性松香优选为亚克力改性松香和日本荒川公司生产的KE-604改性松香中的至少一种， KE-604改性松香的酸值为230 M0mgK0H/g，软化点为122 132°C ；其中全氢化松香优选为美国伊士曼(EASTMAN)公司生产的floral AX-E全氢化松香，软化点为80°C，酸值为 165mgK0H/g。所述触变剂为氢化蓖麻油、聚酰胺蜡改性氢化蓖麻油和乙撑双硬脂酸酰胺中的至少一种，其中聚酰胺蜡改性氢化蓖麻油优选为海明斯公司成产的THIXAROL ST、美翔特公司生产的MT ST和雷孚斯公司生产的Luvotix HT中的至少一种。所述羟基咔唑优选为1-羟基咔唑、2-羟基咔唑、3-羟基咔唑和4-羟基咔唑中的至少一种。所述溶剂为二乙二醇辛醚、2-乙基-1，3-己二醇、四乙二醇二甲醚、二丙二醇二甲醚和三乙二醇丁醚中的至少一种，优选为四乙二醇二甲醚。所述活性辅助剂与活性剂的重量比为0.5 1 1。所述的低银无铅助焊膏的制备方法，包括以下步骤(1)将余量的溶剂在器皿中加热到150士5°C后，加入20 50wt. %的松香树脂，均勻搅拌直至松香树脂完全溶解；(2)在150士5°C下，在(1)所得混合物中加入5 20wt. %的活性剂和1 IOwt. %的活性剂辅助剂，均勻搅拌直至活性剂和活性辅助剂完全溶解；(3)停止加热，将O)中混合物的温度降至30 士 5°C后，加入1 5wt. %的稳定剂和1 IOwt. %的触变剂，均勻搅拌直至稳定剂和触变剂完全溶解，将所得混合物冷却至室温后密封进行保存。活性剂能有效去除焊盘上铜表面的氧化物，采用的UNICID系列活性剂耐水性好， 焊接后表面绝缘电阻高，尤其是配合羟基咔唑，可有效提高有机羧酸的活性能力，使焊点融合性提高，减少锡球产生。采用稳定剂可改善锡膏流动性，使产品在80 120毫米/秒的高速度下应用，印刷性能好，提高了锡膏模板寿命。本发明的有益技术效果是该低银无铅助焊膏适合与低银无铅焊料制成无铅焊膏，具有锡球少、表面绝缘电阻高，从而使焊后线路板不易形成短路，具有良好的润湿性，从而焊点饱满，焊接效果好，此外采用VYBAR 825聚合物做稳定剂，腐蚀性小，大大提高了模板寿命，且所述助焊膏的制造方法简单，易于在工业上实现。
具体实施例方式下面结合具体实施例对本发明做进一步的详细说明。具体实施例见表1。利用本发明技术方案的无铅助焊膏和焊锡粉配制成的焊膏是以85 91wt. %的焊锡粉和9 15wt. %的助焊膏组成，优选为用11.5wt. %上述实施例中所述低银无铅助焊膏和88. 5wt. %锡粉配制成锡膏与市场上销售的无铅锡膏做对比试验，其中锡粉组成为 99Sn/0. 3Ag/0. 7Cu。
表1具体实施例
参照ICP TM 6502. 4. 43的方法测试锡球，观察氧化铝实验板上锡球情况；参照 ICP TM 6502. 6. 3. 3B方法测定表面绝缘电阻；参照ICP TM 6502. 4. 45的方法测定润湿性。在自动印刷机上以80mm/s的速度印刷，每隔一小时取样测定粘度，记录粘度变化 20%时所用的时间；用0. 2mm不锈钢模板在自动印刷机上以相同速度和压力印刷一系列直接为0. 3mm圆孔的锡膏，用锡膏3D检测仪测量印刷锡膏的直径和高度。各项实验测试结果见表2。表2具体实施例与对比例测试实验结果
权利要求
.种低银无铅助焊膏，其特征在于所述低银无铅助焊膏包括以下组分松香树脂20~50wt.%触变剂稳定剂1 10 wt.%1 5 wt.%活性辅助剂活性剂5-20 wt.%1 10 wt.%余量的溶剂；所述稳定剂为超高支链的聚α烯烃，采用凝胶渗透色谱法测得的数均分子量为 2800 2900，聚合度分布指数为1. 6 1. 7，根据ASTM D-3236在37. 8°C下测得的粘度为 530cP ；所述活性剂为长链线性伯羧酸，所述长链线性伯羧酸碳链含有26 50个碳原子，酸值为61 115mgKOH/g，采用蒸汽压浸透法测得的数均分子量为390 720 ；所述活性辅助剂为羟基咔唑。
2.根据权利要求1所述的低银无铅助焊膏，其特征在于所述松香树脂为液体松香、全氢化松香、聚合松香和改性松香中的至少一种。
3.根据权利要求1所述的低银无铅助焊膏，其特征在于所述触变剂为氢化蓖麻油、聚酰胺蜡改性氢化蓖麻油和乙撑双硬脂酸酰胺中的至少一种；
4.根据权利要求1所述的低银无铅助焊膏，其特征在于所述羟基咔唑优选为1-羟基咔唑、2-羟基咔唑、3-羟基咔唑和4-羟基咔唑中的至少一种。
5.根据权利要求1所述的低银无铅助焊膏，其特征在于所述溶剂为二乙二醇辛醚、 2-乙基-1，3-己二醇、四乙二醇二甲醚、二丙二醇二甲醚和三乙二醇丁醚中的至少一种。
6.根据权利要求1所述的低银无铅助焊膏，其特征在于所述活性辅助剂与活性剂的重量比为0. 5 1 1。
7.根据权利要求1所述的低银无铅助焊膏的制备方法，其特征在于包括以下步骤(1)将余量的溶剂在器皿中加热到150士5°C后，加入20 50wt.%的松香树脂，均勻搅拌直至松香树脂完全溶解；(2)在150士5°C下，在(1)所得混合物中加入5 20wt.%的活性剂和1 IOwt. %的活性剂辅助剂，均勻搅拌直至活性剂和活性辅助剂完全溶解；(3)停止加热，将(2)中混合物的温度降至30士5°C后，加入1 5wt.%的稳定剂和1 IOwt. %的触变剂，均勻搅拌直至稳定剂和触变剂完全溶解，将所得混合物冷却至室温后密封进行保存。
全文摘要
本发明公开了一种低银无铅助焊膏，其包括松香树脂20～50wt.％，触变剂1～10wt.％，稳定剂1～5wt.％，活性辅助剂1～10wt.％，活性剂5～20wt.％，余量的溶剂；稳定剂为超高支链的聚α烯烃，数均分子量为2800～2900，聚合度分布指数为1.6～1.7，根据ASTM D-3236在37.8℃下测得的粘度为530cP；活性剂为长链线性伯羧酸，其含有26～50个碳原子，酸值为61～115mgKOH/g，数均分子量为390～720；所述活性辅助剂为羟基咔唑。该助焊膏适合与低银无铅焊料制成无铅焊膏，具有锡球少、表面绝缘电阻高，从而使焊后线路板不易形成短路，具有良好的润湿性，且焊点饱满，焊接效果好，此外腐蚀性小，大大提高了模板寿命，同时该助焊膏的制造方法简单，易于在工业上大规模实现。
文档编号B23K35/363GK102489898SQ201110388690
公开日2012年6月13日 申请日期2011年11月30日 优先权日2011年11月30日
发明者何繁丽, 晏和刚, 苏传港, 苏传猛, 苏明斌, 苏燕旋, 邓勇 申请人:昆山成利焊锡制造有限公司