一种无铅焊料喷锡助焊剂的制作方法

本发明涉及助焊剂，特别是涉及一种无铅焊料喷锡助焊剂。

背景技术：

助焊剂广泛使用在电子产品制造焊接工艺中，较大地影响着电子产品的品质。随着RoHS和WEEE指令的实行，含铅焊料在电子产品中已被限制使用，电子产品无铅化已是必然趋势。目前无铅焊料的锡合金同有铅焊料的锡合金相比，其熔点高，润湿性下降，致使无铅喷锡炉的炉温比铅锡炉温高出约30℃，并且在后续电子元器件安装的回流焊中，回流炉峰值温度也较铅锡合金焊料工艺温度高出约30℃，在多次高温回流焊过程中，无铅焊料焊盘易出现变色发黄现象，不仅影响外观，对线路板的品质也产生了影响。

人们对无铅焊料焊盘经回流焊后变色发黄原因及解决办法进行了研究，多集中在钎料及工艺方面，一般认为锡面发黄为锡面氧化，还与氧化物厚度有关，同时锡面缺陷和杂质也引起锡面高温变色，这与钎料的组成、助焊剂残留有关。防止喷锡板高温回流焊后焊盘锡面变色发黄，线路板厂家可选择改善无铅锡焊料组成，有报道称在焊料中加入磷、锗等元素来防止焊料表面氧化；从生产工艺方面考虑，要调试适合的风刀压力和温度，锡炉定期除铜，应注意回流焊炉温的设定，可适当降低回流焊前段温区（预热区）的温度；但关于对助焊剂的组成进行调整，这方面的报道并不多见。

从助焊剂的活性、抗氧化性、成膜性、原料分解温度、助焊剂粘度及板面残留入手研究，本发明得到一种无铅焊料喷锡助焊剂，用于Sn-Ag-Cu、Sn-Cu、Sn-Zn等体系，回流焊锡面变色发黄情况得到明显改善。

技术实现要素：

本发明的目的在于，针对上述问题，提供一种用于无铅焊料的喷锡助焊剂，该助焊剂设计科学，制作工艺简单，能减缓无铅焊料喷锡后焊盘经高温回流焊变色发黄现象。

具体技术方案如下：

一种无铅焊料喷锡用助焊剂，由如下组份及重量比组成：

有机酸活化剂1~10%，有机胺1~2%，烷基苯并咪唑0.1~2%，醋酸铜0.1~0.5%，卤化物0.01~0.05%，非离子表面活性剂30~70%，余量为去离子水。

所述的无铅焊料喷锡助焊剂的优选配方是：

有机酸活化剂1~5%，有机胺1~1.5%，烷基苯并咪唑0.1~1%，醋酸铜0.1~0.25%，卤化物0.01~0.05%，非离子表面活性剂40~60%，去离子水余量。

所述的有机酸活化剂为柠檬酸、酒石酸、水杨酸、丁二酸、己二酸、甲酸、乙酸中的一种或多种的组合物。

所述的有机胺为二甲胺、二乙胺、环己胺中的一种或多种的组合物。

所述的烷基苯并咪唑为2-戊基苯并咪唑、2-庚基苯并咪唑、2-十一烷基苯并咪唑、2-（4-氯苯甲基）苯并咪唑中的一种或多种的组合物。

所述的卤化物为碘化氨、碘化锌、碘丙酸、溴代水杨酸中的一种或多种的组合物。

所述的非离子表面活性剂为聚乙二醇、聚醚和吐温中的一种或多种的组合物。

所述的非离子表面活性剂的分子量为400~6000。

上述无铅焊料喷锡助焊剂是通过如下方法制备的：

在带有搅拌器的反应釜中，加入有机酸活化剂和烷基咪唑化合物以及卤化物，搅拌溶解，混合均匀，在搅拌下按配比量依次加入去离子水、醋酸铜、有机胺、非离子表面活性剂，搅拌溶解混合均匀，即得所述无铅焊料喷锡用助焊剂。

本发明的优点如下：

1、本助焊剂残留物用热水易于清洗，卤素残留极低，无污染，对环境安全。

2、具有很好的润湿性，焊接速度快。

3、熔融焊料流动性好，焊盘饱满、光洁。

4、锡炉锡渣少。

5、助焊剂在焊盘表面形成防氧化层，防止喷锡工艺中再次氧化，同时可在多次高温回流焊过程中减缓锡面氧化，增加金属层流动性，减少焊层表面缺陷，有效减缓无铅焊盘经高温回流焊变色，适用于Sn-Ag-Cu、Sn-Cu、Sn-Zn等无铅焊料体系。

附图说明

图1为无铅喷锡后锡面SEM形貌。

图2为用一般助焊剂喷锡后经回流焊发黄焊盘锡面SEM形貌。

图3为用本发明助焊剂喷锡后经回流焊未变色焊盘锡面SEM形貌。

具体实施方式

下面对本发明的具体实施方式进行说明：

一种无铅焊料喷锡用助焊剂，由如下组份及重量比组成：有机酸活化剂1~10%，有机胺1~2%，烷基苯并咪唑0.1~2%，醋酸铜0.1~0.5%，卤化物0.01~0.05%，非离子表面活性剂30~70%，余量为去离子水。

非离子表面活性剂选择聚乙二醇、聚醚或吐温，分子量为400~6000范围。表面活性剂起增溶、增稠、增粘、成膜、防氧化、消泡等功能，并需具有一定的耐热温度。若分子量太低，其增稠、增粘、成膜、耐热性能不佳，而分子量太高，其可溶性变差，粘度大，不宜操作。一般取40%~60%质量比含量即可。

为改善喷锡后无铅焊料焊盘经回流焊表面变色发黄问题，本助焊剂中添加烷基咪唑、醋酸铜、卤化物，在酸性环境中，三者共同作用，起到成膜、缓蚀效果：喷锡前，可在焊盘铜面形成一层薄的有机保护膜，防止喷锡前铜面再次氧化，同时浸锡和回流焊过程中，卤化物可起还原剂作用，减缓金属表面层氧化变色。含量为：烷基苯并咪唑0.1~1%，醋酸铜0.1~0.25%，卤化物0.01~0.05%。

以下通过实施例对本发明做进一步阐述。

实施例1

本实施例的无铅焊料喷锡助焊剂，由如下组份及质量配比组成：

乙酸2%，丁二酸1%，己二酸1%，柠檬酸5%，乙二胺1%，2-戊基苯并咪唑0.1%，醋酸铜0.1%，碘丙酸0.01%，吐温-20为60%，DI水余量。

该无铅焊料喷锡助焊剂的配制方法：

在带有搅拌器的反应釜中，先加入配比量的乙酸和2-戊基苯并咪唑、碘丙酸，搅拌溶解，再于搅拌状况下，按配比量依次加入去离子水、乙二胺、柠檬酸、丁二酸、己二酸、醋酸铜、吐温-20，直至混合均匀，即得所述无铅焊料喷锡助焊剂。

实施例2

按照本实施例的无铅焊料喷锡助焊剂，由如下组份及质量配比组成：

乙酸2%，丁二酸1%，己二酸1%，柠檬酸5%，环己胺1%，2-（4-氯苯甲基）苯并咪唑0.1%，醋酸铜0.1%，溴代水杨酸0.01%，吐温-20为60%，DI水余量。

该无铅焊料喷锡助焊剂的配制方法同实施例1。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不用于对本发明专利范围的限制。对于本领域的技术人员而言，在不脱离本发明构思的前提下，还可以对前述各实施例的技术方案做出修改，或对技术特征进行等同替换，这些都属于本发明的保护范围之内。