专利名称：无卤素非松香型低固含量免清洗助焊剂的制作方法
技术领域：
本发明涉及印制线路板波峰焊或浸焊用的免清洗助焊剂。
在印制线路板焊接过程中，至今仍广泛使用松香型助焊剂。通常松香含量为10～30%(Wt%)，为提高助焊性能，有些还需加入不同类型带腐蚀性的活性剂，焊后残留物较多。为保证产品质量均需采用CFC113和1，1，1-三氯乙烷溶剂进行清洗。近年来已发现这两类清洗剂都属臭氧层耗损物质(ODS)，它们的使用给人类生态环境带来严重破坏，必须予以淘汰。因此研制ODS替代物以及开发免清洗焊接技术已刻不容缓。
低固含量助焊剂(LSF)是近几年研制开发的新型免清洗助焊剂，是开发免清洗焊接技术的关键材料，其固含量通常≤5%(Wt%)。它既能满足高密度表面安装技术的需要，又免去了焊后清洗，消除了ODS类溶剂对生态环境的破坏，成为淘汰ODS最有效的替代物。
目前，国外已有数种类型的免清洗助焊剂，但有的含卤素，有的含有松香。含有卤素的免清洗助焊剂，焊后残留物有腐蚀性，残留离子量达不到合格标准，有的还腐蚀设备。欧洲专利公开的无卤素发泡型免清洗助焊剂(EP184825)和美国专利公开的三酸型免清洗助焊剂(US5004509)虽不含卤素，但仍含有松香。松香具有轻微的腐蚀性，并且它的残留会引起吸潮，对机械性能和电性能存在潜在的不良影响。东德专利(DD278530)公开了一种不含卤素、不含松香的免清洗助焊剂，但其固含量＞10%。固含量过高，焊后残留物较多，影响产品外观和长期稳定性。
本发明的目的是选择无卤素、非松香及其它树脂的助焊剂体系，使其既为低固含量又具有优良的助焊性，焊后无残留、无腐蚀性，从而保证印制板焊接后免清洗即可达到清洗后同样的效果，符合美国军标MiL-P-28809对离子净度的要求。
为实现本发明目的，优选了各种活性剂、成膜剂、助溶剂和溶剂。选用脂肪族二元酸、芳香酸或氨基酸作为活性剂，烃、醇或酯类物质作为成膜剂，醚、酯或萜烯类化合物作为助溶剂，醇类物质为溶剂组成本发明的无卤素、非松香型低固含量免清洗助焊剂。
为提高助焊剂的性能，满足不同用途的不同需要，可选择加入缓蚀剂、发泡剂、光亮剂或消光剂等添加剂。
发明选用的脂肪族二元酸、芳香酸或氨基酸，如丁二酸、已二酸、癸二酸、反丁烯二酸、苯甲酸、水杨酸、谷氨酸或赖氨酸。既可选其中一种，亦可选两种的混合物，其用量为助焊剂总重量的0.5～3.0%(重量比，下同)，较好的重量范围为1.5～2.5%。当两种混合时，相对重量比为30～70%。
此类活性剂既有足够的助焊活性，焊接效果好，又不含卤素，并且在焊接温度下能够分解、升华或挥发，使印制板板面焊后无残留、无腐蚀。
发明选用的烃、醇或酯类成膜剂可以是长链烷烃、长链脂肪酸酯、松香酸酯或多元醇。最好选用松香酸甘油脂、硬脂酸甘油脂、甘油、聚乙二醇、凡士林或石蜡。既可选用一种，亦可选其中两种的混合物。其用量一般为总重量的0.1～5%，优选的范围为0.2～2.0%，当两种混合时，相对重量比为20～80%。
成膜剂的作用是使助焊剂溶剂挥发后携带活性剂在印制板上均匀成膜，获得较好的上锡能力，防止焊锡飞溅及上锡不均匀。本发明中由于成膜剂用量小，且在焊接温度下有一定挥发性，焊后残留物极低，不粘手、不腐蚀印制板板面。
本发明采用的醚、酯或萜烯类助溶剂为醋酸酯、溶纤剂或萜烯类化合物，最好选用醋酸乙酯、醋酸丁酯、乙二醇甲醚、乙二醇乙醚、乙二醇丁醚、α-蒎烯、β-蒎烯或松节油。既可选用一种，亦可选其中两种混合。其用量一般为总重量的5～20%，较好为5～15%。当混合使用时，相对重量比为40～60%。
添加助溶剂的目的是提高活性剂、成膜剂和缓蚀剂的溶解性，使之不产生沉积现象，并且增加焊剂的浸润性。
余量为溶剂。本发明选用的溶剂是低级脂肪醇，特别是乙醇和异丙醇，可选其一种或两种混合，混合使用时相对重量比40～60%为最佳。
本发明选用的缓蚀剂可以是含氮杂环化合物，最好是苯并三唑。添加量0～1.0%，它起氧化抑制作用，减少焊剂对印制板的腐蚀性。
本发明选用的发泡剂为非离子型表面活性剂，如咪唑啉或聚乙二醇烷基苯基醚，添加量为0～3.0%，最佳用量0.5～1.5%，这类表面活性剂发泡性好，对PH值无影响，并且不产生任何腐蚀。
本发明低固含量免清洗助焊剂的制备工艺如下常温常压下，在带有搅拌的搪瓷反应釜中先加入助溶剂和部分溶剂，搅拌下加入成膜剂、溶解后加入剩余溶剂和活性剂、缓蚀剂，然后再加入发泡剂。搅拌至固体物全部溶解、物料混合均匀，静置过滤即为产品。
本发明配制的免清洗助焊剂为无色或淡黄色透明液体，固含量低，密度为0.810±0.02g/cm3，扩展率≥80%，助焊效果好，焊点饱满、均匀，焊后免清洗印制板的洁净度已达到美国军标MiL-P-28809的要求。因为免清洗，可彻底消除ODS对生态环境的影响。
本发明制备的无卤素、非松香型低固含量免清洗助焊剂，适用于邮电通信、航空航天、计算机、彩电电调等各种印制板的波峰焊和浸焊生产线，能满足发泡、喷淋等多种涂布方式的工艺要求。
实施例1常温常压下在带搅拌的搪瓷釜内先加入无水乙醇和松节油，搅拌下加入松香酸甘油酯，溶解后加入异丙醇，然后依次加入乙酸乙酯、苯并三唑、己二酸和丁二酸，待全部溶解后再加入聚乙二醇壬基苯基醚，混合均匀，静置，过滤即得淡黄色透明助焊剂。
物料总加量为50kg，各组份配比如下(重量比)己二酸0.8%丁二酸0.8%松香酸甘油酯0.2%苯并三唑0.1%松节油5.0%乙酸乙酯2.0%OP-101.0%无水乙醇45.1%异丙醇45.0%该助焊剂密度(23℃)为0.805g/cm3，扩展率82%，助焊性良好，Omega 600型离子净度仪测定残留离子量为1.5μg NaCl/cm2，达到美国军标MiL-P-28809的要求，已成功地用于邮电通信和航空航天领域印制板的焊接。
实施例2搪瓷釜内先加入无水乙醇和α-蒎烯、乙二醇乙醚，搅拌下加入硬脂酸甘油脂，溶解后加入异丙醇，依次加入苯并三唑和丁二酸，溶解完全，混合均匀，静置、过滤即得无色透明液体。
物料总重量为50kg，各组份重量比如下丁二酸1.8%苯并三唑0.1%硬脂酸甘油脂0.2%α-蒎烯8.0%乙二醇乙醚2.0%无水乙醇45.0%异丙醇42.9%该助焊剂密度为0.808g/cm3(23℃)，扩展率84%，助焊性好，Omega 600型离子净度仪测定残留离子量为1.4μgNaCl/cm2，因无发泡剂，适用于喷啉型涂布方式。
实施例3基本操作与实施例1和2同。配制量10kg，各组份重量比如下己二酸1.4%水杨酸0.5%聚乙二醇3.0%乙二醇丁醚5.0%苯并三唑0.1%OP-101.0%无水乙醇89.0%该助焊剂密度为0.806g/cm3(23℃)，扩展率85%，助焊性好，Omega 600型离子净度仪测定残留离子量为2.0μgNaCl/cm2，适用于浸焊和手工焊接。
实施例4基本操作与实施例1和2相同。
配制总量为10kg，各组份重量比如下丁二酸1.5%谷氨酸0.5%甘油4.0%聚乙二醇1.0%乙二醇丁醚5.0%OP-101.0%乙醇45.0%异丙醇42.0%该助焊剂密度为0.810g/cm3(23℃)，扩展率84%，助焊性良好。Omega 600型离子净度仪测定其残留离子量为2.1μgNaCl/cm2，该助焊剂为免清洗助焊剂，也可作为水溶性助焊剂，易于水清洗。
权利要求
1.一种低固含量、无卤素、非松香型免清洗助焊剂，其特征在于由0.5～3.0%(重量比，下同)的有机酸类活性剂，0.1～5%的烃、酯或醇类成膜剂，5～20%的醚、酯或萜烯类助溶剂，余量为醇类溶剂组成，其中A.有机酸类活性剂为脂肪族二元酸、芳香酸或氨基酸，特别是丁二酸，己二酸、癸二酸、反丁烯二酸、苯甲酸、水杨酸、谷氨酸或赖氨酸，可选其一种或两种的混合物，混合酸的相对重量比为30～70%；B.烃、醇或酯类成膜剂为长链脂肪烃、长链脂肪酸酯、松香酸酯或多元醇，特别是松香酸甘油酯、硬脂酸甘油脂、甘油、聚乙二醇、凡士林或石蜡，可选其一种或两种的混合物，混合物的相对重量比为20～80%；C.醚、酯或萜烯类助溶剂是醋酸酯、溶纤剂或萜烯类化合物，特别是醋酸乙酯、醋酸丁酯、乙二醇甲醚、乙二醇乙醚、乙二醇丁醚、α-蒎烯、β-蒎烯或松节油，可任选一种或两种的混合物，混合物的相对重量比为40～60%。D.醇类溶剂为低级脂肪醇，特别是乙醇或异丙醇，可任选一种或两种混合，混合溶剂的相对重量比为40～60%。
2.根据权利要求1所述的助焊剂，其特征在于由1.5～2.5%的有机酸类活性剂，0.2～2.0%的烃、醇、酯类成膜剂，5～15%的醚、酯或萜烯类助溶剂，余量为醇类溶剂组成。
3.根据权利要求1和2所述的助焊剂，其特征在于添加含氮杂环化合物为缓蚀剂，如苯并三唑，添加量为0～1.0%。
4.根据权利要求1和2所述的助焊剂，其特征在于添加非离子型表面活性剂作为发泡剂，特别是咪唑啉或聚乙二醇烷基苯基醚中的任意一种，添加量为0～3.0%。
全文摘要
本发明为印制板波峰焊或浸焊用免清洗助焊剂，特别是采用了低固含量、无卤素、非松香体系，即由有机酸类活性剂、烃、醇或酯类成膜剂、醚、酯或萜烯类助溶剂及醇类溶剂组成，其可焊性好，焊点饱满、均匀，焊后印制板具有高的绝缘电阻，无腐蚀性，离子残留量极低，不需清洗即可达到美国军标MiL-P-28809对离子净度的要求。适用于邮电通信、航空航天、计算机和彩电电调等各种印制板的波峰焊或浸焊生产线，可满足发泡、喷淋等多种涂布方式。
文档编号B23K35/363GK1110205SQ9411170
公开日1995年10月18日 申请日期1994年4月6日 优先权日1994年4月6日
发明者薛树满, 周瑞山, 苏松, 肖珅 申请人:化学工业部晨光化工研究院成都分院