一种无卤高活性低飞溅焊锡丝助焊剂及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种无卤高活性低飞溅焊锡丝用助焊剂及制备方法。按照质量百分比计，原料组成为：2-10％醇类或醇醚类高沸点溶剂，0.08-1.5％高活性碘酸盐，2-10％复配二元有机酸，0.5-5％无卤活性增强剂，2-15％粘度调节剂，0.04-0.2％高效表面活性剂，余量为改性松香及松香衍生物。其制备方法是将复配松香及粘度调节剂加入到容器内加热并搅拌至完全熔化，加入有机酸、新型高活性碘酸盐、高效表面活性剂和高沸点有机溶剂，继续搅拌，制成助焊剂。本发明专利技术所述制备的焊锡丝用无卤助焊剂，不添加卤素化合物，焊接时易上锡，飞溅少，气味低，焊点光亮、饱满，对健康和环境无害，保证了电子产品的焊后可靠性效果。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开了一种无卤高活性低飞溅焊锡丝用助焊剂及制备方法。按照质量百分比计，原料组成为：2-10％醇类或醇醚类高沸点溶剂，0.08-1.5％高活性碘酸盐，2-10％复配二元有机酸，0.5-5％无卤活性增强剂，2-15％粘度调节剂，0.04-0.2％高效表面活性剂，余量为改性松香及松香衍生物。其制备方法是将复配松香及粘度调节剂加入到容器内加热并搅拌至完全熔化，加入有机酸、新型高活性碘酸盐、高效表面活性剂和高沸点有机溶剂，继续搅拌，制成助焊剂。本专利技术所述制备的焊锡丝用无卤助焊剂，不添加卤素化合物，焊接时易上锡，飞溅少，气味低，焊点光亮、饱满，对健康和环境无害，保证了电子产品的焊后可靠性效果。【专利说明】
本专利技术涉及一种焊锡丝助焊剂，特别是涉及一种新型无卤高活性低飞溅焊锡丝助焊剂及其制备方法，是无铅焊锡丝的无卤新型助焊剂，用于电子、电气产品的软钎焊。
技术介绍
近年来由于人类环保意识的日益增强和禁铅法令的相继出台，电子封装软钎焊钎料已从传统的含铅焊料合金逐渐过渡到无铅钎料，其中Sn-Cu系和Sn-Ag-Cu系钎料在业界被公认为较好的并已商业化的无铅钎料，具有高熔点、易氧化等特点。而现用锡丝助焊剂基本是沿用原有的助焊剂体系。传统的焊锡丝使用的活性剂主要是含卤素类物质，因其焊接效果佳及稳定，因而被广泛使用。如中国专利技术专利CN100591462C “无铅软钎焊料丝用助焊剂及制备方法”中采用环己胺氢溴酸盐、二溴乙胺氢溴酸盐等卤素化合物；中国专利技术专利CN101269448B “免清洗无铅焊料助焊剂”中采用5-氯代水杨酸、溴代十六烷基吡啶、二溴丁烯二醇及二溴丁二酸。这类卤素化合物虽具有很强去除氧化膜的能力，但其具有较强腐蚀性，如果助焊剂中卤素类物质使用量不加限制，导致焊后卤素残留度高，在电子产品的封装尺寸不断缩小，元器件引脚间距亦不断趋小的情况下，线路板表面的卤素残留物能在电场环境中发生定向移动，造成表面绝缘电阻降低而引发元器件引脚间短路，终易引起元器件失效。另外，多数卤化物属环境荷尔蒙物质，对人类免疫系统、内分泌系统具有毒害作用，严重危害到了人体健康和生态环境，因此国际上的一些组织已经颁布了一些法规来限制卤化物的使用。目前工业界中“无卤化”要求仅对卤族元素中的Br和Cl两种元素使用量限定，要求印刷电路板(PCB)中Br的总量不得超过900ppm, Cl元素总量不得超过900ppm, Br和Cl两种元素总量不得超过1500ppm ;碘元素不在“无卤”控制的要求中，含有一定的碘元素，也属于无卤。 因此，寻找新型无卤环保型高效活性剂用以替代传统的二乙胺盐酸盐、环己胺盐酸盐和环己胺氢溴酸盐等含卤素活性剂已是未来“无卤化”的趋势。如中国专利技术专利CN102248317A公开了一种无卤素无铅焊锡丝，使用戊二酸、乙二胺一种或组合作为助焊剂活性成分，但因此有机酸作用温和且活性不高，远远未能跟卤素盐的高活性相媲美，因此该专利技术助焊剂活性不足；中国专利技术专利CN102166692A公开了一种无卤素助焊剂，使用5-20%有机酸、2.5-10%羟氨基羧酸、2-10%乙醇酸替代卤素盐作为无卤助焊剂的活性成分，虽活性有所提高，但有机酸使用量增多会导致焊接时飞溅变大，焊后残留物增多；中国专利技术专利CN101062536A公开了无铅焊锡用无卤素免清洗助焊剂，使用1.5-3.5%有机酸类活化剂搭配2.0-5.0%有机胺类及其衍生物，有机酸和有机胺混合会发生中和反应，生成中和产物，这种中和产物是不稳定的，在焊接温度下会迅速分解，重新生成有机酸和有机胺，但活性会消耗，焊接速度偏慢，制备出的助焊剂可焊性不高。
技术实现思路
本专利技术的目的正是针对上述焊锡丝用助焊剂无卤产品活性不足、飞溅大等问题，提供一种无铅焊锡丝用的新型无卤高活性低飞溅助焊剂及其制备方法，从而可保证无卤助焊剂的可焊性，能够满足现代电子工业对锡丝助焊剂的综合要求。 一种无卤高活性低飞溅焊锡丝助焊剂，按质量百分比计，原料组成为: 高沸点醇类或醇醚类溶剂2-10% 高活性碘酸盐0.08-1.5% 复配二元有机羧酸2-10% 无卤活性增强剂0.5-5% 粘度调节剂2-15% 高效表面活性剂0.04-0.2% 复配改性松香余量 原料各组分之和为100% 所述的新型高活性碘酸盐为深圳宏硕实业有限公司提供的高活性碘酸盐D2 ； 所述的复配二元有机羧酸为至少含有六个碳原子的有机酸的两种或两种以上复配； 所述的无卤活性增强剂为酮基羟酸ST-400或酮基羟酸ST-200 ； 所述的粘度调节剂为氢化松香醇、氢化松香甲基酯、季戊四醇四苯甲酸酯、12-羟基硬脂酸甲酯和氧化聚乙烯蜡的一种或多种； 所述的高效表面活性剂为FSN-100、FC-4430、FS-3100和FS0-100的一种或多种； 所述的改性松香为水白松香、伊士曼全氢化松香AX-E、巴西松香、125松香、150松香、聚合松香115和685松香和亚克力松香的两种或两种以上的组合。 为进一步实现本专利技术目的，优选地，所述复配二元有机羧酸为己二酸、辛二酸、癸二酸、十二酸、十四酸、十六酸、硬脂酸、二十四酸中两种或两种以上的组合。 所述的高沸点醇类或醇醚类溶剂为2-乙基-1，3-己二醇、四氢糠醇、二丙二醇二甲醚、三乙二醇丁醚、乙二醇乙醚、二乙二醇单丁醚、二乙二醇单己醚的一种或多种。 所述的无卤高活性低飞溅焊锡丝助焊剂的制备方法，包括如下步骤: (I)将原料配方中改性松香及粘度调节剂混合后加热并搅拌至完全熔化； (2)加入复配二元有机羧酸、无卤活性增强剂、高活性碘酸盐、的高效表面活性剂和高沸点醇类或醇醚类溶剂； (3)继续搅拌至全部组分完全溶解，制成无卤高活性低飞溅焊锡丝助焊剂。 优选地，所述的继续搅拌的时间为20-30分钟。 优选地，所述的加热并搅拌至完全熔化的温度控制在130°C -150°C。 本专利技术的一种无卤低飞溅焊锡丝具有以下方面的特点和有益效果: (I)按照欧盟REACH指令对无卤的标准(Br ( 900ppm ；C1 ( 900ppm ；Br+Cl ( 1500ppm),本专利技术配方中不使用含卤化合物,实现无卤化,对健康和环境无公害。焊接过程中上锡速度快，气味小，手工焊接试验时飞溅少，扩展率达80 %以上，对Sn-Cu系和Sn-Ag-Cu系无铅钎料有较佳的助焊效果； (2)本专利技术采用额新型高效活性剂碘酸盐D2 (深圳宏硕实业有限公司网页有具体的介绍)活性很好，添加少量即可起到传统卤素盐如环己胺氢溴酸盐起到的效果，助焊效果极佳，且不引起额外的飞溅。目前的无卤方法主要是增加有机酸含量来提高活性，但残留量增加也有可能会引发电子迁移问题等，而同等量的有机羧酸的活性无法与卤素盐相提并论。因此，寻找一种无卤又能满足高活性低腐蚀性的活性剂成为亟待解决的关键问题。该高活性无齒盐在非焊接条件下，化学性质很稳定，对焊盘与焊料金属无腐蚀性；在焊接过程中迅速分解出游离的1-，释放活性，具有很强去除氧化物的能力，降低表面张力，改变表面物化平衡条件，使焊料与被焊金属相互润湿，能增强助焊能力，焊后分子低残留，具有低腐蚀性。本专利技术使用的新型高活性无卤盐弥补了其他无卤盐及羧酸活化剂活性本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种无卤高活性低飞溅焊锡丝助焊剂，其特征在于：按质量百分比计，原料组成为：所述的新型高活性碘酸盐为深圳宏硕实业有限公司提供的高活性碘酸盐D2；所述的复配二元有机羧酸为至少含有六个碳原子的有机酸的两种或两种以上复配；所述的无卤活性增强剂为酮基羟酸ST‑400或酮基羟酸ST‑200；所述的粘度调节剂为氢化松香醇、氢化松香甲基酯、季戊四醇四苯甲酸酯、12‑羟基硬脂酸甲酯和氧化聚乙烯蜡的一种或多种；所述的高效表面活性剂为FSN‑100、FC‑4430、FS‑3100和FSO‑100的一种或多种；所述的改性松香为水白松香、伊士曼全氢化松香AX‑E、巴西松香、125松香、150松香、聚合松香115和685松香和亚克力松香的两种或两种以上的组合。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：黄永灿，邓延，程江，陆雁，杜昆，
申请(专利权)人：华南理工大学，广州汉源新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44