本发明专利技术提供一种锡铋系无铅锡膏用无卤素助焊剂及其制备方法。所述助焊剂由20~47%松香、8~20%增粘剂、0.5~12%抗氧化剂、4~15%有机酸、0.2~3%乙基己基异辛酸、6~14%有机胺、0.5~8%表面活性剂、4~10%触变剂和余量溶剂组成。本发明专利技术的助焊剂通过优化选择助焊剂的活性体系，使得发明专利技术的助焊剂与锡铋系无铅锡粉配置的锡膏不仅不含有任何的氟、氯、溴、碘和砹卤素元素，而且在钎焊中表现良好的可焊性，钎焊后焊点饱满光亮、不产生黑色氧化物、表面绝缘电阻高，特别适用于钎焊温度要求较低的电子元器件的装配焊接。
【技术实现步骤摘要】
一种锡铋系无铅锡膏用无卤素助焊剂及其制备方法
本专利技术涉及焊锡膏
，特别是涉及到一种锡铋系无铅锡膏用无卤素助焊剂及其制备方法。
技术介绍
随着电子工业的迅猛发展，作为电子元器件和电路板连接材料的无铅锡膏得到广泛的应用。目前，市场上的主流无铅锡膏合金成分主要是Sn-3.0Ag-0.5Cu(简写SAC305)，其熔点在217℃以上，相应的回流焊接温度也高达240℃以上，然而在一些对温度比较敏感或者抗热冲击性能较差的低温焊接领域(如LED灯饰行业和散热器等)，其焊接温度不能过高，因此SAC305无铅锡膏已经无法满足低温焊接要求。因此，熔点较低的锡铋系无铅锡膏成为了低温焊接领域的首选材料。然而，锡铋锡膏中的铋在钎焊过程中很容易发生氧化形成黑色氧化物，该黑色氧化物既影响焊点的外观，同时降低焊点的表面绝缘电阻，甚至恶化焊点的力学性能。目前业界主要使用具有高活性的有机卤化物(如二甲胺盐酸盐、环己胺盐酸盐、二溴丁烯二醇)来去除还原钎焊过程中形成的黑色氧化物，如中国专利CN102069323B公开的一种通孔涂布作业的中温锡合金焊锡膏，采用了二溴丁烯二醇；中国专利CN104416298A公开的一种无卤无铅低温锡膏助焊剂，使用了活性超强的氟化氢铵作为活性剂。然而，虽然该类高活性的有机卤化物能够有效去除黑色氧化物、辅助焊料迅速爬锡，但是大量使用的有机卤化物在钎焊过程中如果来不及分解和挥发而残留在焊点中，这将对焊点的力学性能和电气性能带来潜在的不良影响，比如对焊点及基板产生腐蚀、降低表面绝缘电阻和造成短路等。因此，非常有必要对目前使用的锡铋系无铅锡膏用助焊剂进行配方改进。专利
技术实现思路
针对现有技术中的不足，本专利技术的目的是克服现有技术的不足，提供一种低成本、低熔点、无卤素、焊点光亮饱满的锡铋系无铅锡膏。这种锡铋系无铅锡膏与主流SAC305相比，不仅成本低、熔点低、对热敏电子及抗热冲击性能差的电子元器件热损伤小，而且不含有任何氟、氯、溴、碘和砹卤素元素，对焊点腐蚀性小，更为重要的是钎焊过程中无黑色氧化物生成，焊点光亮饱满。本专利技术还提供了一种锡铋系无铅锡膏用无卤素助焊剂的制备方法。本专利技术的目的是通过下列技术方案实现的：一种锡铋系无铅锡膏用无卤素助焊剂，其由下述重量百分比的成分组成：其余为溶剂。进一步优化地，所述的松香为全氢化松香、水白松香、无色松香、685松香、610松香和604松香中的一种或几种的组合物。进一步优化地，所述的增粘剂为P-105树脂、聚丁烯、聚异丁烯一种或几种组合。进一步优化地，所述的抗氧化剂为咪唑、2-乙基咪唑和2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚中一种或几种的组合物。进一步优化地，所述的有机酸为丙二酸、丁二酸、戊二酸、己二酸、癸二酸、苯甲酸、邻苯二甲酸、对苯二酸和NA酸酐中的一种或几种的组合物。进一步优化地，所述的有机胺为乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、二乙烯三胺、三乙烯四胺和羟乙基乙二胺的一种或几种的组合物。进一步优化地，所述的表面活性剂为磷酸单异辛脂、苯基缩水甘油醚和聚氧乙烯甘油醚中的一种或几种的组合物。进一步优化地，所述的触变剂为改性氢化蓖麻油和亚乙基硬脂酸酰胺的组合物；进一步优化地，所述的溶剂为乙基辛二醇、乙基己二醇、甲基戊二醇、四乙二醇二甲醚、二乙二醇单己醚和三乙基卡必醇醚的一种或几种的组合物。所述的一种锡铋系无铅锡膏用无卤素助焊剂的制备方法，包括如下步骤：(1)按所述重量百分比称取上述各组分备用；(2)把有机酸、乙基己基异辛酸和有机胺放入反应容器中，加热至100～120℃，搅拌20～30分钟，使原料充分反应，制备成PH＝6-7的酸铵盐A；(3)在另一反应容器中加入松香、增粘剂、抗氧化剂和溶剂，加热至140～180℃，搅拌15～20分钟，使其混合均匀；(4)将上述步骤(3)得到的混合物降温至100～120℃，随后加入上述步骤(2)制备的酸铵盐A和表面活性剂，搅拌15～20分钟，使其混合均匀；(5)将上述步骤(4)得到的混合物继续降温至50～80℃，加入触变剂，随后利用高速乳化机高速乳化10～20分钟并搅拌均匀；(6)上述步骤(5)制备的混合物冷却至室温，静置24小时后即得到一种锡铋系无铅锡膏用无卤素助焊剂。本专利技术主要针对现有锡铋系无铅锡膏使用含大量卤素原料和钎焊后产生黑色氧化及表面绝缘电阻较低而研发，本专利技术采用有机酸、乙基己基异辛酸(液体酸)和有机胺先进行中和反应制备出PH为6～7的中性产物酸铵盐，该酸铵盐在存储过程中不腐蚀锡粉，不引起粘度随时间的变化，同时在钎焊过程中将再次分解生产有机酸、乙基己基异辛酸和有机胺，大大增强了助焊剂的活性，有效去除铋的黑色氧化物；使用的松香能够在整个钎焊过程中覆盖在焊点表面，阻止铋的再氧化，防止焊点发黑；使用的P-105树脂和聚丁烯能够降低松香残留物的颜色，使焊点边缘的残留物清澈透明；使用的咪唑和2-乙基咪唑能够在钎焊过程用优选于铋与大气中的氧发生反应，阻止铋元素的反应。本专利技术技术与己有技术相比具有如下优点和技术效果：a)助焊剂配方体系不含有任何氟、氯、溴、碘和砹卤素元素，对焊点腐蚀性小，表面绝缘电阻高；b)钎焊过后焊点不生成黑色氧化物，焊点饱满光亮；c)锡铋锡膏的熔点才138℃，故其钎焊温度仅在180℃左右，对电子元器件热损伤小，与主流SAC305相比，不含有贵金属银，成本低，焊后力学强度高。具体实施方式下面结合具体的实施例对本专利技术的实施做进一步的详细说明，但本专利技术的实施和保护不限于此。实施例1助焊剂原料：全氢化松香20g、P-105树脂20g、咪唑0.5g、丙二酸4g、乙基己基异辛酸3g、乙醇胺3g、二乙醇胺3g、磷酸单异辛脂8g、改性氢化蓖麻油4g、乙基辛二醇34.5g；制备方法：将丙二酸4g、乙基己基异辛酸3g、乙醇胺3g和二乙醇胺3g放入到反应容器中，加热至100℃，搅拌20分钟，使其充分反应，制备成酸铵盐；在另一反应容器中加入全氢化松香20g、P-105树脂20g、咪唑0.5g和乙基辛二醇34.5g，加热至140℃，搅拌15分钟，使其混合均匀；然后将混合液降温至100℃，加入上述酸铵盐和磷酸单异辛脂8g，搅拌15分钟，混合均匀；继续降温至50℃，加入改性氢化蓖麻油4g，利用高速乳化机高速乳化10分钟；最后制备得到的混合物冷却至室温，静置24小时后即得到一种锡铋系无铅锡膏用无卤素助焊剂。实施例2助焊剂原料：水白松香20g、无色松香10g、P-105树脂4g、聚丁烯4g、2-乙基咪唑6g、2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚6g、丁二酸5g、戊二酸5g、乙基己基异辛酸0.2g、三乙醇胺8g、苯基缩水甘油醚0.2g、聚氧乙烯甘油醚0.3g、亚乙基硬脂酸酰胺10g、乙基己二醇10g和甲基戊二醇11.3g；制备方法：将丁二酸5g、戊二酸5g、乙基己基异辛酸0.2g、三乙醇胺8g放入到反应容器中，加热至120℃，搅拌30分钟，使其充分反应，制备成酸铵盐；在另一反应容器中加入水白松香20g、无色松香10g、P-105树脂4g、聚丁烯4g、2-乙基咪唑6g和2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚6g、乙基己二醇10g和甲基戊二醇11.3g，加热至180℃，搅拌20分钟，使其混合均匀；然后将混合液降温至120℃，加入上述酸铵盐、苯基缩水甘油醚0.2g和聚氧乙烯甘油醚0.3g，搅拌20分本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种锡铋系无铅锡膏用无卤素助焊剂，其特征在于，其由下述重量百分比的成分组成：松香 20~47%增粘剂 8~20%抗氧化剂 0.5~12%有机酸 4~15%乙基己基异辛酸 0.2~3%有机胺 6~14%表面活性剂 0.5~8%触变剂 4~10%；其余为溶剂。
【技术特征摘要】
1.一种锡铋系无铅锡膏用无卤素助焊剂，其特征在于，其由下述重量百分比的成分组成：松香20~47%增粘剂8~20%抗氧化剂0.5~12%有机酸4~15%乙基己基异辛酸0.2~3%有机胺6~14%表面活性剂0.5~8%触变剂4~10%；其余为溶剂。2.根据权利要求1所述的锡铋系无铅锡膏用无卤素助焊剂，其特征在于，所述的松香为全氢化松香、水白松香、无色松香、685松香、610松香和604松香中的一种或几种的组合物。3.根据权利要求1所述的锡铋系无铅锡膏用无卤素助焊剂，其特征在于，所述的增粘剂为P-105树脂、聚丁烯、聚异丁烯一种或几种组合。4.根据权利要求1所述的锡铋系无铅锡膏用无卤素助焊剂，其特征在于，所述的抗氧化剂为咪唑、2-乙基咪唑和2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚中一种或几种的组合物。5.根据权利要求1所述的锡铋系无铅锡膏用无卤素助焊剂，其特征在于，所述的有机酸为丙二酸、丁二酸、戊二酸、己二酸、癸二酸、苯甲酸、邻苯二甲酸、对苯二酸和NA酸酐中的一种或几种的组合物。6.根据权利要求1所述的锡铋系无铅锡膏用无卤素助焊剂，其特征在于，所述的有机胺为乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、二乙烯三胺、三乙烯四胺和羟乙基乙二胺的一种或几种的组合物。7.根据权利要求1所述的锡铋系无铅锡膏用无卤素助焊剂，其特征在于，所述的表面活性...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘家党，肖德成，肖德华，肖大为，肖涵飞，肖健，肖雪，邓忠庆，邱海波，
申请(专利权)人：深圳市同方电子新材料有限公司，深圳市同方新源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。