软钎焊助焊剂制造技术

本发明专利技术公开了一种软钎焊助焊剂，由以下重量份数的原料制成：有机溶剂81-98、有机羧酸活性剂0.2-10、表面活性剂0.1-1.0、有机醛酸化合物0.1-2.0；所述有机醛酸化合物的沸点为100℃-280℃、熔点为150℃-400℃。本发明专利技术提供一种可焊性好、固含量低、无卤素、无腐蚀、表面绝缘电阻高，具有高清洁度的软钎焊助焊剂。

【技术实现步骤摘要】
软钎焊助焊剂
本专利技术属于电子电工焊接材料领域，涉及一种用于电子组件焊接的软钎焊助焊 剂。
技术介绍
焊接技术在电子工业中的应用非常广泛，在电子产品制造过程中，几乎各种焊接 方法都要用到，常用的焊接多采用软钎焊，而软钎焊中，使用最普遍的、最有代表性的是锡 焊。软钎焊是将电子焊件和熔点比焊件低的焊料共同加热到锡焊温度，在焊件不熔化的情 况下，焊料熔化并通过助焊剂的作用浸润焊接面，依靠二者金属原子之间的扩散形成新的 合金组成，完成焊件的连接。在整个焊接过程中，助焊剂中的活性剂等物质对焊接起到了至 关重要的作用，助焊剂中的活性剂能够迅速地去除及清理焊盘和元件管脚等金属焊件的氧 化物，并且还能保护被焊材质在焊接完成之前不再被氧化，使焊料能够很好地与被焊接材 质结合并形成牢固的焊点。活性剂的活性是指与焊点表面氧化物起化学反应的能力，它反 映了助焊剂清洁金属表面和增强焊料润湿性的能力。活性剂的作用机理是通过电负性的 化学基团，如卤素离子基团、羧基、氨基、羟基等，将钎料和被焊金属表面的氧化物转化成卤 素盐或有机金属盐，使其与金属表面分离开来，从而达到清洁金属表面及增强金属表面润 湿能力的作用。近几十年来，一般多使用松香型助焊剂对电路板的电子组件进行锡焊。松香型助 焊剂由松香酸、含齒化合物的活性剂、表面活性添加剂和有机溶剂组成，这类助焊剂虽然可 焊性好、成本低，但焊后残留物多，且残留物含有卤素离子，卤素离子会逐步引起电路板的 电气绝缘性能下降和短路等问题，对应的解决方法是对电路板上的助焊剂残留物进行清 洗。这样做不但会增加生产成本、降低生产效率,而且清洗松香型助焊剂残留的清洗剂主要 是含氟、氯取代基的烃类化合物，此类物质对大气臭氧层有严重的破坏作用，属于必须限期 禁止生产及使用的范围。针对以上问题，目前焊剂的改进包括以下两种方式一是通过降低助焊剂的固体 含量来减少焊后残留物；二是通过采用低活性的有机酸替代或部分代替齒素活性剂来提高 电气绝缘性能。助焊剂使用低活性的有机酸，如一元羧酸、二元羧酸等，在不加入卤素的情况下， 有机酸活性较低，无法满足一些焊接的要求，如果需要提高焊接活性，一般只能通过以下两 种方法(I)提高有机酸的固体含量，即，提高有机酸的浓度，促进与金属氧化物的化学反 应，但是会造成焊后残留物增多；(2)通过加入一定含量的卤素化合物，提高与金属氧化物 的反应活性，但是会降低电气绝缘性能。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题在于，针对目前含卤素类助焊剂焊后需清洗、电气绝缘 性能差的问题，以及有机酸类活性剂焊接活性不足、提高固含量导致焊后残留多的问题，提供一种可焊性好、固含量低、无卤素、无腐蚀、表面绝缘电阻高，具有高清洁度的软钎焊助焊 剂。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是一种软钎焊助焊剂，由以下重量份 数的原料制成有机溶剂81-98、有机羧酸活性剂O. 2-10、表面活性剂O. 1-1. O、有机醛酸化 合物O. 1-2. O ;所述有机醛酸化合物的熔点为100°C _280°C、沸点为150°C _400°C。所述软钎助焊剂中，还包括助溶润湿剂O. 5-8重量份数。所述软钎焊助焊剂中，所述的有机醛酸化合物是以下三种有机化合物中的至少一 种苯甲醛羧酸、2，4-二甲基-5-醛基-吡咯-3-羧酸和D-葡糖醛酸。其中苯甲醛羧酸包 括对位、邻位、间位的苯甲醛羧酸。所述软钎焊助焊剂中，所述的有机溶剂为C1 C5的一元醇。所述软钎焊助焊剂中，所述C1-C5的一元醇为甲醇、乙醇、异丙醇中的至少一种。所述软钎焊助焊剂中，所述助溶润湿剂为C2 C3的二元醇、C4 C8的醚醇和C4 C8的酯中的至少一种。所述软钎焊助焊剂中，所述C2 C3的二元醇为乙二醇或丙二醇；所述C4 C8的醚 醇为乙二醇单丁醚、二乙二醇单丁醚、乙二醇苯醚、丙二醇单甲醚或二丙二醇单甲醚；所述 C4 C8的酯为丁二酸二甲酯、戊二酸二甲酯、己二酸二甲酯、乙酸乙酯、乙酸丁酯或或DBE。所述软钎焊助焊剂中，所述有机羧酸活性剂为一元羧酸、二元羧酸或羟基羧酸；选 择所述一元羧酸时，所述一元羧酸的重量份数为O. 2-10,选择所述二元羧酸时,所述二元羧 酸的重量份数为O. 5-4，选择所述羟基羧酸时，所述羟基羧酸的重量份数为O. 2-2. O。所述软钎焊助焊剂中，所述一元羧酸优选为苯甲酸、月桂酸、棕榈酸、硬脂酸、松香 酸、氢化松香酸中的至少一种；所述二元羧酸为丁二酸、戊二酸、己二酸、辛二酸、葵二酸、联 二丙酸、二聚松香酸中的至少一种；所述羟基羧酸为苹果酸、柠檬酸、邻羟基苯甲酸中的至 少一种。所述软钎焊助焊剂中，所述表面活性剂优选为非离子表面活性剂或阴离子表面活 性剂。所述软钎焊助焊剂中，所述非离子表面活性剂优选为辛基酚聚氧乙烯醚、脂肪醇 聚氧乙烯醚、聚乙二醇、dynol 604或surfynol 104炔二醇类阴离子表面活性剂中的至少 一种；所述阴离子表面活性剂为丁二酸二辛酯磺酸钠。由于无卤助焊剂的改进需要更多无卤活性剂，才能达到含卤素类助焊剂的相同活 性功效。同时，还需加入除活性剂以外的其他组分，例如，控制活性剂流变性的化学组分、用 于降低活性剂残留物酸性的化学组成等，以便电气绝缘性能SIR和电迁移测试合格。这些 增加的其他组分会影响在线电路测试，也使电路板看起来不美观。为了获得焊接性能更好 的无卤焊剂，同时保证焊后在电路板上的残留物又非常少，需要活性比常规有机酸更高的 添加剂，在用量更少的情况下，进一步提高对金属氧化物的去除能力，提高焊接活性，从而 解决活性与有机酸固态含量、卤素活性剂和电气绝缘性能的矛盾，因此，对助焊剂的改进是 一个整体方案，需要多种组分的协同作用，本专利技术中的各个组分正是通过相互的协同增效 作用，使得新改进的助焊剂具有可焊性好、固含量低、无卤素、无腐蚀、表面绝缘电阻高，同 时具有高清洁度。具体讲，本专利技术通过一种含还原性醛基的有机羧酸活性剂，在不使用卤素类活性剂和有机酸固态含量较低的情况下，保证焊剂的焊接活性，提高了表面绝缘电阻和焊后清洁度。有机酸去除氧化膜的过程是通过化学反应使金属氧化物转变成为有机酸盐来完成的。其反应通式为2RC00H+Me0— (RCOO) 2Me+H2O 有机酸一般具有中等程度的去氧化膜能力，其作用相对卤素材料缓慢，且对温度敏感。有机酸焊后仍保留羧基，在空气中水汽的作用下可以电离出氢离子，具有一定的腐蚀性，提高环境温度和湿度都会加快这种腐蚀作用，某些情况下需要焊后清洗。有机醛酸化合物中的醛基具有还原性，从化合价的角度来算的话，其中碳氧双键上的碳的化合价是负数的，从理论上提供了被氧化到高价态的可能性。醛基可以在一定温度下，还原金属氧化物， 自身被氧化成羧酸，进一步作为有机酸起到去除氧化膜的作用。RCHO+MeO — RC00H+Me I在钎焊中，新生成的金属单质，相对于金属有机酸盐，更有利于在金属界面之间形成焊接合金。所以醛基化合物使焊点更快更牢固地形成；并且，在氧化膜去除完全后，未使用的醛基化合物保留下来，其酸性要比有机酸小，腐蚀性会更小。实现了本专利技术助焊剂可焊性好、固含量低、无卤素、无腐蚀、表面绝缘电阻高，同时具有高清洁度的特性。具体实施方式为了对本专利技术的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现详细说明本专利技术本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种软钎焊助焊剂，其特征在于，包括以下重量份数的原料：有机溶剂81?98、有机羧酸活性剂0.2?10、表面活性剂0.1?1.0、有机醛酸化合物0.1?2.0；所述有机醛酸化合物的熔点为100℃?280℃、沸点为150℃?400℃。

【技术特征摘要】
1.一种软钎焊助焊剂，其特征在于，包括以下重量份数的原料有机溶剂81-98、有机羧酸活性剂O. 2-10、表面活性剂O. 1-1. O、有机醛酸化合物O. 1-2. O ;所述有机醛酸化合物的熔点为 IOO0C _280°C、沸点为 150。。-400。。。2.如权利要求1所述的软钎焊助焊剂，其特征在于，所述软钎助焊剂还包括助溶润湿剂O. 5-8重量份数。3.如权利要求1或2所述的软钎焊助焊剂，其特征在于，所述的有机醛酸化合物是以下三种有机化合物中的至少一种苯甲醛羧酸、2，4- 二甲基-5-醛基-吡咯-3-羧酸和D-葡糖醛酸。4.如权利要求1或2所述的软钎焊助焊剂，其特征在于，所述的有机溶剂为C1I5的一元醇。5.如权利要求1或2所述的软钎焊助焊剂，其特征在于，所述助溶润湿剂为CfC3的二元醇、c4 c8的醚醇和c4 c8的酯中的至少一种。6.如权利要求5所述的软钎焊助焊剂，其特征在于，所述CfC3的二元醇为乙二醇或丙二醇；所述C^c8的醚醇为乙二醇单丁醚、二乙二醇单丁醚、乙二醇苯醚、丙二醇单甲醚或二丙二醇单甲醚；所述C^C8的酯为丁二酸二甲酯、戊二酸二...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴树文，符瑄，杜学晓，
申请(专利权)人：深圳市美克科技有限公司，
类型：发明
国别省市：