[发明专利]无卤素水基免洗助焊剂

说明书

技术领域

本发明的产品涉及一种电子材料领域，更具体的是一种无卤素水基免洗助焊剂。

技术背景

目前，在电子DIP行业中使用的焊锡液都采用低沸点的醇类如乙醇、甲醇、异丙醇作溶剂载体，这些醇类属易挥发的有机化合物(VOC)，这些有机物的气体有一定的毒性，散发到空气中会造成污染，依环保要求属逐渐禁用的物质。再者这些醇类都是易燃物质，使用中易引起火灾，给安全生产带来不可避免的隐患。另外有机醇类是重要的化工原料，作为溶剂载体大量的挥发掉是一种浪费，以去离子水代替VOC是焊锡液的发展趋势。

免清洗助焊剂是随电子工业发展及环境保护的需要而产生的一种新型焊剂。它在解决不使用CFC类清洗溶剂减少环境污染方面和解决因细间隙、高密度元器件组装带来的清洗困难和元器件与清洗剂之间的相容问题方面具有重要的意义。从90年代末开始，免清洗助焊剂在电子工业领域里的电子元器件与印制板的焊接生产中广泛应用。但是，随着高密度、轻量化、微型化、高性能化的电子产品应用范围日益扩大，应用环境日益复杂，对产品的可靠性要求越来越高，相应地对于免清洗助焊剂在可靠性方面提出了更高的要求。

发明内容

为了遵守蒙特利尔和各个国家的环境保护法规，科技人员必须早日减小直至消灭CFC的消耗量，并寻求代替的焊接工艺与净洗工艺。对于SMT和FPT组装件而言，免净洗是人们梦寐以求的理想工作方案。如能实现又甚可靠，则在电子组装工艺的程序中可以省却一道工序，从而减少投资，降低工资费用和材料成本。具体来说，其效益表现在：首先，免除环境保护的诸多难题；其次，免净洗焊膏的“无腐蚀”特性，可以最大限度地降低由于残留的焊渣而引起的诸多难题；最后，可以回避诸如元器件与清洗溶剂之间或元器件与清洗用水之间的相容性等诸多难题。

作为免清洗助焊剂必须具备以下几个条件：(1)焊后残留物最少；(2)焊后残留物在温度、湿度下保持惰性且无腐蚀；(3)焊后残留物应有高的绝缘电阻值。

目前市场上常见的免清洗助焊剂虽然固体含量低，配制时将其活性成分的腐蚀性降为最小，但并不能完全排除焊后印制板上留有电介质残留物。因此长时间的潮热条件下工作的电路板，线路间在电场作用下会发生绝缘劣化及腐蚀现象。本发明的目的是针对上免清洗助焊剂存在的不足，提供一种以水溶剂作载体，不含VOC的无卤素水基免洗助焊剂。这种助焊剂不但焊接性能好也可以克服的现有技术的缺点，其使用将更符合环保要求。

本发明是一种无卤素水基免洗助焊剂，其组分及重量百分数含量为：

有机酸类      2.0～3.7％

表面活化剂    0.1～0.5％

酯类润湿剂    1.5～5.0％

醚类助溶剂    2.0～15.0％

抗氧化剂      0.05～1.0％

消泡剂        0.03～0.5％

其余为去离子水。

所述的有机酸类为丙二酸、丁二酸、己二酸、戊二酸、水杨酸、柠檬酸、苹果酸中的二种或多种混合，作为本助焊剂的活化剂。

助焊剂中活化剂的主要作用是在焊接温度下去处焊盘和焊料表面的氧化物，从而提高焊料和焊盘之间的润湿性。目前对于焊剂的研究重点是寻找高活性，低腐蚀性的活化剂。传统的活化剂为氢卤酸的有机胺盐，这对无铅焊料是十分不利的。有机酸酯，酰胺类化合物在常温下性质温和，高温下在催化剂作用下能快速分解成高活性的酸而成为人们研究的重点。

本发明选用的此类活化剂有足够的助焊活性，很好清除氧化物，在焊接温度下能够分解，升华或挥发，使PCB板焊后板面无残留，无腐蚀。

所述的酯类润湿剂为氨基酸酯、乙酸丁脂、丁二酸二甲酯、丁二酸二乙酯、戊二酸二甲酯、己二酸二甲酯、己二酸二己酯中的二种或多种混合。这些酯类在焊接过程中可以起到润湿作用，同时也可以达到清除氧化物效果，在焊接温度下能自由挥发，焊后板面没有残留。

所述的醚类助溶剂为二甘醇单甲醚、二甘醇单丁醚、丙二醇甲醚中的一种或多种混合。影响润湿性的主要因素在于助熔剂的活性程度，所以要改善其润湿性就应该选择合适的助溶剂并控制其用量。对溶剂的选择应该考虑以下的几点：1)沸点，溶剂的沸点应适中，沸点太低，溶剂容易挥发，所配制的焊膏干燥快，使用期短。2)适宜的粘度，一般一元醇的粘度较低，溶剂的粘度低，则所配制的焊剂的粘度也低，而焊膏配用的焊剂需要一定的粘度，以满足焊膏粘性的要求。3)含有极性基团，溶剂中含有-OH亲水基团越多，焊剂的活性越能得到发挥，含有疏水基团R-的分子量越大溶剂的极性越小，焊剂的活性越差。