[发明专利]一种助焊剂用非卤素活性剂

说明书

技术领域

本发明涉及电子工业焊接用的助焊剂，特指助焊剂中的活性成 份，即一种助焊剂用非卤素活性剂。

技术背景

在钎焊过程中，助焊剂是不可或缺的材料，其作用极为重要。而 助焊剂中活性成份是最为关键的部分。助焊剂中活性剂的作用主要是 除去基材表面的氧化膜，使焊接时的表面张力减小，增加焊料和焊盘 金属的润湿性，提高可焊性。

对理想的活性剂要求是：在通常情况下，它们是稳定的，即使跟 基材接触，也不会与其发生任何作用。在使用过程中，活性物质被加 热到一定温度时，开始融化并润湿焊料和焊盘；随着温度的进一步提 高，活性物质开始逐渐释放活性能力；当达到最佳焊接温度时，活性 能力全部被释放。焊接完成后，随着温度的降低，剩余的活性物质又 重回原来的惰性状态。焊接过程中，与氧化膜作用产生的铜、锡等盐 类物质，不影响电气性能；当然，更不能腐蚀基材。

目前的活性剂一般为有机物的无机酸盐、有机酸类物质，或是它 们的混合物。无机酸盐类一般以卤酸盐类使用居多，如盐酸胺类、盐 酸胍类、氢溴酸胺类、氢溴酸胍类等，它们的特点是：有很高的活性。 然而，缺点也是致命的：腐蚀基材、严重影响电气性能。有机酸类活 性剂是目前开发的热点，不断有专利出现。如Pat.US5507882，1996 (Bristol Samuel V Low residue water-based soldering flux and process for soldering with same)、Pat.CN 1209374A，1999(李 圣波.低固含量免清洗助焊剂)、Pat.CN 1398698A，2003(邓和升 等.免清洗液体助焊剂)、Pat.CN1011564805A，2009(雷永平等， 低银SnAgCu无铅焊膏用新型环保型助焊剂)。一般倾向选择有机羧酸， 特别是二元羧酸如丁二酸、戊二酸、己二酸等。它们主要目的是解决 卤素类活性剂中腐蚀问题及由此而产生的电器性能问题。的确，问题 是解决了。遗憾的是，活性却大为降低，根本无法与卤素类相提并论。 折中的方案是：有机酸与卤素联用，在腐蚀性与活性之间找一个平衡， 如Pat.CN101543943A，2009(秦俊虎等，无铅松香芯低卤素免清洗助 焊剂及其制备方法)、Pat.CN101569966A，2009(吴坚等，一种无铅锡 膏及其助焊剂的制备方法)等。这种方案只能应用于性能要求较低的 品种，不能用于对性能有高要求的品种。

发明内容

本发明的目的是提供这样的一种物质：它对金属基材、焊料均没 有腐蚀作用，可是对其所形成的金属氧化物，却有很高的反应活性。 采用它们作活性剂，既有卤素活性剂的高活性，又兼具有机酸低腐蚀 性。

本发明是这样实现的：这种助焊剂用非卤素活性剂是用磺酸与 有机碱作用形成的磺酸盐。在通常情况下，这种盐是非常稳定的，与 焊料、基材及其所形成的金属氧化物不发生任何作用。焊接温度时， 磺酸盐分解出游离的磺酸，释放活性。焊接完成后，随着温度的降低， 余下的磺酸与有机碱又重新结合为惰性磺酸盐。

本发明所述磺酸盐中的磺酸具有如下通式：

其中，R为烷基、苯基或氢原子；X为卤原子、磺酸基、羟基、 氢原子。

上述磺酸可以是烷基磺酸、烷基二磺酸、羟基磺酸、卤代磺酸、 如甲磺酸、乙磺酸、丙磺酸、甲二磺酸、乙二磺酸、丙二磺酸、羟基 乙磺酸、苯磺酸、对甲苯磺酸、氯代甲磺酸等。

上述磺酸优选烷基二磺酸，如甲二磺酸、乙二磺酸、丙二磺酸等。

在上述磺酸中，其中特别优选甲二磺酸，其结构示性式为：

HOSO₂-CH₂-SO₂OH，CAS：503-40-2。

本发明所述磺酸盐，如三乙胺甲二磺酸盐、二苯胍甲二磺酸盐、 二异丁胺甲二磺酸盐、二苯胺甲二磺酸盐、三乙醇胺甲二磺酸盐、N- 甲基咪唑甲二磺酸盐、甲二磺酸吡啶、十二胺甲二磺酸盐、十八胺甲 二磺酸盐、甲二磺酸钾、甲二磺酸钠、甲二磺酸铜、甲二磺酸亚锡等。

本发明所述磺酸盐，在助焊剂中作为活性剂既可独立使用，也可 以和其它种类活性剂联合使用。

本发明所述磺酸盐，在助焊剂中是不可能存在的，除非有意添加。 据此，我们提出：只要离子色谱法能检测到磺酸根，即可判定为使用 本专利。