[发明专利]一种含复配表面活性剂低VOC免清洗助焊剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种含复配表面活性剂低VOC免清洗助焊剂及其制备方法，适用于印刷电路板(PCB)焊接面上无铅焊料专用的一种无卤素、低易挥发性有机物(VOC)、低固体含量、可成膜的含复配表面活性剂的水基免清洗助焊剂。

背景技术

随着绿色化学的发展，无铅焊料专用的水基免清洗助焊剂，在未来电子工业中具有重要的应用价值。Sn-0.7Cu和Sn-3.0Ag-0.5Cu是目前电子封装较常使用的两种无铅焊料。Sn-0.7Cu焊料价格便宜、延伸性和蠕变强度高、电阻低、慢冷时焊接处表面的孔洞较少，是良好的循环型制品，可用于波峰焊、浸渍焊。Sn-3.0Ag-0.5Cu焊料具有较高的剪切强度、韧性以及高温稳定，熔融温度范围大，热疲劳性好，能满足各种形状的需要，可用于波峰焊、浸渍焊和手工焊。随着无铅焊接技术的发展，与其配套使用的免清洗助焊剂，成为国内外研究的热点。但目前表面组装技术（SMT）产业应用的免清洗助焊剂大多是存在安全隐患、且易造成环境污染的溶剂型免清洗助焊剂。发展“绿色”焊剂，用去离子水代替易挥发的有机化合物(volatile organic compounds, VOC)作为助焊剂溶剂载体，开发性能优良的水基免清洗助焊剂，不但能克服溶剂型免清洗助焊剂的缺点，而且能适应无铅焊料焊接工艺，是当今微电子封装材料领域的研究方向之一。

有研究表明乙二醇对助焊剂体系润湿性能影响较大，且能与水互溶；异丙醇在体系中既能作为助溶剂，又可作为细菌抑制剂，抑制细菌生长繁殖；乙二醇丁醚具有防白作用，能与水互溶；所以本发明优选三者作为助溶剂。水的表面张力大使助焊剂润湿性能差，两种或两种以上表面活性剂互相混合时，其溶液的性质有别于单独的表面活性剂，它们之间因分子相互作用产生增效作用，能更有效的降低水的表面张力，提高助焊剂的润湿性能。

发明内容

本发明筛选出多种阴离子和非离子表面活性剂，制得阴离子/非离子、阴离子/阴离子表面活性剂或非离子/非离子表面活性剂复配体系，并利用复配体系之间的协同效应，有效降低焊接体系的表面张力、提高助焊剂的润湿性。制备出适用于印刷电路板（PCB）焊接面上无铅焊料专用低固体含量、无卤素、低易挥发性有机物、可成膜的水基型免清洗助焊剂。

本发明提供的一种含复配表面活性剂低VOC免清洗助焊剂，其组分按质量百分含量为：

复配活化剂：1%～2.5%，

复配助溶剂：3%，

成膜剂聚乙烯吡咯烷酮(K30)或聚乙烯醇(分子量1750±50)：0.1%～0.5%、或成膜剂丙三醇：0.5～1%，

复配表面活性剂：0.1%～0.5%，

缓蚀剂苯并三氮唑：0.01%～0.1%，

溶剂：自蒸去离子水   余量。

所述的复配活化剂为①丁二酸、戊二酸、衣康酸或己二酸与苹果酸复配，其质量百分含量比为1:1；②丁二酸、戊二酸与苹果酸复配，戊二酸、衣康酸与苹果酸复配，其质量百分含量比为1:1:1；③丁二酸和苹果酸、戊二酸和苹果酸、衣康酸和苹果酸、己二酸和苹果酸，分别与三乙醇胺或三异丙醇胺复配，其质量百分含量比为10:10:1。

所述的复配助溶剂为乙二醇丁醚、乙二醇和异丙醇，其质量百分含量比为1:1:1。

所述的复配表面活性剂是由阴离子与非离子、非离子与非离子或阴离子与阴离子表面活性剂复配组成，上述阴离子表面活性剂是CO-436、Hostapal BVConc、ANPEO₁₀-P₂或LA300SB；非离子表面活性剂是LCN-407、Dynol 604、CO-977、CO-630、FT900、WF-21D、PEG-400或PEG-600，其复配的质量百分含量比为1:1。

本发明还提供一种含复配表面活性剂低VOC免清洗助焊剂的制备方法，其方法如下：

方法一：含聚乙烯吡咯烷酮或丙三醇成膜剂的助焊剂制备：在反应容器中依次加入复配活化剂、溶剂、复配助溶剂、成膜剂、缓蚀剂和复配表面活性剂，加完各组分后在室温下搅拌至完全溶解，待混合液混合均匀后过滤得到助焊剂。

方法二：含聚乙烯醇成膜剂的助焊剂制备：在反应容器中依次加入复配活化剂、溶剂、复配助溶剂、成膜剂、缓蚀剂和复配表面活性剂，加完各组分后在85～95℃搅拌至完全溶解，待混合液混合均匀后过滤得到助焊剂。

 

本发明所述的含复配表面活性剂低VOC免清洗助焊剂的组分来源如下：