[发明专利]一种锡铋系无铅锡膏用无卤素助焊剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及焊锡膏技术领域，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。

背景技术

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。

发明内容

针对现有技术中的不足，本发明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。

本发明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。

本发明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：

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。

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；