[发明专利]一种低固含量无松香无卤助焊剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及助焊剂技术领域，具体涉及一种低固含量无松香无卤助焊剂及其制备方法。

背景技术

助焊剂在PCB行业中应用极广，其品质直接影响电子工业的整个生产过程和产品质量，被焊金属工件表面存在氧化物、灰尘等污垢，阻碍工件基体金属和焊料之间以原子状态相互扩散，因此必须清除氧化物等以使表面清洁露出金属基体，但是被清洁的金属基体表面的原子在大气中又立刻被氧化，在焊接温度下，氧化速度更快，所以在焊接过程中加入助焊剂，用来协助提供没有氧化层的金属表面，并保持这些表面的无氧化物状态，直到焊锡与金属表面完成焊接过程。同时依靠助焊剂的化学作用，与被焊金属表面的氧化物化合，在焊接温度下形成液态化合物，使被焊金属部位表面的金属原子与熔融焊料的原子相互扩散，以达到锡焊连接的目的。在焊接过程中助焊剂还能促进焊锡的流动和扩散，通过减小表面不平度来影响焊锡表面张力在焊锡扩散方向上的平衡。

在印制线路板焊接过程中，至今仍广泛使用松香型助焊剂。通常松香含量为10～30％(Wt％)，为提高助焊性能，有些还需加入不同类型带腐蚀性的活性剂，焊后残留物较多。为保证产品质量均需采用CFC113和1,1,1-三氯乙烷溶剂进行清洗。近年来已发现这两类清洗剂都属臭氧层耗损物质(ODS)，它们的使用给人类生态环境带来严重破坏，必须予以淘汰。因此研制ODS替代物以及开发免清洗焊接技术已刻不容缓。

低固含量助焊剂(LSF)是近几年研制开发的新型免清洗助焊剂，是开发免清洗焊接技术的关键材料，其固含量通常≤5％(Wt％)。它既能满足高密度表面安装技术的需要，又免去了焊后清洗，消除了ODS类溶剂对生态环境的破坏，成为淘汰ODS最有效的替代物。

目前，国外已有数种类型的免清洗助焊剂，但有的含卤素，有的含有松香。含有卤素的免清洗助焊剂，焊后残留物有腐蚀性，残留离子量达不到合格标准，有的还腐蚀设备。欧洲专利公开的无卤素发泡型免清洗助焊剂(EP184825)和美国专利公开的三酸型免清洗助焊剂(US5004509)虽不含卤素，但仍含有松香。松香具有轻微的腐蚀性，并且它的残留会引起吸潮，对机械性能和电性能存在潜在的不良影响。东德专利(DD278530)公开了一种不含卤素、不含松香的免清洗助焊剂，但其固含量＞10％。固含量过高，焊后残留物较多，影响产品外观和长期稳定性。

发明内容

为了克服现有技术中存在的缺点和不足，本发明的目的在于提供一种低固含量无松香无卤助焊剂，该低固含量无松香无卤助焊剂不含卤素，不含松香，可焊性好，焊后残留物少，可免除清洗工艺；焊料在焊接时铺展性好，PCB板透锡性好，焊点饱满光亮，焊后PCB板面无明显残留，无腐蚀，表面绝缘阻抗高，常温下稳定，不吸潮，不分解。

本发明的另一目的在于提供一种低固含量无松香无卤助焊剂的制备方法，该制备方法步骤简单，操作控制方便，质量稳定，生产效率高，生产成本低，可大规模化工业生产。

本发明的目的通过下述技术方案实现：一种低固含量无松香无卤助焊剂，包括如下重量份的原料：

本发明通过采用上述原料，并严格控制各原料的重量配比，制得的低固含量无松香无卤助焊剂不含卤素，不含松香，可焊性好，焊后残留物少，可免除清洗工艺；焊料在焊接时铺展性好，PCB板透锡性好，焊点饱满光亮，焊后PCB板面无明显残留，无腐蚀，表面绝缘阻抗高，常温下稳定，不吸潮，不分解；可以应用于主机板、适配卡及其它要求板面绝佳干净度的产品。

优选的，所述活性剂有机酸和有机胺以重量比0.8-1.2：1组成的混合物。本发明通过采用有机酸和有机胺作为活性剂复配使用，并控制其重量比为0.8-1.2：1，弥补了现有单一活性剂的缺点，制得的助焊剂具有良好的物理稳定性和提高焊料铺展率的性能。

优选的，所述有机酸为乙酸、乙醇酸、羟基乙酸、丁酸、乙二酸、丙二酸、丁二酸、戊二酸、己二酸、葵二酸、衣康酸、反丁烯二酸、苯甲酸、马来海松酸、无水柠檬酸、水杨酸、乳酸、苹果酸、山梨酸、富马酸、硬脂酸、棕榈酸、谷氨酸和赖氨酸中的至少一种。更为优选的，所述有机酸是由无水柠檬酸、苹果酸、马来海松酸、棕榈酸和反丁烯二酸以重量比2-4：1.5-2.5：1：0.8-1.2：0.4-0.8组成的混合物。本发明通过采用上述有机酸，具有足够的助焊活性，焊接效果好，又不含卤素，并且在焊接温度下能够分解、升华或挥发，使印制板板面焊后无残留、无腐蚀。