專利名稱：：一種焊接組合物的制作方法一種焊接組合物本發(fā)明涉及一種焊接組合物，主要用于調配焊錫膏，也可用于其他助焊用途，例如BGA植球和返修。該組合物是由松香、溶劑、活性劑、觸變劑等加熱混合而成的膏狀組合物，與球形錫基合金粉通過真空攪拌混合形成電子行業(yè)表面貼裝用的焊錫膏，在焊接時可以形成合金性連接。通過球形錫基合金粉和焊接組合物而制備的焊錫膏已經廣泛地用于將電子器件焊接到印刷線路板上。焊接組合物包括作為主要成份的松香或松香改性樹脂、沸點為200-30(TC的高沸點溶劑、用于提高焊接活性的活性劑(例如胺或有機酸)、觸變劑及腐蝕抑制劑等。且是通過下列方法制備的將各種材料按一定的次序按比例稱好后用加熱及高剪切分散乳化設備將其溶解，并將該組合物冷卻成膏狀形式。焊錫膏的回流焊接已經廣泛地用于將電子器件封裝到印刷電路板上。具體方法是將焊錫膏通過印刷的方式涂抹到印刷線路板的焊盤上，安放電子元器件，然后用回流焊設備加熱熔化焊錫膏并冷卻，完成機械和電氣的可靠連接。在這種情況下，在清除印刷線路板焊盤表面和電子元器件兩側焊端上的氧化物并促進其與焊料潤濕的焊接組合物是不可缺少的。當單獨使用松香型樹脂時，助焊活性是較低，且不能充分地完成焊接作業(yè)。因此，需加入例如有機囟化物、氫卣酸鹽、有機酸、胺等活性劑。在焊接以后，由于焊接組合物殘留在焊點周圍，在印刷線路板上形成殘留物，且很多情況下該殘留物特別是其中有機卣化物、氫面酸鹽生成的卣素離子會造成線路板的腐蝕、遷移及表面絕緣電阻降低。為了去除殘留物，一4殳是用三氯乙烷替代品或有機溶劑清洗焊接后的印刷線路板。但是，由于三氯乙烷和揮發(fā)性有機化合物(VOC)對環(huán)境造成不利影響，目前所述清洗劑受限。不僅如此，電子行業(yè)還將進一步限制含卣素化合物在焊錫膏中的使用從而保證更高的可靠性。本發(fā)明的一個目的是提供一種用于焊錫膏的焊接組合物，其不添加任何含卣素的材料，與用于焊錫膏的傳統焊接組合物相比不會使可焊性變壞，并且焊接后形成的殘留物不含卣素離子，擁有更高的^^面絕緣電阻，不會有腐蝕和遷移的發(fā)生。實施本發(fā)明的最佳方式本發(fā)明的焊接組合物的特征在于使用了精制淺色松香的氨基酸改性衍生物與精制改性松香配合作為基礎材料。松香的氨基酸改性衍生物優(yōu)選于以下物質中的一種或多種氫化松香酰甘氨酸、氫化松香酰谷氨酸、氫化松香酰肌氨酸、氫化松香酰亮氨酸、氫化松香酰丙氨酸、氫化松香酰蘇氨酸、氫化松香酰蛋氨酸、氫化松香酰脯氨酸。傳統上，焊錫膏用焊接組合物使用的松香樹脂包括天然松香、歧化松香、聚合松香、氫化松香等。這些松香的氨基酸衍生物有多種用途，首先是部分代替?zhèn)鹘y的松香樹脂作為基礎材料使用；其次，改性后的松香衍生物酸值是原來的兩倍，其焊接活性大大增強，有力彌補了由于不添加卣素造成的活性不足；三是改性后的松香衍生物可以作為很好的表面活性劑，大大提高了焊接的潤濕性和焊后焊點的光亮度。這些+>香改性衍生物優(yōu)選5-50質量％加入到焊接組合物中。本發(fā)明的焊接組合物的特征在于含有特定活化劑組合。用于悍錫膏的坪接組合物要求在冷藏貯存和室溫放置時其活性低，達到粘度穩(wěn)定的目的，而進入回流爐進行焊接時需表現出極強的活性。通常的焊接組合物使用有機卣化物來達到這個目的。本發(fā)明不使用任何有機卣化物，使用特定活化劑組合?；罨瘎┙M合優(yōu)選一種鹽(一種有機酸與胺類化合物合成的鹽)和另一種胺類化合物組成。特點是焊接組合物添加該活化劑組合制成的焊錫膏在水箱冷藏或室溫印刷時不體現活性，還取得相當好的緩蝕效果，存放壽命長，而當焊錫膏進入回流焊爐進行回流時，在預熱溫度15(TC左右，該組合物中的鹽化合物(該鹽化合物常溫穩(wěn)定，而在150。C左右時，強烈分解)分解出有機酸，分解出的有機酸與另一種胺形成高效的活化劑，去除焊料粉末表面的氧化物，改善潤濕性，實現無卣素的可靠焊接。該活化劑組合，避免了室溫下高活性材料的使用，從而解決了高活性與粘度穩(wěn)定性的矛盾。所述的活化劑組合中的鹽類化合物優(yōu)選于丙二酸異丁醇胺鹽、丁二酸異丁醇胺鹽、己二酸異丁醇胺鹽、癸二酸異丁醇胺鹽、辛二醇異丁醇胺鹽中的一種或多種，添加量優(yōu)選為2-6質量％;其中胺類化合物優(yōu)選于三乙醇胺、三異丙醇胺、二異丙醇胺、二乙醇胺、乙醇胺中的一種或多種，添加量優(yōu)選為2-5質量％。。本發(fā)明的焊接組合物可以另外含有溶劑、觸變劑、腐蝕抑制劑、抗氧化劑和表面活性劑等添加劑。本發(fā)明的焊接組合物可以使用沸點為200-300。C的溶劑，具體地說，醇類、醚類、酯類，中級或高級二醇類和芳香族溶劑，這些溶劑可以單純或以兩種或多種物質的混合物使用。具體例子包括節(jié)醇、丁醇，乙基溶纖劑，丁基溶纖劑，丁基節(jié)必醇，二甘醇單丁基醚，二甘醇單苯基醚，二甘醇乙基醚，丙二醇單苯基醚、二甘醇單乙基醚、二甘醇單-2-乙基乙基醚、鄰苯二曱酸而辛酯、二曱苯、2-曱基-l，3-己二醇、2-乙基-1,3-己二醇和它們的混合物。為了調節(jié)粘度并改進印刷性而添加的觸變劑為氫化蓖麻油和酰胺化合物。這些觸變劑可以單獨使用或兩種或多種物質混合使用。觸變劑優(yōu)選以1-20質量%的量添加，基于焊接組合物的總量計。本發(fā)明的焊接組合物可以添加作為抗腐蝕劑的緩蝕劑。這些緩蝕劑的實例包括1,2,3-苯駢三氮唑、苯駢咪唑和曱基苯駢三氮唑。這種緩獨劑優(yōu)選以0.05-10質量％的量添加，基于焊接組合物的總量計。本發(fā)明的焊接組合物優(yōu)選含有抗氧化劑。用作合成樹脂類或類似材料的典型抗氧化劑和可以溶解在溶劑中的抗氧化劑可以用作以上抗氧化劑。實例包括酚類化合物、磷酸酯化合物、含硫化合物、生育酚及其衍生物、抗壞血酸及其衍生物，這些抗氧化劑可以單獨使用或結合使用。優(yōu)選0.01-10質量％的量添加，基于焊接組合物的總量計。當本發(fā)明的焊接組合物與錫基球形合金粉混合時，可以獲得焊錫膏。這些錫基合金粉可以是通過離心或超聲霧化工藝霧化并篩分而得。錫基球形合金粉的顆粒大小與常規(guī)所用的相同，通常為25-45|am、20-38jum或更細。對所選用的焊料合金也沒有特別限制，可以使用傳統的Sn63Pb37、Sn62Pb36Ag2合金，也可以使用新型的無鉛合金，例如SnAgCu、SnAg、SnBi、SnBiCu、SnBiAg、SnBiCuSb等。這些焊料合金還可包括一個或多個Bi、In、Ag、Ni、Co、Mo、Fe、P、Ge或類似物。對在這些焊錫膏中的焊接組合物的含量沒有特別限制，且優(yōu)選為8-14質量％,以焊錫膏的總量計。接下來參考實施例和比較例詳細地解釋本發(fā)明，但它們不應認為限制本發(fā)明。以下借助實施例和對比例來詳細描述本發(fā)明。實施本發(fā)明的方式不限于實施例l,而是舉例說明該焊接組合物的生產方法。焊接組合物的生產將精制改性松香加入潔凈不銹鋼容器中。在實施例1中，加入氫化松香酰谷氨酸，然后再加入溶劑丁基卡必醇、抗氧化劑2，6-二叔丁基-對曱基苯酚、緩蝕劑1，2,3-苯駢三氮唑，對比例2中還加入二溴丁二酸，放置于加熱設備上加熱到150。C并溶解。停止加熱，冷卻到40-45°C,4姿照表1所示依次稱入作為觸變劑的氫化蓖麻油及硬脂酰胺、作為活性劑的三乙醇胺等剩余組分，用高剪切分散乳化設備高速分散攪拌升溫至73-75°C，這時各組分已充分溶解，立即冷卻混合物。表1<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>將焊接組合物與錫基球形合金粉在抽真空調節(jié)下充分攪拌混合產生焊錫膏，按照下列試驗方法對由實施例1和對比例1-3獲得的焊錫膏進行試驗。試驗方法1)焊料球試驗焊料球測試是測試焊錫膏回流后，在未潤濕的底板上出現的焊料'J、球的情況。測試方法依照IPC-TM-650的2.4.43。通過使用具有四個孔(直徑6.5mm)的金屬模板(厚度0.2mm)用印刷方式將焊錫膏施涂于氧化鋁實驗板上，從而制備試驗樣品。樣品在150。C下干燥1分鐘，然后加熱到高于焊料熔點3(TC,從而熔化焊^K在熔化焊料之后的5秒鐘內，以水平:f又向fl出樣品，并以水平取向放置，直到焊料在氧化鋁實驗板上凝固為止。隨后，在放大鏡(x20)下觀測凝固后焊料的一般外觀，以及在放大鏡(x50)下觀測焊料微粒在焊料顆粒周圍的形成。按照在IPC-TM-650的2.4.43中所述的標準(表2所示)根據焊料球數量來評價各樣品。在此試驗中，實施例1、對比例2、對比例3獲得的焊錫膏顯示出l級的結果，對比例1顯示出3級的結果。換句話說，氫化松香酰谷氨酸的使用減少了焊料小球，改善了焊接性能。表2焊料球試驗<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>3每個焊錫膏點熔化后，分別形成單一的焊料球，任一焊料球的旁邊包圍著獨立的小焊球的數量多于3個，但這些小焊球沿尚未形成半連續(xù)的暈圈。4每個焊錫膏點熔化后，分別形成單一的焊料球，任一焊料球的旁邊有大量小焊料球，且形成半連續(xù)的暈圏；2)潤濕性測試潤濕性測試是測試焊錫膏潤濕銅表面的能力。測試方法依照IPC-TM-650的2.4.45。通過使用具有四個孔(直徑6.5mm)的金屬模板(厚度0.2mm)用印刷方式將各焊錫膏施涂于干凈的銅片試樣上，從而制備試驗樣品。這些樣品各自在150。C下干燥1分鐘，然后加熱到高于焊料熔點30°C,/人而熔化焊料。在熔化焊料之后的5秒鐘內，以水平取向取出樣品，并以水平耳又向放置，直到焊料凝固為止。隨后，在》欠大鏡(x20)下觀測凝固后焊料，按照在IPC-TM-650的2.4.43中所述的標準(表3所示)來評價各樣品。在此試驗中，實施例1、對比例2、對比例3獲得的焊錫膏顯示出2級的結果，對比例1顯示出3級的結果。換句話說，氬化松香酰谷氨酸的使用改善潤濕性能，采用添加己二酸異丁醇胺鹽和三乙醇胺這一活性劑組合的焊接性能是合格的表3潤濕性試驗<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>3)銅鏡測試銅鏡測試依照IPC-TM-650的2.3.32。測試目的是測試焊接組合物的腐蝕性。銅鏡上測試點與銅面發(fā)生的微弱反應或局部的銅膜厚度減少，不認為測試失敗。將一塊干凈的測試銅鏡放在水平桌面上，膜面向上并放置灰塵、贓物落在上面。將焊錫膏在上述沒被擦花的銅鏡上涂抹成一個大約直徑8mm、高度0.5mm的圓。同時將標準助焊劑滴在焊錫膏圓點附近。將上述測試片水平放在無塵的23土2。C和濕度50士5。C的環(huán)境中。24士0.5小時后，取出放在IPA中清洗。在此試驗中，實施例1、對比例1、對比例3獲得的焊錫膏未出現腐蝕現象，而對比例2出現局部的銅膜厚度減薄。換句話說，使用己二酸、三乙醇胺、己二酸異丁醇胺鹽等不含卣素的活化劑有效遏制了腐蝕的發(fā)生。4)表面絕纟彖阻抗表面絕緣阻抗測試依照IPC-TM-650的2.6.3.3。該測試用來測試印上助焊劑之后的線路板在高溫、高濕條件下的電絕緣性。測試板依照IPC-B-24要求，每塊板上有四個梳狀線路有16mils的線和20mils線間距。測試樣板用軟毛刷蘸取去離子水刷洗至少30秒，直至刷干凈。先用去離子水漂洗，再用IPA清洗。三塊板都印刷上同一種焊錫膏并回流。如板中線路有橋接則將此板丟棄。用IPC-B-24要求的標準松香型助焊劑將特氟龍絕緣線焊接在連接點上，并用兩塊干凈的棵板來做對比試驗。將測試板垂直放在氣流平行板面通過的恒溫箱內。溫、濕度分別穩(wěn)定在85士2。C和20。/。，放置3個小時后，然后濕度在至少15分鐘的時間內提高到85±2%。在給所有測試板加45-50V直流電壓前，將烘箱穩(wěn)定至少一個小時。分別在24、96、168小時加IOOV直流電壓進行測試，每次測量完畢，再交換電極l分鐘。測試結果要求表面絕緣電阻SIR》1080。表面絕緣電阻測試結果列于表4。表4表面絕緣電阻測試結果<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>從表4中可以看出，實施例1、對比例1、對比例3的SIR>109,比對比例2的SIR高，說明不使用卣素材料的表面絕緣電阻好，可靠性更高。5)存放壽命將攪拌好的焊錫膏置于室溫，以確定存放壽命，所述存放壽命為焊錫膏保持印刷或分配能力的周期，其作為評估焊錫膏粘度變化速度的一個指標。試驗結果表明實施例1、對比例1的存放壽命大于12周，對比例2的存放壽命為4周，對比例3的存放壽命為2周。換句話說，直接添加己二酸及三乙醇胺作為活性劑其焊接效果好但存放壽命短，而采用添加己二酸異丁醇胺鹽和三乙醇胺這一活性劑組合能同時滿足焊接效果和存放壽命，其存放壽命優(yōu)于添加含囟素活性劑。盡管關于優(yōu)選的實施方案已對本發(fā)明進行了具體的描述，這些實施方案僅僅是解釋而不是限制本發(fā)明。本領域的技術人員可以理解，在未脫離權利要求中所闡述的本發(fā)明的范圍的條件下，可以對上述實施方案進行各種修改。權利要求1.一種膏狀焊接化合物，其特征在于使用了至少一種淺色松香的氨基酸改性組合衍生物。2.依據權利要求1的焊接組合物，其中所述淺色松香的氨基酸改性衍生物優(yōu)選于以下物質中的一種或多種氫化松香酰甘氨酸、氫化松香酰谷氨酸、氫化松香酰肌氨酸、氫化松香酰亮氨酸、氫化松香酰丙氨酸、氫化松香酰蘇氨酸、氫化松香酰蛋氨酸、氫化松香酰脯氨酸。淺色松香的氨基酸改性書f生物添加量優(yōu)選為5-50質量％。3.—種膏狀焊接組合物，其特征在于不使用卣素材料作為活化劑，使用了特定的活化劑組合。所述的活化劑組合由一種鹽類化合物與一種胺類活化劑組成，其中鹽類化合物優(yōu)選于丙二酸異丁醇胺鹽、丁二酸異丁醇胺鹽、己二酸異丁醇胺鹽、癸二酸異丁醇胺鹽、辛二酸異丁醇胺鹽中的一種或多種；其中胺類化合物優(yōu)選于三乙醇胺、三異丙醇胺、二異丙醇胺、二乙醇胺、乙醇胺中的一種或多種。4.依據權利要求1或3的焊接組合物，包含溶劑、觸變劑、腐蝕抑制劑、抗氧化劑和表面活性劑。全文摘要本發(fā)明公開了一種膏狀焊接組合物。此組合物主要用于調配電子表面組裝用的焊錫膏，不含有鹵素，具有良好的焊接性能。由于不使用鹵素材料，無腐蝕，表面絕緣電阻高，可靠性好。膏狀焊接組合物特征之一是使用了淺色松香的氨基酸改性衍生物；另一特征是使用一種由鹽類化合物和胺類化合物組成活化劑組合物。文檔編號B23K35/362GK101347877SQ200710305998公開日2009年1月21日申請日期2007年12月25日優(yōu)先權日2007年12月25日發(fā)明者孫洪日,羅禮偉申請人:廈門市及時雨焊料有限公司