無鹵素助焊劑及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及助焊劑，具體地，涉及一種無鹵素助焊劑及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 焊接技術(shù)在工業(yè)中的應(yīng)用非常廣泛，特別在電子產(chǎn)品制造過程中，幾乎各種焊接 方法都要用到，常用的焊接多采用軟釬焊，而軟釬焊中，使用最普遍的、最有代表性的是錫 焊。軟釬焊是將電子焊件和熔點(diǎn)比焊件低的焊料共同加熱到錫焊溫度，在焊件不熔化的情 況下，焊料熔化并通過助焊劑的作用浸潤焊接面，依靠二者金屬原子之間的擴(kuò)散形成新的 合金組成，完成焊件的連接。在整個焊接過程中，助焊劑中的活性物質(zhì)對焊接起到了至關(guān)重 要的作用，助焊劑中的活性物質(zhì)能夠迅速地去除及清理焊盤和元件管腳等金屬焊件的氧化 物，并且還能保護(hù)被焊材質(zhì)在焊接完成之前不再被氧化，使焊料能夠很好地與被焊接材質(zhì) 結(jié)合并形成牢固的焊點(diǎn)?；钚晕镔|(zhì)的活性是指與焊點(diǎn)表面氧化物起化學(xué)反應(yīng)的能力，它反 映了助焊劑清潔金屬表面和增強(qiáng)焊料潤濕性的能力?；钚晕镔|(zhì)的作用機(jī)理是：通過電負(fù)性 的化學(xué)基團(tuán)，如鹵素離子基團(tuán)、羧基、氨基、羥基等，將釬料和被焊金屬表面的氧化物轉(zhuǎn)化成 鹵素鹽或有機(jī)金屬鹽，使其與金屬表面分離開來，從而達(dá)到清潔金屬表面及增強(qiáng)金屬表面 潤濕能力的作用。
[0003] Sn-Ag-Cu系焊料的熔點(diǎn)相對較低（217-221°C)，具有相當(dāng)好的物理和力學(xué)性能， 可焊性也較好，是最有可能替代Sn-Pb合金的無鉛焊料。因此，在電子行業(yè)中使用該無鉛焊 料來代替Sn-Pb焊料，實(shí)現(xiàn)封裝材料的無鉛化，成為電子行業(yè)的一大發(fā)展趨勢。但在研宄和 使用過程中發(fā)現(xiàn)，與傳統(tǒng)的Sn-Pb焊料相比，Sn-Ag-Cu系無鉛焊料潤濕性差，易氧化，且熔 點(diǎn)高。熔點(diǎn)的升高意味著焊接溫度必須提高，一方面易造成板面元件的損壞，另一方面導(dǎo)致 助焊劑中表面活性劑的揮發(fā)，引起焊劑性能失效，起不到良好的活化和保護(hù)作用。面對無鉛 焊料使用面臨的問題，開發(fā)和研宄無鉛焊料專用的助焊劑以保證無鉛焊料的潤濕性能是本 領(lǐng)域急需解決的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的是提供一種無鹵素助焊劑及其制備方法，該無鹵素助焊劑能夠提高 Sn-Ag-Cu系無鉛焊料的潤濕性且對環(huán)境友好，另外該助焊劑的制備方法步驟簡單、原料易 得。
[0005] 為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種無鹵素助焊劑，包含有機(jī)酸、非離子表面活 性劑、硅烷、脂肪酸、烷基鈕、二烷基棚、氧化餓和松香。
[0006] 本發(fā)明還提供了一種無鹵素助焊劑的制備方法，包括將有機(jī)酸、非離子表面活性 劑、硅烷、脂肪酸、烷基鋰、三烷基硼、氧化鋨和松香混合制得無鹵素助焊劑。
[0007] 通過上述技術(shù)方案，本發(fā)明通過利用提供的無鹵素助焊劑通過有機(jī)酸、非離子表 面活性劑、硅烷、脂肪酸、烷基鋰、三烷基硼、氧化鋨和松香的協(xié)同作用使得制得的無鹵素助 焊劑對于無鉛焊料具有優(yōu)異的濕潤性，進(jìn)而有利于提高無鉛焊料的在工業(yè)生產(chǎn)中得以廣泛 應(yīng)用。
[0008] 本發(fā)明的其他特征和優(yōu)點(diǎn)將在隨后的【具體實(shí)施方式】部分予以詳細(xì)說明。
【具體實(shí)施方式】
[0009] 以下對本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】進(jìn)行詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解的是，此處所描述的具體 實(shí)施方式僅用于說明和解釋本發(fā)明，并不用于限制本發(fā)明。
[0010] 本發(fā)明提供了一種無鹵素助焊劑，包含有機(jī)酸、非離子表面活性劑、硅烷、脂肪酸、 烷基鈕、二烷基棚、氧化餓和松香。
[0011] 在上述無鹵素助焊劑中，各組分的具體含量可以在寬的范圍內(nèi)選擇，但是為了進(jìn) 一步提高無鹵素助焊劑的濕潤能力，優(yōu)選地，相對于10重量份的松香，有機(jī)酸的含量為 15-20重量份，非尚子表面活性劑的含量為7-13重量份，硅烷的含量為5-9重量份，脂肪酸 的含量為11-17重量份，烷基鋰的含量為1-3重量份，三烷基硼的含量為2-6重量份，氧化 鋨的含量為〇. 01-0. 05重量份。
[0012] 在本發(fā)明中，有機(jī)酸的具體種類可以在寬的范圍內(nèi)選擇，但是為了進(jìn)一步提高無 鹵素助焊劑的濕潤能力，優(yōu)選地，有機(jī)酸選自苯甲酸、辛酸、鄰苯二甲酸、蘋果酸、丁二酸、檸 檬酸、己二酸和葵二酸中的一種或多種。
[0013] 在本發(fā)明中，硅烷的具體種類可以在寬的范圍內(nèi)選擇，但是為了進(jìn)一步提高無鹵 素助焊劑的濕潤能力，優(yōu)選地，硅烷為甲硅烷、乙硅烷和丙硅烷中的一種或多種。
[0014] 在本發(fā)明中，脂肪酸的具體種類可以在寬的范圍內(nèi)選擇，但是為了進(jìn)一步提高無 鹵素助焊劑的濕潤能力，優(yōu)選地，脂肪酸為亞麻油、花生油酸、月桂酸和蓖麻油酸中的一種 或多種。
[0015] 在本發(fā)明中，非離子表面活性劑的具體種類可以在寬的范圍內(nèi)選擇，但是為了進(jìn) 一步提高無鹵素助焊劑的濕潤能力，優(yōu)選地，非離子表面活性劑為辛基酚聚氧乙烯醚、壬基 酚聚氧乙烯醚、脂肪醇聚氧乙烯醚和聚乙二醇中的一種或多種。
[0016] 在本發(fā)明中，烷基鋰的具體種類可以在寬的范圍內(nèi)選擇，但是為了進(jìn)一步提高無 鹵素助焊劑的濕潤能力，優(yōu)選地，烷基鋰為甲基鋰、乙基鋰和丙基鋰中的一種或多種。
[0017] 在本發(fā)明中，三烷基硼的具體種類可以在寬的范圍內(nèi)選擇，但是為了進(jìn)一步提高 無鹵素助焊劑的濕潤能力，優(yōu)選地，三烷基硼選自三甲基硼、三乙基硼和三丙基硼中的一種 或多種。
[0018] 本發(fā)明還提供了一種無鹵素助焊劑的制備方法，包括將有機(jī)酸、非離子表面活性 劑、硅烷、脂肪酸、烷基鋰、三烷基硼、氧化鋨和松香混合制得無鹵素助焊劑。
[0019] 在上述制備方法中，各物料的用量可以在寬的范圍內(nèi)選擇，但是為了使得制得的 無鹵素助焊劑具有更為優(yōu)異的濕潤能力，優(yōu)選地，相對于10重量份的松香，有機(jī)酸的用量 為15-20重量份，非離子表面活性劑的用量為7-13重量份，硅烷的用量為5-9重量份，脂肪 酸的用量為11 _17重量份，烷基鋰的用量為1_3重量份，三烷基硼的用量為2-6重量份，氧 化鋨的用量為0. 01-0. 05重量份。
[0020] 在本發(fā)明的制備方法中，有機(jī)酸的具體種類可以在寬的范圍內(nèi)選擇，但是為了使 得制得的無鹵素助焊劑具有更優(yōu)異的濕潤能力，優(yōu)選地，有機(jī)酸選自苯甲酸、辛酸、鄰苯二 甲酸、蘋果酸、丁二酸、檸檬酸、己二酸和葵二酸中的一種或多種。
[0021] 在本發(fā)明的制備方法中，硅烷的具體種類可以在寬的范圍內(nèi)選擇，但是為了使得 制得的無鹵素助焊劑具有更優(yōu)異的濕潤能力，優(yōu)選地，硅烷為甲硅烷、乙硅烷和丙硅烷中的 一種或多種。
[0022] 在本發(fā)明的制備方法中，脂肪酸的具體種類可以在寬的范圍內(nèi)選擇，但是為了使 得制得的無鹵素助焊劑具有更優(yōu)異的濕潤能力，優(yōu)選地，脂肪酸為亞麻油、花生油酸、月桂 酸和蓖麻油酸中的一種或多種。
[0023] 在本發(fā)明的制備方法中，非離子表面活性劑的具體種類可以在寬的范圍內(nèi)選擇， 但是為了使得制得的無鹵素助焊劑具有更優(yōu)異的濕潤能力，優(yōu)選地，非離子表面活性劑為 辛基酚聚氧乙烯醚、壬基酚聚氧乙烯醚、脂肪醇聚氧乙烯醚和聚乙二醇中的一種或多種。
[0024] 在本發(fā)明的制備方法中，烷基鋰的具體種類可以在寬的范圍內(nèi)選擇，但是為了使 得制得的無鹵素助焊劑具有更優(yōu)異的濕潤能力，優(yōu)選地，烷基鋰為甲基鋰、乙基鋰和丙基鋰 中的一種或多種。
[0025] 在本發(fā)明的制備方法中，三烷基硼的具體種類可以在寬的范圍內(nèi)選擇，但是為了 使得制得的無鹵素助