[发明专利]一种无铅锡膏用无卤助焊剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种无铅锡膏用无卤助焊剂，特别是用于锡-银-铜系无铅锡膏的无卤助焊剂，属电子、电气产品的软钎焊材料领域。

本发明还涉及该无卤助焊剂的制备方法。

背景技术

随着电子产品朝着微型化、轻量化和多功能化方向发展，封装技术则向高密度、窄间距和焊点微小化等方向发展；相应地，具有诸多优点的表面组装技术（SMT）已成为电子封装领域应用的主流技术和工艺。作为SMT主要连接材料的助焊剂和锡膏成为了研究界和产业界关注的热点，其性能的好坏直接影响着焊接的质量，直接决定着电子产品的质量以及可靠性和使用寿命。

锡膏用助焊剂通常由松香、活性剂、触变剂、溶剂和其它添加剂所组成，其不同的成分发挥着不同的作用，各成分又是一个相互影响的整体。在助焊剂体系中，起关键作用的是活性剂成分，多由有机酸、有机胺、卤酸盐和表面活性剂组成，起到在一定的焊接温度下发挥活性，与无铅锡合金粉和焊盘表面的金属氧化物发生反应进而去除氧化膜，最终形成良好的焊点而实现元器件及线路之间机械和电气互连的作用。传统的助焊剂中活性物质一般是有机胺的卤酸盐等活性剂，例如二乙胺盐酸盐、二-溴乙胺氢溴酸盐、L-谷氨酸盐酸盐、三乙胺盐酸盐、三乙胺氢溴酸盐、十六烷基三甲基氯化铵和氢溴酸环己胺盐等。该类物质活性非常高、制成的助焊剂上锡速度快、焊接效果好；然而该类物质由于焊后卤素残留物多，给产品的使用可靠性带来了极大的安全隐患，特别在高温和高湿度情况下，该类物质极容易在热场与电场的交互作用下电离出卤离子，腐蚀线路板和焊点，引起电子元器件引脚间短路，造成元器件失效，使电子产品的可靠性面临着巨大的考验。

作为活性剂成分的有机酸凭借其低腐蚀性和高可靠性等优点而被广泛地运用到无卤助焊剂的制备中，然而有机酸较弱的活性尚不足以充分地去除无铅锡合金粉和焊盘表面的氧化物达到润湿要求而形成牢固可靠的焊点。为此，如何提高无卤助焊剂的活性，使无卤助焊剂的活性达到含卤助焊剂的活性程度并获得相同的焊接效果，是无铅锡膏用无卤助焊剂研制的关键技术难题和瓶颈。

发明内容

本发明的目正是为了解决上述已有技术存在的难题而提供了一种无铅锡膏用无卤助焊剂，该无卤助焊剂不仅扩展性好、润湿性强，达到含卤助焊剂的焊接效果，而且添加锡-银-铜系无铅锡合金粉制备的锡膏具有印刷性能优良、脱模干净、焊后铜镜无穿透性腐蚀、焊点可靠性高和力学性能优良的优点，可满足现代高端电子产品的高可靠性要求。

本发明还提供该一种无铅锡膏用无卤助焊剂的制备方法。

本发明的目的是通过下列技术方案实现的：

一种无铅锡膏用无卤助焊剂，它由下述重量百分比的原料组成：

所述的改性松香为水白松香、聚合松香、氢化松香、岐化松香或亚克力松香中的一种或两种或者两种以上的组合；

所述的活性剂为丁二酸、戊二酸、辛二酸、癸二酸、十二酸、十四酸、十六酸、马来酸、衣康酸、水杨酸或联二丙酸中的一种或两种与羟基乙酸的组合；

所述的表面活性剂为十二烷基二甲基氧化胺、二甲基烷基甜菜碱、椰子油酰胺丙基甜菜碱、辛基酚聚氧乙烯醚、烷基酚聚氧乙烯醚、壬基酚聚氧乙烯醚、异辛基酚聚氧乙烯醚、脂肪醇聚氧乙烯醚、聚乙二醇单脂酸酯或聚乙二醇单油酸酯中的一种或两种或者两种以上的组合；

所述的触变剂为氢化蓖麻油、改性氢化蓖麻油、触变剂6500/6650/7000/8800、乙撑双硬脂酸酰胺、乙撑双月桂酰胺或硬脂酸酰胺中的一种或两种或者两种以上的组合；

所述的抗氧化剂为咪唑、对苯二酚或2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚中一种或两种组合；

所述的脱模剂为石蜡；

所述的溶剂为二丙二醇、二甘醇、丙三醇、四氢糠醇、二甘醇单丁醚、二甘醇二丁醚、二乙二醇单己醚、三乙二醇单丁醚、三乙基卡必醇醚、三乙二醇乙醚、己二酸二辛酯或二乙二醇丁醚醋酸酯中的一种或两种或者两种以上的组合；

所述的油类润湿剂为蓖麻油、大豆油、芝麻油或低芥酸菜籽油中的一种或两种组合。

一种无铅锡膏用无卤助焊剂的制备方法，它按下述步骤进行：

（1）将25~55%松香、30~50%溶剂、3~12%活性剂和0.1~3%表面活性剂加入到器皿中混合后加热升温至130~145℃，搅拌至完全溶解，得到混合物；

（2）将步骤（1）得到的混合物降温到80~100℃，然后加入2~6%触变剂、0.01~3%抗氧化剂和0.1~2%脱模剂，搅拌至完全溶解，得到二次混合物；