專利名稱：適用于多種錫基焊錫膏的助焊劑及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種焊錫膏用助焊劑的配方及制備工藝，作為SMT的助焊材料，屬焊接材料技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
焊錫膏主要應(yīng)用于表面安裝技術(shù)(SMT)焊接，隨著信息設(shè)備日趨微型化和高性能化的需求，促使SMT成為電子組裝的主流技術(shù)，其中，使用焊錫膏焊接是SMT工藝中關(guān)鍵的工序，直接決定著電子產(chǎn)品的性能和質(zhì)量。另一方面，焊接質(zhì)量的好壞不僅取決于焊錫粉的質(zhì)量，包括焊錫粉的球型度、氧含量、粒度分布等，更取決于焊錫膏中助焊劑的性能，而助焊劑的穩(wěn)定性是決定焊錫膏穩(wěn)定的前提條件，因而研究影響錫基焊錫膏中助焊劑的穩(wěn)定性及制備顯得尤為重要。焊錫膏用助焊劑種類繁多，其組分配比及適用性各不相同。在制備中不注意其組分配比及適用性，所制備的助焊劑在使用時(shí)會(huì)出現(xiàn)一定問題。首先，如果助焊劑中各組分匹配、溶解不好，容易發(fā)生分層，有時(shí)助焊劑也會(huì)出現(xiàn)少量結(jié)晶顆粒，發(fā)生砂化，進(jìn)而影響焊錫膏的穩(wěn)定性。其次，助焊劑的適用性較差，一般有鉛和無鉛焊錫膏使用的助焊劑不同，主要原因是這兩種焊錫膏用合金粉末的熔點(diǎn)不同，所需要的助焊劑的活化溫度也就有所不同， 所以需要制備的助焊劑在不同焊接溫度下都能表現(xiàn)出較好活性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種適用于多種錫基焊錫膏的助焊劑及其制備方法，可克服以上現(xiàn)有技術(shù)提出的助焊劑缺陷，提供一種高穩(wěn)定、適用性強(qiáng)的錫基焊錫膏用助焊劑；本發(fā)明的另一目的是提供該助焊劑在焊錫膏產(chǎn)品中的應(yīng)用。為了達(dá)到以上目的，本發(fā)明采取以下技術(shù)方案各組份的重量比為，溶劑30.0% 40. 0%、活性劑1. 5% 4. 5%、潤濕劑1. 0% 3. 0%、乳化劑2. 0% 5. 0%、觸變劑3. 0% 10. 0%，余量為成膜劑，其中成膜劑為軟化點(diǎn)溫度分別處于上、下限范圍的兩種成膜劑混合物，溶劑為沸點(diǎn)溫度分別在150 215°C和220 280°C的兩種溶劑混合物。所述的成膜劑為兩種不同軟化點(diǎn)溫度的改性松香混合成，低軟化點(diǎn)的松香為氫化松香、水白松香、KR-610，軟化點(diǎn)溫度為70°C 85°C ；高軟化點(diǎn)的松香為KE-604、聚合松香， 軟化點(diǎn)溫度為120°C 140°C，二種軟化點(diǎn)的松香重量比為2 5 :12 4。所述的溶劑為不同沸點(diǎn)的兩種醚混合成，沸點(diǎn)溫度在150 215°C的醚與沸點(diǎn)溫度在220 280°C的醚重量比為，1 2:2 3。所述的活性劑為多元有機(jī)酸與有機(jī)磷酸鹽混合物，其中有機(jī)酸為丁二酸、癸二酸、 己二酸、酒石酸、衣康酸、蘋果酸，有機(jī)磷酸鹽為植酸鹽，活性劑為多元有機(jī)酸與有機(jī)磷酸鹽的重量比為1. 4 4. 5 0. 001 0. 5。所述的潤濕劑為松香基季銨鹽與松香醇醚混合物，二者重量比為1. 0 1. 0 2. 5。所述的乳化劑為蓖麻油酰二乙醇胺。
所述的觸變劑為氫化蓖麻油類觸變劑(ST)與酰胺類觸變劑混合物，二者重量比為 10. 0 :2. 0 5. 0。上述錫基焊錫膏用助焊劑的制備方案包括以下幾個(gè)步驟
1)在一個(gè)反應(yīng)釜中熔融混合的成膜劑改性松香，溫度為140°C 150°C。2)將混合的溶劑和乳化劑緩慢加入熔融松香中，溫度保持在130°C 140°C，攪拌 8 12分鐘，混合的活性劑和混合的潤濕劑，攪拌8 12分鐘。3)冷卻物料到70°C 80°C，最后加入混合的觸變劑，攪拌27 33分鐘。4)冷卻到室溫即得本發(fā)明的助焊劑。本發(fā)明的上述助焊劑可進(jìn)一步與Sn63Pb37、Sn96. 5Ag3. OCuO. 5或 Sn99. OAgO. 3CuO. 7焊錫粉混合，制備出性能優(yōu)良的焊錫膏產(chǎn)品。本發(fā)明的創(chuàng)新點(diǎn)在于
(1)本發(fā)明采用了不同軟化點(diǎn)的改性松香復(fù)配，其中低軟化點(diǎn)改性松香含量為 10. 0% 25. 0%，軟化點(diǎn)溫度為70°C 80°C，高軟化點(diǎn)改性松香為20. 0% 35. 0%，軟化點(diǎn)溫度為120°C 130°C。由于助焊劑中40% 50%的成分為改性松香，固使用不同軟化溫度的改性松香可以提高助焊劑的活性范圍，再加之使用了一定沸點(diǎn)梯度的溶劑，使其在高低焊接溫度內(nèi)都有活性，從而適合有鉛、無鉛錫基焊錫膏用助焊劑產(chǎn)品。(2)本發(fā)明采用松香基-三甲基氯化銨、松香基雙-三甲基氯化銨、松香基三-三甲基氯化銨中的一種與松香醇醚混合物作為潤濕劑，由于這類潤濕劑均為松香基化合物， 所以不僅可以改善助焊劑的潤濕性能，也有助于潤濕劑與松香的相互匹配、兼容、溶解。(3)本發(fā)明也采用蓖麻油酰二乙醇胺為乳化劑，有效的促進(jìn)改性松香、蓖麻油類ST 以及十二羥基硬脂酸酰胺觸變劑的分散，提高了助焊劑的穩(wěn)定性，另一方面，蓖麻油酰二乙醇胺為弱堿性物質(zhì)，可以適當(dāng)提高助焊劑體系的酸度，減少助焊劑與焊錫粉表面的反應(yīng)速度，從而提高焊錫膏的穩(wěn)定性。(4)本發(fā)明也采用多元有機(jī)酸與植酸鹽復(fù)配，而使用植酸鹽較植酸的優(yōu)點(diǎn)主要是其熱穩(wěn)定性好，在制備過程中不容易分解。另外，植酸的酸值較大，制備的助焊劑與焊錫粉反應(yīng)較強(qiáng)，而植酸鹽的酸值減少，制備的助焊劑更加穩(wěn)定?？傊?，本發(fā)明通過以上新的助焊劑可以制備出Sn63Pb37、SnAg3. OCu. 5、
SnAgO. 3CuO. 7等常規(guī)有鉛、無鉛焊錫膏產(chǎn)品，減少了由于不同錫基焊錫膏在生產(chǎn)過程中需要更換助焊劑帶來的不便，簡化了生產(chǎn)流程。
具體實(shí)施方案實(shí)施例1
按以下重量比準(zhǔn)備原料氫化松香20. 0%、KE-604 30. 0%、二乙二醇二甲醚10. 0%、二乙二醇辛醚28. 0%、癸二酸1. 49%、植酸納0. 01%、ST 5. 0%、十二羥基硬脂酸酰胺1. 5%、松香基-三甲基氯化銨0. 3%、松香醇醚0. 7%、蓖麻油酰二乙醇胺3. 0%。具體制備方法
1)在一個(gè)反應(yīng)器中熔融普通氫化松香，溫度為140°C 150°C。2)將溶劑緩慢加入熔融松香中，溫度保持在130°C 140°C，攪拌10分鐘，再加入活性劑和表面活性劑，攪拌10分鐘。
3)冷卻物料到70°C 80°C，最后加入觸變劑，攪拌30分鐘 4)冷卻到室溫即得本發(fā)明的助焊劑。實(shí)施例2
按以下重量比準(zhǔn)備原料水白松香25. 0%、聚合松香20. 0%、二乙二醇二乙醚15. 0%、二乙二醇辛醚23. 0%、丁二酸2. 45%、植酸納0. 05%、ST 6. 5%、十二羥基硬脂酸酰胺2. 5%、松香基雙-三甲基氯化銨1. 0%、松香醇醚1. 5%、蓖麻油酰二乙醇胺3. 0%。具體制備方法與實(shí)施例1相同。實(shí)施例3
按以下重量比準(zhǔn)備原料KR-610 20. 0%、KE-604 25. 0%、乙二醇單丁醚18. 0%、二乙二醇單己醚20. 0%、癸二酸2. 48%、己二酸1. 5%、植酸鉀0. 02%、ST 5. 5%、十二羥基硬脂酸酰胺2. 5%、松香基雙-三甲基氯化銨1. 0%、松香醇醚1. 5%、蓖麻油酰二乙醇胺2. 5%。具體制備方法與實(shí)施例1相同。實(shí)施例4
按以下重量比準(zhǔn)備原料KR-610 25. 0%、聚合松香22. 0%、二乙二醇二甲醚15. 0%、丙
二醇苯醚25. 0%、癸二酸2. 4%、植酸鉀0. 1%、ST 5. 0%、十二羥基硬脂酸酰胺1. 5%、松香基三-三甲基氯化銨1. 0%、松香醇醚1. 0%、蓖麻油酰二乙醇胺2. 0%。具體制備方法與實(shí)施例1相同。本發(fā)明的其它實(shí)施例還可通過權(quán)利要求書及說明書的參數(shù)范圍進(jìn)行配制，另外，通過本發(fā)明的方案所制備出的錫基焊錫膏用助焊劑可生產(chǎn)Sn63Pb37、SnAg3. OCu. 5、 SnAgO. 3CuO. 7等常規(guī)有鉛、無鉛焊錫膏產(chǎn)品，其產(chǎn)品在不同焊接溫度下活性強(qiáng)、焊接性及儲(chǔ)存穩(wěn)定性好，減少了由于不同錫基焊錫膏在生產(chǎn)過程中需要更換助焊劑帶來的不便，簡化了生產(chǎn)流程。
權(quán)利要求
1.一種錫基焊錫膏用助焊劑，其特征是各組份的重量比為，溶劑30. 0% 40. 0%、活性劑1. 5% 4. 5%、潤濕劑1. 0% 3. 0%、乳化劑2. 0% 5. 0%、觸變劑3. 0% 10. 0%,余量為成膜劑，其中成膜劑為軟化點(diǎn)溫度分別處于上、下限范圍的兩種成膜劑混合物，溶劑為沸點(diǎn)溫度分別在150 215°C和220 280°C的兩種溶劑混合物。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的錫基焊錫膏用助焊劑，其特征是成膜劑為兩種不同軟化點(diǎn)溫度的改性松香混合成，低軟化點(diǎn)的松香為氫化松香、水白松香、KR-610，軟化點(diǎn)溫度為 70°C 85°C;高軟化點(diǎn)的松香為KE-604、聚合松香，軟化點(diǎn)溫度為120°C 140°C，二種軟化點(diǎn)的松香重量比為2 5 :12 4。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的錫基焊錫膏用助焊劑，其特征是溶劑為不同沸點(diǎn)的兩種醚混合成，沸點(diǎn)溫度在150 215°C的醚與沸點(diǎn)溫度在220 280°C的醚重量比為1 2:2 3。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的錫基焊錫膏用助焊劑，其特征是活性劑為多元有機(jī)酸與有機(jī)磷酸鹽混合物，其中有機(jī)酸為丁二酸、癸二酸、己二酸、酒石酸、衣康酸、蘋果酸，有機(jī)磷酸鹽為植酸鹽，活性劑為多元有機(jī)酸與有機(jī)磷酸鹽的重量比為1. 4 4. 5 0. 001 0. 5。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的錫基焊錫膏用助焊劑，其特征是潤濕劑為松香基季銨鹽與松香醇醚混合物，二者重量比為1. 0 :1. 0 2. 5。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的錫基焊錫膏用助焊劑，其特征是乳化劑為蓖麻油酰二乙醇胺。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的錫基焊錫膏用助焊劑，其特征是觸變劑為氫化蓖麻油類觸變劑與酰胺類觸變劑混合物，二者重量比為10. 0 :2. 0 5. 0。
8.—種權(quán)利要求1所述的錫基焊錫膏用助焊劑的制備方法，其特征是工藝步驟為在一個(gè)反應(yīng)釜中加入混合的成膜劑改性松香，在溫度為140 150°C下熔融，然后加入混合的溶劑和乳化劑，溫度保持在130°C 140°C，攪拌8 12分鐘，再加入混合的活性劑和混合的潤濕劑，攪拌8 12分鐘，冷卻物料到70°C 80°C，最后加入混合的觸變劑，攪拌27 33分鐘，冷卻到室溫即得本助焊劑產(chǎn)品。
9.一種權(quán)利要求1所述的錫基焊錫膏用助焊劑，其特征是在與Sn63I^37、 Sn96. 5Ag3. OCuO. 5或Sn99. OAgO. 3CuO. 7焊錫粉混合制備焊錫膏產(chǎn)品的應(yīng)用。
全文摘要
適用于多種錫基焊錫膏的助焊劑及其制備方法。本發(fā)明涉及一種焊錫膏用助焊劑的配方及制備工藝，作為SMT的助焊材料，屬焊接材料技術(shù)領(lǐng)域。本助焊劑各組份的重量比為，溶劑30.0～40.0%、活性劑1.～4.5%、潤濕劑1.0～3.0%、乳化劑2.0～5.0%、觸變劑3.0～10.0%，余量為成膜劑，其中成膜劑為軟化點(diǎn)溫度分別處于上、下限范圍的兩種成膜劑混合物，溶劑為沸點(diǎn)溫度分別在150～215℃和220～280℃的兩種溶劑混合物。本發(fā)明制備的助焊劑在不同的焊接溫度下活性強(qiáng)、焊接性及儲(chǔ)存穩(wěn)定性好，可制備Sn63Pb37、SnAg3.0Cu.5、SnAg0.3Cu0.7等常規(guī)有鉛、無鉛焊錫膏產(chǎn)品。
文檔編號B23K35/362GK102371443SQ201110262059
公開日2012年3月14日 申請日期2011年9月6日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月6日
發(fā)明者劉寶權(quán), 古列東, 呂金梅, 朵云琨, 湯鳳甦, 沙文吉, 白海龍, 秦俊虎, 趙玲彥 申請人:云南錫業(yè)錫材有限公司