本发明公开了一种与无铅钎料配套使用的助焊剂，包括有机活性剂、表面活性剂、成膜剂、缓蚀剂，以及醇类溶剂，其中，按重量百分比计，有机活性剂为1.0-8.0%、表面活性剂为0.5-2.0%、成膜剂为0.1-2%、缓蚀剂为0.01-0.1%，其余为醇类溶剂。本发明提供的助焊剂具有以下优点：1、焊点饱满，焊后无需清洗；2、润湿性好，无拉尖、桥连等缺陷；3、不含卤素、无污染，满足环保要求，焊接过程中无飞溅，无刺激性、有害气体产生，使用安全；尤其适用于表面封装技术（SMT）中的无铅波峰焊和无铅手工浸焊。
1.一种与无铅钎料配套使用的助焊剂，其特征在于：所述助焊剂包括有机活性剂、表面活性剂、成膜剂、缓蚀剂，以及醇类溶剂，其中，按重量百分比计，所述有机活性剂为1.0-8.0％、所述表面活性剂为0.5-2.0％、所述成膜剂为0.1-2％、所述缓蚀剂为
其中，所述有机活性剂包括有机酸活性剂和有机胺活性剂，所述有机酸活性剂和所述有机胺活性剂的质量比为10:1～50:1；
其中，所述表面活性剂由烷基酚聚氧乙烯醚或者丁二酸二辛酯磺酸钠与椰子油酰胺丙基甜菜碱(CAB)复配制成；
其中，所述成膜剂选自丙烯酸树脂，乙酸异戊酯、聚乙二醇600、乙二酸二甲酯、聚丙烯酰胺、苯甲酸乙酯中的任意一种或几种；
其中，所述醇类溶剂由低沸点醇类溶剂和高沸点醇类溶剂复配制成。
2.根据权利要求1所述的助焊剂，其特征在于：所述有机酸活性剂选自丁二酸、己二酸、戊二酸、癸二酸、顺丁烯二酸、丙烯酸、衣康酸、柠檬酸、DL-苹果酸、乳酸中的任意一种或几种；所述有机胺活性剂为三乙醇胺和/或N-甲基二乙醇胺。
3.根据权利要求1所述的助焊剂，其特征在于：所述有机酸活性剂和所述有机胺活性剂的质量比为15:1～30:1。
4.根据权利要求1所述的助焊剂，其特征在于：所述烷基酚聚氧乙烯醚为op-10和op-4，所述壬基酚聚氧乙烯醚为TX-10。
5.根据权利要求4所述的助焊剂，其特征在于：所述表面活性剂为op-10和CAB的复配组合，op-10和CAB质量比为1:1～5:1。
6.根据权利要求5所述的助焊剂，其特征在于：op-10和CAB质量比为2:1～3:1。
7.根据权利要求1所述的助焊剂，其特征在于：所述的缓蚀剂为苯并三氮唑(BTA)和/或甲基苯并三氮唑(TTA)。
8.根据权利要求1所述的助焊剂，其特征在于：所述低沸点醇类溶剂选自乙醇和/或异丙醇。
9.根据权利要求1所述的助焊剂，其特征在于：所述高沸点醇类溶剂选自乙二醇、丙三醇、己二醇、二甘醇、2-乙基-1,3-己二醇中的一种或几种。
10.根据权利要求1所述的助焊剂，其特征在于：所述醇类溶剂为乙醇和乙二醇复配溶剂体系，乙醇和乙二醇质量比为5:1～20:1。
11.根据权利要求10所述的助焊剂，其特征在于：乙醇和乙二醇质量比为7:1～9:1。
12.一种制备权利要求1所述的助焊剂的方法，所述制备方法通过将按重量百分比称取的所述有机酸活性剂、所述有机胺活性剂、所述表面活性剂、所述成膜剂、所述缓蚀剂完全溶解于所述醇类溶剂中。
一种与无铅钎料配套使用的助焊剂
技术领域
[0001] 本发明涉及一种助焊剂，具体地说，涉及一种与无铅钎料配套使用的助焊剂。
背景技术
[0002] 随着电子行业的飞速发展，以及人类环保意识的不断提高，锡铅合金带来的负面影响日渐突出，而新型无铅钎料作为锡铅钎料的替代物，其开发和应用已经成为电子行业的一大热点。大量研究表明，共晶SnAg、SnCu和SnAgCu钎料最适合替代SnPb钎料，在电子行业得到普遍应用。其中SnAgCu钎料因具有良好的物理和机械性能，及较好的可焊性，被公认为是最有可能替代SnPb合金的无铅钎料。
[0003] 但与传统的SnPb钎料相比，SnAgCu系无铅钎料具有熔点较高、润湿性差、易氧化等缺点。因而针对SnPb钎料研制的助焊剂无法满足无铅钎料的钎焊要求，主要问题在于：一是不适合无铅钎料的较高的焊接温度；二是助焊剂的润湿能力不够。传统SnPb钎料的焊接温度在235℃～250℃之间，而SnAgCu系无铅钎料的熔点比SnPb钎料的熔点高30℃，因而焊接温度也相应提到250℃以上。传统的助焊剂用于无铅钎料的焊接时，耐高温性能较差，助焊剂在较高的预热温度及更高的焊接温度下会失去部分活性，从而产生上锡不好的状况；此外，传统的助焊剂润湿能力不够，易导致焊点润湿不良，产生焊后缺陷，影响焊点质量和可靠性。因而，开发与无铅钎料配套使用的助焊剂也成为无铅化进程的研究热点之一，受到日益广泛的重视。
[0004] 目前，市场上的助焊剂多为松香型助焊剂及水溶性助焊剂，且多为残留固体成分含量高的产品。松香型助焊剂的主要成分为松香，焊后残留物较多，需彻底清洗。水溶性助焊剂一般都有高的助焊活性，其残留物具有较大的腐蚀性和电导率，在基板装配完成后需立即清洗。随着高密度、轻量化、微型化和高性能化的电子产品的发展，表面贴装的元器件和印制底板间的间隙变小，给清洗工作带来了相当困难。基于以上原因，免清洗助焊剂应运而生，免清洗助焊剂即焊后残留物少，无需清洗的新型助焊剂。与传统助焊剂相比，免清洗助焊剂免去了对清洗设备和清洗剂的投入，减少了废气和废水等排放物对环境的污染，因而具有重大的经济效益和社会效益。
[0005] 为克服现有技术的不足，本发明提供了一种满足无铅浸焊和无铅波峰焊焊接工艺要求的醇基低固含量免清洗助焊剂，即以醇类作为溶剂、不含松香等固体物质、无需清洗的新型高效助焊剂。与松香型助焊剂相比，本发明提出的醇基助焊剂因不含松香成分，固含量降低，因而焊后残留物少，满足免清洗助焊剂的要求。而与水溶性助焊剂相比，醇基助焊剂以低沸点的乙醇为主要溶剂，在焊接过程中，乙醇的挥发比水快得多，有效避免了飞溅问题。
发明内容
[0006] 本发明提供了一种醇基低固含量免清洗助焊剂，尤其适用于表面封装技术（SMT）中的无铅波峰焊和无铅手工浸焊。其优点在于：1、焊点饱满，焊后无需清洗；2、润湿性好，无拉尖、桥连等缺陷；3、不含卤素、无污染，满足环保要求，焊接过程中无飞溅，无刺激性、有害气体产生，使用安全。
[0007] 本发明的主要目的是提供一种与无铅钎料配套使用的助焊剂，所述助焊剂包括有机活性剂、表面活性剂、成膜剂、缓蚀剂，以及醇类溶剂，其中，按重量百分比计，所述有机活性剂为1.0-8.0%、所述表面活性剂为0.5-2.0%、所述成膜剂为0.1-2%、所述缓蚀剂为0.01-0.1%，其余为醇类溶剂。
[0008] 优选地，所述的有机活性剂包括有机酸活性剂和有机胺活性剂，其中，所述有机酸活性剂选自丁二酸、己二酸、戊二酸、癸二酸、顺丁烯二酸、丙烯酸、衣康酸、柠檬酸、DL-苹果酸和乳酸中的任意一种或几种；所述有机胺活性剂为三乙醇胺和/或N-甲基二乙醇胺。
[0009] 优选地，根据权利要求2所述的助焊剂，其特征在于：所述有机酸活性剂和所述有机胺活性剂的质量比为10：1～50：1。
[0010] 更优选地，根据权利要求3所述的助焊剂，其特征在于：所述有机酸活性剂和所述有机胺活性剂的质量比为15：1～30：1。
[0011] 有机酸含有羧基活性官能团，在溶剂中产生游离的H+离子，与母材和焊料表面的氧化物发生化学反应，达到去除氧化膜、增加润湿性的目的，是活性较高的活化剂。有机胺活性较弱，在助焊剂中的主要作用是调节pH值、降低腐蚀性。
[0012] 优选地，所述的表面活性剂选自烷基酚聚氧乙烯醚、壬基酚聚氧乙烯醚、椰子油酰胺丙基甜菜碱（CAB）、丁二酸二辛酯磺酸钠中的任意一种或几种。
[0013] 更优选地，所述烷基酚聚氧乙烯醚为op-10和op-4、所述壬基酚聚氧乙烯醚为TX-10。
[0014] 更优选地，所述表面活性剂为op-10和CAB的复配组合，op-10和CAB质量比为1：1～5：1。
[0015] 更优选地，op-10和CAB质量比为2：1～3：1。
[0016] 表面活性剂的主要作用是增加助焊剂的润湿性能，将上述不同类型的表面活性剂复配使用，能够产生加和增效作用，有效地提高助焊剂的最大润湿力，缩短润湿时间。
[0017] 优选地，所述的成膜剂选自丙烯酸树脂、乙酸异戊酯、聚乙二醇600、乙二酸二甲酯、聚丙烯酰胺和苯甲酸乙酯中的任意一种或几种。
[0018] 加入成膜剂能在焊点表面形成一层有机膜，防止钎料及基底材料被再次氧化，还具有防腐蚀性和电气绝缘性。
[0019] 优选地，所述的缓蚀剂为苯并三氮唑（BTA）和/或甲基苯并三氮唑（TTA）。
[0020] 所述缓蚀剂的主要作用是抑制助焊剂对金属的腐蚀作用。
[0021] 优选地，所述的醇类溶剂由低沸点醇类溶剂和高沸点醇类溶剂复配制成。
[0022] 更优选地，所述低沸点醇类溶剂选自乙醇和/或异丙醇。
[0023] 更优选地，所述高沸点醇类溶剂选自乙二醇、丙三醇、己二醇、二甘醇、2-乙基-1,3-己二醇中的一种或几种。
[0024] 更优选地，所述醇类溶剂为乙醇和乙二醇复配溶剂体系，乙醇和乙二醇质量比为5：1～20：1。
[0025] 更优选地，乙醇和乙二醇质量比为7：1～9：1。
[0026] 溶剂的主要作用是溶解助焊剂中的活性成分，起载体作用。将低沸点的乙醇和/或异丙醇与一种或几种高沸点醇类溶剂配合使用，可保证在整个焊接温度范围内有溶剂载体存在。其中低沸点溶剂为溶剂体系的主要组成，其作用是溶解助焊剂中的各种成分，形成均相溶液。在焊接过程中，要求低沸点溶剂成分迅速挥发，以免与熔融焊料接触而引起飞溅。同时，在焊接温度下，少量高沸点溶剂的存在继续承担载体作用，保证了助焊剂中的各种成分在焊接区域的均匀分散，使助焊剂的活性尤其是高温活性充分发挥。
[0027] 本发明的另一目的是提供一种制备所述助焊剂的方法，所述制备方法通过将按重量百分比称取的所述有机酸活性剂、所述有机胺活性剂、所述表面活性剂、所述成膜剂、所述缓蚀剂完全溶解于所述复配醇类溶剂中。
[0028] 本发明涉及的无铅钎料用醇基低固含量免清洗助焊剂，适用于SnAgCu系无铅钎料的波峰焊和手工浸焊工艺，得到的焊点满足IPC-A-610C《电子组装件外观质量验收条件的标准》中规定的有引脚-镀通孔焊点可接受标准中的二级可接受性标准，可用于服务类电子产品。
具体实施方式
[0029] 为使审查员能进一步了解本发明的结构、特征及其他目的，现结合所附较佳实施例详细说明如下，实施例仅用于说明本发明的技术方案，并非限定本发明。
[0030] 制备实施例
[0031] 实施例1
[0032] 称取2.79g丁二酸、0.86g己二酸、0.23g三乙醇胺、0.71gop-10、0.36g CAB、0.23g丙烯酸树脂、0.05g苯并三氮唑完全溶解于10.52g乙二醇、84.25g乙醇复配溶剂中。
[0033] 实施例2
[0034] 称取2.79g丁二酸、0.86g衣康酸、0.23g三乙醇胺、0.71gop-10、0.40g CAB、0.23g丙烯酸树脂、0.05g苯并三氮唑完全溶解于11.84g二甘醇、82.89g乙醇复配溶剂中。
[0035] 实施例3
[0036] 称取5.39g丁二酸、1.67g己二酸、0.23g三乙醇胺、0.91gop-10、0.11g op-4、0.23g丙烯酸树脂、0.06g苯并三氮唑完全溶解于91.40乙醇溶剂中。
[0037] 表1是实施例1-3中的助焊剂的主要成份的重量百分数。
[0038]
[0039] 表2是根据《免清洗液态助焊剂SJ/T 11273-2002》性能检测标准，对实施例1-3中的助焊剂的性能评价结果。
[0040]
