一種高潤濕性的無鉛無鹵焊膏制造技術

本發明專利技術涉及電子組裝用助焊化學品，特別涉及用于電子表面組裝用釬焊材料領域的無鉛無鹵焊膏，由焊料合金粉和焊劑組成，其各組分重量百分比的范圍是：焊料合金粉80～93，焊劑7～20，所述焊料合金粉為無鉛合金，所述焊劑包含有樹脂、溶劑、觸變劑、活性劑，樹脂為所述焊劑質量的30％～55％，溶劑為焊劑質量的20％～50％，觸變劑為焊劑質量的1％～8％，活性劑為焊劑質量的0.01％～20％，其特征在于所述活性劑包含有氨基酸對甲苯磺酸鹽和/或氨基酸酯對甲苯磺酸鹽中的一種或多種。本發明專利技術焊膏有較高的潤濕性，降低腐蝕性，同時具有良好的保存穩定性，并且無鉛無鹵，符合環保要求，能夠適用于電子工業應用。

A high wettability of lead-free solder paste no halogen

The invention relates to the use of chemicals to help electronic assembly, especially for brazing materials in the field of lead-free and halogen-free solder paste surface electronic assembly, composed of solder alloy powder and the flux range of the components by weight percentage: solder alloy powder 80 ~ 93, 7 ~ 20 of the flux, solder alloy powder for lead-free alloys, the the flux contains resin, solvent, thixotropic agent, active agent, resin for the solder quality of 30% ~ 55%, 20% ~ solvent flux quality 50%, thixotropic agent was 1% ~ 8% of the mass flux, active agent is 0.01% ~ 20% mass flux, which is characterized in that the active agent containing amino acid tosylate and / or amino acid ester of one or more of the toluene sulfonate. The solder paste of the present invention has high wettability, low corrosion resistance, good storage stability, no lead and no halogen, and meets the requirements of environmental protection, and can be applied to the electronic industry.

【技術實現步驟摘要】

本專利技術專利涉及電子組裝用助焊化學品，特別涉及用于電子表面組裝用釬焊材料 領域的無鉛無鹵焊膏。
技術介紹
隨著科技的迅猛發展，電子產品向集成化、數字化、小型化方面發展，表面貼裝技 術(SMT)成為電子表面貼裝的主流技術。焊膏在SMT工藝中的作用是使表面貼裝的電子 元件暫時粘附在電路板的確定位置上；清除焊料合金粉及焊盤表面的氧化物；防止焊點再 次氧化；使表面安裝元件的引腳或端接頭與基板連接，完成整個焊接。焊膏是由超細Q0-75微米)的球形焊料合金粉與焊劑按一定比例機械混合而成 的具有一定粘性和良好觸變性的均勻膏體混合物。焊劑包括樹脂、溶劑、觸變劑和活化劑等 多種化合物。其中活性劑的主要目的是清除金屬表面的氧化物，降低焊料的表面張力，以提 高焊接性能，是焊膏實現功能的關鍵性添加劑，其性能的優劣直接影響電子產品的焊接質 量和可靠性。在清除氧化物的反應過程中，反應進行的“速度”及反應“能力，，是被重點關 注的兩個問題，其宏觀表現即為“焊接速度”與“焊接能力”，在材質、工藝不變的情況下，對 不同活性焊膏的選擇是非常重要的活性較弱的焊膏焊接速度或焊接能力相對較差，活性 過強的焊膏由于焊后活性物質的殘留，對產品的安全性能會造成一定的隱患。傳統焊劑中常用的活化劑類型分為一、含鹵素的氫鹵酸鹽及季銨鹽常見的有甲胺氫溴酸鹽、二甲胺鹽酸鹽、乙胺氫 溴酸鹽、二乙胺氫溴酸鹽、丁胺氫溴酸鹽、苯胺氫溴酸鹽、異丙胺氫溴酸鹽、二苯胍氫溴酸 鹽、丙烯胺氫溴酸鹽、3-氨基-1-丙烯基氫溴酸鹽、氨基苯酚氫溴酸鹽、谷氨酸鹽酸鹽、谷氨 酸氫溴酸鹽、烷基芐基二甲基氯化銨、十六烷基三甲基溴化銨、四丁基溴化銨等。二、有機鹵化物有1，2-二溴-1-丙醇、1，3-二溴-2-丙醇、1，4-二溴-2-丁醇、 1,4- 二溴-2- 丁烯，2-溴丁酸、2，3- 二溴丁二酸、反式 _2，3- 二溴-2- 丁烯-1，4- 二醇、2， 2-二溴己二酸等。三、有機酸常見的有草酸、丙酸、丁二酸(琥珀酸)、甲基丁二酸、二甲基琥珀酸、 戊二酸、己二酸、甲基己二酸、辛二酸、衣康酸、十二酸、十六酸、環丁二羧酸、環己二羧酸、環 己烯二羧酸、苯甲酸、鄰苯二甲酸、順丁烯二酸酐、順丁烯二酸、水楊酸、DL-蘋果酸、酒石酸、 異酞酸、吡嗪二羧酸等；三元羧酸有檸檬酸、烏頭酸、3，5_苯三酸等；四元羧酸有環戊四羧 酸等。四、氨基酸常見的有谷氨酸、丙氨酸、甘氨酸、天冬氨酸、纈氨酸等。五、有機酸酯和酰胺類化合物有磷酸三丁酯、磷酸鹽酯、季戊四醇酯、對甲苯磺酸 異丙酯、甲基丙烯酸叔丁酯、丙二酸叔丁酯、水楊酸異丙酯、硬脂酸甘油酯、吡啶酰胺、水楊 酰胺、聚丙烯酰胺等。上述添加劑活性最強的是含鹵素的氫鹵酸鹽及季銨鹽，其次是有機鹵化物，再其 次為有機酸、氨基酸、有機酸酯和酰胺類化合物。普通的有機酸、有機酸酯和酰胺類化合物活性較弱，一般要配含鹵活性劑(例如谷氨酸鹽酸鹽)才能更好的發揮活性作用，因此工 業生產中的焊膏配方中一般都含有鹵素。由于消費性電子產品的生命周期逐漸縮短，為應對日漸增加的廢舊電子電機廢棄 物，防止電子電機廢棄物中所含的有害物質進入環境，歐盟和我國都在2006年實行了電子 電機設備中危害物質禁用指令(RoHS)，要求在電子產品中不得含鉛、鎘、汞、六價鉻及溴化 耐燃劑等物質，因而在電子行業中進行了非常有名的無鉛化升級，推出了 Sn-Ag-Cu等系列 無鉛合金焊料，并對其配套的釬劑、無鉛焊膏等綠色電子封裝材料研究的越來越多；同時， 隨著《歐盟2003/ll/EC》、《IEC61M9-2-21》等鹵素禁用相關法令的出臺以及現階段大力 推動的綠化政策，要求電子產品中無鹵，因此，尋求新型的高效無鹵活性劑，是電子行業實 現綠色電子產品的關鍵。在無鹵活性劑中，單一有機酸或有機胺配方的效果并不令人滿意。有研究小組 同時添加了有機酸和有機胺進行活性劑復配(電子工藝技術，1998,19 ) :61-63;新技 術新工藝，2006，3(1) 57-59 ；CN :1843684A)，發現可改善焊劑的穩定性，降低焊后的腐蝕 性，同時其活性也有所增強。目前文獻中報道采用的有機酸主要是常見的有機二元酸，如 丁二酸、己二酸、丙二酸、癸二酸等，有機胺為常見的羥基胺，如乙醇胺、二乙醇胺或三乙醇 胺等。但這些有機酸、有機胺在配方中混合添加并不能保證完全中和。因此，有研究小 組選用有機酸有機胺的鹽作為活性劑，TadatomoSuga等采用丁二酸單乙醇胺鹽、丙二酸 單乙醇胺鹽(US :2004/0000355Α1)，孫洪日等采用丙二酸異丁醇胺鹽、丁二酸異丁醇胺鹽 (CN:101347877A), Bensol Arzadon等采用2-乙基咪唑甲基琥珀酸鹽為活化組分(US: 2003/0221748A1)，這些研究工作進一步改善了錫膏的保存性。但由于上述復合鹽在焊接溫 度下仍分解為原來的有機酸與有機胺，其焊接活性仍遠低于有機胺的氫鹵酸鹽。因此，進一 步尋找活性能與有機胺的氫鹵酸鹽相當的低腐蝕性的無鹵活性劑是提高無鹵產品潤濕的 關鍵問題。
技術實現思路
本專利技術的目的在于克服現有技術的不足，提高焊膏的潤濕性，提供一種新型的高 活性低腐蝕性的無鹵焊錫膏，滿足電子表面組裝的要求。本專利技術的技術方案是對現有焊膏的焊劑進行改進，通過改變活性劑來提高焊膏 的潤濕性，降低腐蝕性，同時具有良好的保存穩定性。本專利技術所述的高濕潤性無鉛無鹵焊膏由焊料合金粉和焊劑組成，其各組分重量百 分比的范圍是焊料合金粉 80 93焊齊[J7 20所述焊料合金粉為無鉛合金，所述焊劑包含有樹脂、溶劑、觸變劑、活性劑，樹脂為 所述焊劑質量的30% 55%，溶劑為焊劑質量的20% 50%，觸變劑為焊劑質量的 8 %，活性劑為焊劑質量的0. 01 % 20 %，其特征在于所述活性劑包含有氨基酸對甲苯磺 酸鹽和/或氨基酸酯對甲苯磺酸鹽中的一種或多種。所述活性劑由氨基酸對甲苯磺酸鹽或氨基酸酯對甲苯磺酸鹽與其他無鹵活化劑 復配而成。所述其他無鹵活化劑為丁二酸、己二酸中的一種或兩種。所述活性劑由氨基酸對甲苯磺酸鹽和/或氨基酸酯對甲苯磺酸鹽中的一種或多 種組成。氨基酸對甲苯磺酸鹽是氨基酸作為堿與對甲苯磺酸作為酸經中和反應生成的有 機鹽；氨基酸酯對甲苯磺酸鹽是氨基酸酯作為堿與對甲苯磺酸作為酸經中和反應生成的有 機鹽。氨基酸酯是由氨基酸與醇反應而成的。所述氨基酸選自市售的天然氨基酸，優選亮氨酸、甘氨酸、丙氨酸、精氨酸、天冬氨 酸、谷氨酸、異亮氨酸、苯丙氨酸、絲氨酸、色氨酸、酪氨酸、纈氨酸、組氨酸、脯氨酸、賴氨酸、 蘇氨酸中的一種。所述氨基酸酯的醇殘基優選烷基、烯丙基、環烷基、芳基中的一種。所述氨基酸酯的醇殘基特別優選甲基或乙基或芐基中的一種。所述活性劑用量優選為焊劑質量的0. 5% -12%。此外，焊劑中還可以添加本領域中周知的抗氧化劑、金屬螯合劑等。抗氧化劑可選 用2，6_ 二叔丁基對甲酚、對叔戊基苯酚等，金屬螯合劑可選用三乙醇胺、苯并三氮唑等。所述焊料合金粉為無鉛Sn-Ag-Cu系、Sn-Ag-Bi系、Sn-Bi系、Sn-Zn系等；所述樹 脂為天然松香、改性松香，具體可選水白氫化松香、聚合松香、壓克力改性松、特殊改性歧化 松香中的一種或多種混合；所述溶劑為醇類、酯類、醚類、醇醚類、烴類本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種高濕潤性無鉛無鹵焊膏，由焊料合金粉和焊劑組成，其各組分重量百分比的范圍是：焊料合金粉　８０～９３焊劑　７～２０，所述焊料合金粉為無鉛合金，所述焊劑包含有樹脂、溶劑、觸變劑、活性劑，樹脂為所述焊劑質量的３０％～５５％，溶劑為焊劑質量的２０％～５０％，觸變劑為焊劑質量的１％～８％，活性劑為焊劑質量的０．０１％～２０％，其特征在于所述活性劑包含有氨基酸對甲苯磺酸鹽和／或氨基酸酯對甲苯磺酸鹽中的一種或多種。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：黃艷，楊道賓，張占元，陳群，盧志云，鄧小成，鄭偉民，
申請(專利權)人：四川大學，東莞市特爾佳電子有限公司，
類型：發明
國別省市：90