專利名稱：一種助焊劑用非鹵素活性劑的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電子工業(yè)焊接用的助焊劑，特指助焊劑中的活性成份，即一種助焊劑用非鹵素活性劑。

背景技術(shù)：
在釬焊過程中，助焊劑是不可或缺的材料，其作用極為重要。而助焊劑中活性成份是最為關(guān)鍵的部分。助焊劑中活性劑的作用主要是除去基材表面的氧化膜，使焊接時的表面張力減小，增加焊料和焊盤金屬的潤濕性，提高可焊性。
對理想的活性劑要求是在通常情況下，它們是穩(wěn)定的，即使跟基材接觸，也不會與其發(fā)生任何作用。在使用過程中，活性物質(zhì)被加熱到一定溫度時，開始融化并潤濕焊料和焊盤；隨著溫度的進(jìn)一步提高，活性物質(zhì)開始逐漸釋放活性能力；當(dāng)達(dá)到最佳焊接溫度時，活性能力全部被釋放。焊接完成后，隨著溫度的降低，剩余的活性物質(zhì)又重回原來的惰性狀態(tài)。焊接過程中，與氧化膜作用產(chǎn)生的銅、錫等鹽類物質(zhì)，不影響電氣性能；當(dāng)然，更不能腐蝕基材。
目前的活性劑一般為有機(jī)物的無機(jī)酸鹽、有機(jī)酸類物質(zhì)，或是它們的混合物。無機(jī)酸鹽類一般以鹵酸鹽類使用居多，如鹽酸胺類、鹽酸胍類、氫溴酸胺類、氫溴酸胍類等，它們的特點(diǎn)是有很高的活性。然而，缺點(diǎn)也是致命的腐蝕基材、嚴(yán)重影響電氣性能。有機(jī)酸類活性劑是目前開發(fā)的熱點(diǎn)，不斷有專利出現(xiàn)。如Pat.US5507882，1996(Bristol Samuel V Low residue water-based soldering flux andprocess for soldering with same)、Pat.CN 1209374A，1999(李圣波.低固含量免清洗助焊劑)、Pat.CN 1398698A，2003(鄧和升等.免清洗液體助焊劑)、Pat.CN1011564805A，2009(雷永平等，低銀SnAgCu無鉛焊膏用新型環(huán)保型助焊劑)。一般傾向選擇有機(jī)羧酸，特別是二元羧酸如丁二酸、戊二酸、己二酸等。它們主要目的是解決鹵素類活性劑中腐蝕問題及由此而產(chǎn)生的電器性能問題。的確，問題是解決了。遺憾的是，活性卻大為降低，根本無法與鹵素類相提并論。折中的方案是有機(jī)酸與鹵素聯(lián)用，在腐蝕性與活性之間找一個平衡，如Pat.CN101543943A，2009(秦俊虎等，無鉛松香芯低鹵素免清洗助焊劑及其制備方法)、Pat.CN101569966A，2009(吳堅(jiān)等，一種無鉛錫膏及其助焊劑的制備方法)等。這種方案只能應(yīng)用于性能要求較低的品種，不能用于對性能有高要求的品種。


發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供這樣的一種物質(zhì)它對金屬基材、焊料均沒有腐蝕作用，可是對其所形成的金屬氧化物，卻有很高的反應(yīng)活性。采用它們作活性劑，既有鹵素活性劑的高活性，又兼具有機(jī)酸低腐蝕性。
本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的這種助焊劑用非鹵素活性劑是用磺酸與有機(jī)堿作用形成的磺酸鹽。在通常情況下，這種鹽是非常穩(wěn)定的，與焊料、基材及其所形成的金屬氧化物不發(fā)生任何作用。焊接溫度時，磺酸鹽分解出游離的磺酸，釋放活性。焊接完成后，隨著溫度的降低，余下的磺酸與有機(jī)堿又重新結(jié)合為惰性磺酸鹽。
本發(fā)明所述磺酸鹽中的磺酸具有如下通式
其中，R為烷基、苯基或氫原子；X為鹵原子、磺酸基、羥基、氫原子。
上述磺酸可以是烷基磺酸、烷基二磺酸、羥基磺酸、鹵代磺酸、如甲磺酸、乙磺酸、丙磺酸、甲二磺酸、乙二磺酸、丙二磺酸、羥基乙磺酸、苯磺酸、對甲苯磺酸、氯代甲磺酸等。
上述磺酸優(yōu)選烷基二磺酸，如甲二磺酸、乙二磺酸、丙二磺酸等。
在上述磺酸中，其中特別優(yōu)選甲二磺酸，其結(jié)構(gòu)示性式為 HOSO2-CH2-SO2OH，CAS503-40-2。
本發(fā)明所述磺酸鹽，如三乙胺甲二磺酸鹽、二苯胍甲二磺酸鹽、二異丁胺甲二磺酸鹽、二苯胺甲二磺酸鹽、三乙醇胺甲二磺酸鹽、N-甲基咪唑甲二磺酸鹽、甲二磺酸吡啶、十二胺甲二磺酸鹽、十八胺甲二磺酸鹽、甲二磺酸鉀、甲二磺酸鈉、甲二磺酸銅、甲二磺酸亞錫等。
本發(fā)明所述磺酸鹽，在助焊劑中作為活性劑既可獨(dú)立使用，也可以和其它種類活性劑聯(lián)合使用。
本發(fā)明所述磺酸鹽，在助焊劑中是不可能存在的，除非有意添加。據(jù)此，我們提出只要離子色譜法能檢測到磺酸根，即可判定為使用本專利。
本發(fā)明所述有機(jī)堿，其范圍很廣?？梢允怯袡C(jī)胺類、胍類、咪唑類、磷類等，它們的作用是為了與上述磺酸成鹽，在非焊接條件下不產(chǎn)生活性。
本發(fā)明的優(yōu)越性 1、高活性，本發(fā)明所述活性劑，在活性狀態(tài)下，屬強(qiáng)酸性物質(zhì)。其酸性強(qiáng)度與氫鹵酸相近，活性可與鹵素活性劑媲美。
2、低腐蝕，本發(fā)明所述活性劑，在非焊接條件下，對焊盤與焊料金屬無腐蝕性。具有有機(jī)酸類活性劑低腐蝕的優(yōu)點(diǎn)。
3、應(yīng)用范圍廣，本發(fā)明所述活性劑，既解決了傳統(tǒng)鹵素活性劑的強(qiáng)腐蝕性，又克服了目前有機(jī)酸類活性劑活性低的不足?？勺鳛槎囝愔竸┲械幕钚猿煞?，配制出各種高性能的無鹵素助焊劑。如溶劑型免清洗助焊劑、水溶性型助焊劑、水溶性型免清洗助焊劑，以適用于不同要求的焊接工藝。既可用于有鉛焊接，也可用于無鉛焊接。

具體實(shí)施例方式 為進(jìn)一步描敘本發(fā)明，用以下實(shí)例說明。當(dāng)然，不僅限于本發(fā)之實(shí)例。
實(shí)施例1在免清洗液態(tài)助焊劑中的應(yīng)用 重量配方比例如下異丙醇95％、二乙二醇單甲醚3％、丁二酸1.5％、甲二磺酸二苯胍鹽0.5％。攪拌溶解完全后得到無色透明液態(tài)助焊劑。在250℃情況下，能在錫99.3％、銅0.7％合金的金屬液面上快速擴(kuò)散，與液面錫銅氧化物反應(yīng)迅速，具有良好的助焊效果。在室溫狀態(tài)下，助焊劑不會與銅、錫基材發(fā)生化學(xué)腐蝕。在波峰焊生產(chǎn)線上，電子產(chǎn)品焊錫后，PCB板面絕緣阻抗達(dá)到1×1013Ω以上，具有良好的電氣性能。
實(shí)施例2在錫線內(nèi)含固態(tài)助焊劑中的應(yīng)用 重量配方比例如下松香95％、乙二醇單苯醚3％、甲二磺酸咪唑鹽2％。加熱焙融分散完全后得到透明淡黃色固體助焊劑。在錫線生產(chǎn)中，將該助焊劑擠壓在錫線中的含量控制在2.8％至3.0％之間，錫線選用Sn99.3％、Cu0.7％的合金。制成的錫線在銅箔上潤濕性良好、焊點(diǎn)光亮、殘留物透明。在使用過程中，無臭味、無松香飛濺，助焊效果良好，錫線殘留物的絕緣阻抗達(dá)到1×1013Ω以上。
實(shí)施例3在助焊膏中的應(yīng)用 重量配方比例如下松香50％、二乙二醇單丁醚40％、硬脂酸酰胺5％、甲二磺酸胍鹽5％。加熱熔融分散完全后得到半透明淡黃色膏狀助焊劑。選用金屬成份Sn96.5％、Ag3.0％、Cu0.5％的錫粉，錫粉直徑在25微米至45微米之間。將錫粉90％，助焊劑10％，相互攪拌混溶后，得到錫膏。該錫膏具有良好的印刷效果，在銅、錫、鎳基材的焊盤上，可以加熱得到飽滿光亮的焊點(diǎn)。焊點(diǎn)殘留物的絕緣阻抗達(dá)到1×1013Ω，室溫狀態(tài)下焊點(diǎn)在6個月后不會被腐蝕發(fā)黑。
權(quán)利要求
1.一種助焊劑用非鹵素活性劑，其特征在于，是用磺酸與有機(jī)堿作用形成的磺酸鹽。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種助焊劑用非鹵素活性劑，其特征在于，磺酸鹽中的磺酸具有如下通式
其中，R為烷基、苯基或氫原子；X為鹵原子、磺酸基、羥基或氫原子。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種助焊劑用非鹵素活性劑，其特征在于，上述磺酸是烷基磺酸、烷基二磺酸、羥基磺酸、鹵代磺酸；如甲磺酸、乙磺酸、丙磺酸、甲二磺酸、乙二磺酸、丙二磺酸、羥基乙磺酸、苯磺酸、對甲苯磺酸、氯代甲磺酸中的一種。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種助焊劑用非鹵素活性劑，其特征在于，上述磺酸優(yōu)選烷基二磺酸，如甲二磺酸、乙二磺酸、丙二磺酸。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種助焊劑用非鹵素活性劑，其特征在于，在上述磺酸中，其中特別優(yōu)選甲二磺酸，其結(jié)構(gòu)示性式為HOSO2-CH2-SO2OH，CAS503-40-2。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種助焊劑用鹵素活性劑，其特征在于，上述磺酸鹽，是三乙胺甲二磺酸鹽、二苯胍甲二磺酸鹽、二異丁胺甲二磺酸鹽、二苯胺甲二磺酸鹽、三乙醇胺甲二磺酸鹽、N-甲基咪唑甲二磺酸鹽、甲二磺酸吡啶、十二胺甲二磺酸鹽、十八胺甲二磺酸鹽、甲二磺酸鉀、甲二磺酸鈉、甲二磺酸銅、甲二磺酸亞錫中的一種。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種助焊劑用非鹵素活性劑，其特征在于，所述磺酸鹽，在助焊劑中作為活性劑既可獨(dú)立使用，也可以和其它種類活性劑聯(lián)合使用。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種助焊劑用非鹵素活性劑，在助焊劑中是不可能存在的，除非有意添加，據(jù)此，我們提出只要離子色譜法能檢測到磺酸根，即可判定為使用本專利。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種助焊劑用非鹵素活性劑，其特征在于，上述有機(jī)堿，是有機(jī)胺類、胍類、咪唑類、磷類。
全文摘要
一種助焊劑用非鹵素活性劑，是用磺酸與有機(jī)堿作用形成的磺酸鹽。上述磺酸可以是烷基磺酸、烷基二磺酸、羥基磺酸、鹵代磺酸，如甲磺酸、乙磺酸、丙磺酸、甲二磺酸、乙二磺酸、丙二磺酸、羥基乙磺酸等。所述磺酸鹽，如三乙胺甲二磺酸鹽、二苯胍甲二磺酸鹽等。所述有機(jī)堿，可以是有機(jī)胺類、胍類、咪唑類、磷類等。本發(fā)明的優(yōu)越性1、高活性，在活性狀態(tài)下，屬強(qiáng)酸性物質(zhì)。其酸性強(qiáng)度與氫鹵酸相近。2、低腐蝕，在非焊接條件下，對焊盤與焊料金屬無腐蝕性，具有有機(jī)酸類活性劑低腐蝕的優(yōu)點(diǎn)。3、應(yīng)用范圍廣，可作為多類助焊劑中的活性成份。
文檔編號B23K35/36GK101758337SQ20091022714
公開日2010年6月30日 申請日期2009年12月3日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月3日
發(fā)明者易宗明, 劉藝 申請人:湖南阿斯達(dá)生化科技有限公司