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[摘要]介紹了一種新型的免洗焊劑MNCT的研制。本助焊劑具有助焊性能優良、絕緣性好、無腐蝕性及焊后不必清洗等優點。
[關鍵詞]助焊劑;無腐蝕;免洗;微膠囊化
近年來,隨著電子行業的飛速發展和市場競爭的日趨激烈,降低成本、提高質量、節約勞動,已成為廠家迫切要求,其中免去產品焊接中的清洗工藝是一個很重要的途徑。為此,國內外有許多免洗助焊劑研制出來,這些免洗助焊劑主要液體或低固含量、無鹵化物的合成高分子樹脂焊劑。但這些助焊劑總也解決不了可焊性和腐蝕性的矛盾,因為一個有著良好助焊性的助焊劑同時也必然有著較強的腐蝕性;腐蝕性上的助焊劑總是助焊性能較差。近年來,我們參考了大量國內外文獻。做了許多實驗,選取了性能優良的活性成分,并對活性成分采取了特殊的微膠囊化處理技術,較好地解決了可焊性和腐蝕性的矛盾。研制出了一種性能優異的助焊劑 -MNCT。
1 助焊劑成分的選擇
1.1 活性成分的選擇
我們知道活性成分在助焊過程中的作用機理主要是除去基板表面的氧化膜。某些有機酸具有良好的助焊性,但腐蝕性較大;有機胺類無腐蝕性,但洗性較弱,因而考慮將二者結合起來使用。
1.1.1 有機酸的選擇
用稱量法測得幾種常見有機酸潤濕能力。結果見表1。
有機酸質量分數16% | 乙酸 | 正丙酸 | 乳酸 | 水楊酸 | 酒石酸 | C酸 |
潤濕力F/x10E-5N | 60 | 55 | -60 | -61 | -90 | -95 |
由表1可以看出C酸的潤濕力較強,因而選取C酸作性物質。C酸量種羥基多元有機酸。表2是用潤濕稱量得到的幾種常見的有機胺的作用能力比較。
有機胺質量分數10% | 甲胺 | 乙胺 | 二乙烯三胺 | 三乙胺 | T胺 | 尿素 | 乙二胺 |
潤濕力F/x10E-5N | 55 | 59 | 40 | 55 | 50 | 57 | 54 |
由上表可以看出二乙烯三胺的潤濕力較強,但活性溫度下易分解,因而選擇T胺作活性物質。(T胺是一種多元醇胺)
1.2 溶劑的選擇
良好的溶劑(載體),即要對焊接表面具有良好的保護作用,又要有適當的粘度。高沸點的醇保護效果較好,但粘度大、使用不便;低沸點的醇粘度低,但保護性差,因而可以考慮選擇混合醇的辦法。表3為一種混合溶劑的配比(質量比)。
乙醇 | 乙二醇 | 丙三醇 | 乙二醇丁醚 |
2 | 8 | 8 | 1 |
1.3 成膜物的選擇
一般來講,無清洗助焊劑必須以合成高分子樹脂料為基礎。這類物質具有良好的電氣性能常溫起保護作用不顯活性,在200-300°C的焊接溫度下顯示活性。硅改性丙烯酸樹脂具有無腐蝕、防潮及三防性能優異,可將其作為膜劑。
另外,我們還選用了抗氧化熱穩定劑對苯酚、保護劑苯并三氮唑作為輔助成分。
2 助焊劑的配制
所用的助焊劑各成分質量分數見表4。
其中C酸和T胺是經微膠囊化處理后的產物。
成分 | C酸 | T胺 | 乙醇 | 乙二醇 | 丙三醇 | 乙二醇丁酸 | 硅改性丙烯酸樹脂 | 對苯酚 | 苯并三 氮唑 |
W% | 7.0 | 4.0 | 6.0 | 25.0 | 25.0 | 3.0 | 25.0 | 0.1 | 5.0 |
活性成分的微膠囊化處理:將C酸和T胺以7:4比例混合后加入一定量的水加熱到50°C左右,同時攪拌0.5h,然后加入2倍的混合物(質量)的M樹脂,升溫90°C左右,攪拌4h后,冷卻、抽濾、烘干、研碎。得一白色粉末物質,即為微膠化后的活性物質。該產品的特點為:常溫下非常穩定,當然加熱到活性溫度約200°C時,囊壁破裂,釋放出的活性物質,顯示活性。冷卻后又迅速收縮,將活性物質及其作用殘渣包囊起來,失去活性,不留下任何有害物質。
最后按上表配比將各成分混合,加熱40°C攪拌2h左右,即助焊劑MNCT。
3 MNCT助焊劑性能測試
將MNCT免洗助焊劑與普通松香型免洗助焊作性能測試對比實驗。
3.1 軟釬焊性試驗
漫流面積:在分別涂有MNCT和松香型免洗助焊劑的清洗銅板(50mm x 50mm x 1mm)中央放上HLSnPb50釬料(D8mm x 4mm), 釬料上并分別滴上2滴助焊劑。然后置于275°C的恒溫箱內1min,取出測其溫流面積,測三次取其平均值。結果見表5。
浸流面積S/mm² | 平均值S/mm² | |||
MNCT | 470 | 469 | 510 | 492 |
松香 | 454 | 440 | 467 | 453 |
由上面數據可以看出:MNCT漫流面積較一般松香的面積大得多,具有較強的助焊性。
3.2 腐蝕實驗
在銅板(50mm x 50mm x 1mm)上分別滴上MNCT和松香助焊劑,使其自然漫流。然后放入80°C的烘箱中烘2h。取出冷卻后再放入潮濕箱(溫度40°C,濕度93%)中72h。結果發現:有松香型助焊劑的銅板顏色變深綠,有明顯的腐蝕現象,而有MNCT助焊劑的銅板有殘渣,但無腐蝕現象。
以下只對MNCT助焊劑進行性能實驗
3.3 絕緣抗試驗
依據BELLCORE TR - TSY- 000078S.I.R Test 標準進行絕緣抗阻試驗。將樣板在80°C的烘箱中烘烤2h取出,在常溫下測其電阻R1;再將樣板放入溫度為35°C,溫度90%的潮濕箱中24h,取出用濾紙吸干表面水份,測其絕緣電阻R2,結果如下:
R1=2.7x 10E12Ω, R2=2.3 X 10E12Ω
由此可見,MNCT免洗助焊劑有著較好的絕緣性。
3.4 不粘附性試驗
將粉筆末撒到MNCT助焊劑表面,然后擦去,不粘附;用紗布方法試驗,紗布上看不到助焊劑殘留物,試板上也無明顯紗布痕跡。
3.5 測mnct助焊劑酸度
測 MNCT助焊劑酸度:pH=6-7,基本呈中性。由于條件限制,有些性能實驗無法進行。
4 結論
4.1該助焊劑為無色或淡黃色透明液體,稍有異味。
4.2使用范圍和活性溫度較廣,對錫、鋁、銅 、鉛、銀有較強的化學活性,活性溫度200-350°C。
4.3鋪展性、軟釬焊性、絕緣性優良,保存時間長。
4.4低固含量、不含鹵素、不吸潮、不發粘、無腐蝕、焊后不必清洗。
由以上論述可以看出MNCT不失為一種理想的免洗助劑。