无铅焊料用新型免清洗助焊剂的研究与制备

作     者：秦春阳 

作者单位：中南大学 

学位级别：硕士

导师姓名：李海普

授予年度：2014年

学科分类：080503[工学-材料加工工程] 08[工学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 0802[工学-机械工程] 080201[工学-机械制造及其自动化] 

主      题：助焊剂 免清洗 固化 无铅焊料 焊接性能 可靠性 

摘      要：论文分析了新型助焊剂的发展方向,探究了各组分的作用机理,形成了助焊剂的配方设计原则,制备出当前热点研究的水基免清洗助焊剂和具有可形成固化膜的功能性免清洗助焊剂,并对其相关性能进行检测,得到的结论与成果如下： (1)制备出了适用于Sn-0.7Cu无铅焊料的水基免清洗助焊剂。采用复配及微胶囊技术手段,解决了活性与腐蚀性之间的矛盾,进而对助焊剂主要成分进行了优化选择。所形成的配方中：丁二酸、己二酸、三乙醇胺复配物作为活化剂,其含量为2.2%;助溶剂、表面活性剂与成膜剂的含量分别为15.0%、0.1%与0.5%。助焊剂样品的性能检测表明：制备的水基助焊剂无卤素,固含量低于5.0%,溶液pH接近6.0,焊后残留无腐蚀性,离子污染度低,表面绝缘电阻率为2.1×1011Ω,且焊点润湿及铺展性能良好,平均扩展率达到78.0%。该助焊剂以去离子水作主溶剂,降低VOC物质的含量,符合环保要求。 (2)针对实际应用中的焊点可靠性问题,论文创新性的提出了可形成固化膜的助焊剂配方设计思路。配方以环氧树脂作为助焊剂的成膜物质,利用其固化后优异的力学与电气稳定性,提高焊点的可靠性。实验在固化体系的基础上,对助焊剂的主要成分进行了优化选择,其中活化剂为质量比为2：1的柠檬酸与丁二酸复配、成膜剂为环氧树脂A、固化剂选用酸酐B、溶剂为无水乙醇与丙三醇的复配物,其含量分别为3.9%、9.3%、6.5%、79.7%。最终配方的性能检测表明：制备的免清洗助焊剂无卤素,助焊效果良好,平均扩展率接近80.0%,表面绝缘电阻率高达1.1×1012Ω,无明显电化学迁移现象,且焊后形成的固化膜具有优异的力学性能,耐冲击强度达到17.5kJ/m2,焊点可靠性得到有效提高。