[發明專利]錫鋅系無鉛合金焊膏及其制備方法

無效

• 申請號: 200810231811.7
• 申請日: 2008-10-20
• 公開（公告）號: CN101380699A
• 公開（公告）日: 2009-03-11
• 發明（設計）人: 趙麥群;盧加飛;呂娟;李濤
• 申請（專利權）人: 西安理工大學
• 主分類號: B23K35/22
• 分類號: B23K35/22;B23K35/26;B23K35/36
• 代理公司: 西安弘理專利事務所
• 代理人: 羅 笛

技術領域

本發明屬于電子材料技術領域，涉及一種用于焊接電子元器件的焊接 材料，具體涉及一種錫鋅系無鉛合金焊膏，本發明還涉及該合金焊膏的制 備方法。

背景技術

隨著微型電子元件及高密度精細間距集成電路芯片的出現，表面組裝 技術SMT迅速發展，在許多領域已經完全取代傳統的電子組裝技術，成為 電子產品整機組裝的主流技術，并向窄間距、高密度、高精度、多功能、 免清洗和無鉛化方向發展。

焊錫膏作為一種重要的焊接材料，廣泛應用于表面組裝工藝，具有固 定電子元器件、去除表面氧化膜、形成可靠焊點等作用，其質量的優劣直 接關系到表面組裝組件的品質好壞。統計表明，60％～70％的焊接缺陷與焊 錫膏的質量有關，為保證焊接質量，焊錫膏普遍使用Sn-Pb釬料。

鉛對環境的污染和對人體的傷害已引起社會的廣泛關注。為減少電子 行業使用含鉛材料造成的環境污染，對電子產品中的鉛含量進行限制。因 此，Sn-Cu釬料系列成為最可能替代Sn-Pb釬料的產品。無鉛釬料的物理性 能、釬焊工藝性能、焊接頭的力學性能等方面應與Sn-Pb釬料接近，而且 成本不能過高。目前，有的無鉛釬料合金可以直接使用，或對現行焊接工 藝進行微調就可替代含鉛釬料。但也有一些很有前景的釬料合金，在使用 時需對現行焊接工藝做較大調整。

Sn-Zn系焊料在目前所開發出的焊料合金系中，以其較低的熔點、低廉 的成本、優異的機械性能和豐富的資源受到重視。由于其熔點與傳統Sn-Pb 系焊料接近，可直接使用現有焊接工藝和設備，具有很大的開發潛力和市 場前景。但其存在易氧化、耐腐蝕性差、在基板上的潤濕性相對較低、可 焊性差等缺陷，在應用上受到限制。大量研究證明，通過添加合金元素， 可以提高Sn-Zn系焊料的抗氧化性和耐腐蝕性，從而提高潤濕性。

現有的Sn-Zn系焊錫膏在SMT工藝過程中容易氧化，存在不能形成焊 點或焊點質量差的缺點。

發明內容

本發明的目的是提供一種錫鋅系無鉛合金焊膏，將其應用于SMT工藝 過程中，具有抗氧化和較高的焊接質量。

本發明的另一目的是提供一種上述合金焊膏的制備方法。

本發明所采用的技術方案是，一種錫鋅系無鉛焊膏，按重量百分比，

由以下組份組成：

焊錫合金粉末?????85％～90％

助焊劑???????????10％～15％

上述組份總量100％；

其中的焊錫合金粉末，按重量百分比，由8％～10％的鋅、0.005％～1.0％ 的稀土元素、0.001％～0.1％的鋁和余量Sn組成，上述組份總量100％，

其中的助焊劑，按重量百分比，由15％～60％的改性松香、3％～20％ 的活性劑、1％～10％的成膏劑、2％～10％的觸變劑、0.1％～3％的苯并三唑、 0.1％～8％的三氯異氰脲酸和余量的有機溶劑組成，上述組份總量100％。

本發明所采用的另一技術方案是，一種上述無鉛焊膏的制備方法，具 體按以下步驟進行：

步驟1：焊錫合金熔煉

按重量百分比，分別取鋅8％～10％、稀土元素0.005％～1.0％、鋁 0.001％～0.1％和錫，上述組份總量100％，將各組份混合，進行熔煉，得到 合金；

步驟2：制備焊錫合金粉末

采用霧化法，以氮氣作為霧化氣體，將步驟1得到的合金置于壓力為 0.5MPa～1.0MPa、溫度為400℃～500℃的條件下，霧化制得合金粉末，將 該合金粉末，通過篩選，制得粒度小于74μm的焊錫合金粉末；

步驟3：制備助焊劑

按重量百分比，分別取改性松香15％～60％、活性劑3％～20％、成膏 劑1％～10％、觸變劑2％～10％、緩蝕劑0.1％～3％、添加劑0.1％～8％和 溶劑，各組份總量100％，將改性松香緩慢加入有機溶劑中，同時，加熱并 攪拌，至改性松香完全溶解后，分別加入其它組份，繼續加熱攪拌，至所 有組份完全溶解，混合均勻，靜置，制得助焊劑；

步驟4：制備焊膏

按重量百分比，分別取步驟2制得的焊錫合金粉末85％～90％和步驟3 制得的助焊劑10％～15％，混合均勻，即制得錫鋅系無鉛合金焊膏。