[發(fā)明專利]焊錫膏

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201611081750.1
• 申請(qǐng)日: 2016-11-30
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN106624430A
• 公開(kāi)（公告）日: 2017-05-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 曹立兵
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 安徽華眾焊業(yè)有限公司
• 主分類號(hào): B23K35/26
• 分類號(hào): B23K35/26;B23K35/362;B23K35/363;B23K35/40
• 代理公司: 北京聯(lián)瑞聯(lián)豐知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙)11411
• 代理人: 鄭自群

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于膏體焊接材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種焊錫膏。

背景技術(shù)

現(xiàn)代電子工業(yè)快速發(fā)展，焊錫膏對(duì)于電子產(chǎn)品的焊接是其重要的生產(chǎn)環(huán)節(jié)，傳統(tǒng)的焊錫膏因?yàn)楹写罅裤U而產(chǎn)生大量煙塵而被逐漸取代，采用低銀化焊料合金是無(wú)鉛化電子組裝提高性價(jià)比的發(fā)展趨勢(shì)，在現(xiàn)有市場(chǎng)上已有基于SAC305制備的焊錫膏，但其缺點(diǎn)是成本偏高，以此急需通過(guò)降低焊料合金中的Ag含量，進(jìn)而提高組裝工藝的性價(jià)比。

Sn-Zn系焊料是目前在電子封裝工業(yè)中替代Sn-Pb焊料的一種無(wú)鉛焊料，與Sn-Pb共晶焊料的熔點(diǎn)十分接近，因此引起了人們的關(guān)注。對(duì)Sn-Zn系焊料人們對(duì)其進(jìn)行了多方面的研究，也獲得了很多實(shí)質(zhì)性的進(jìn)展和成就，但在實(shí)際中也顯示了一些不足之處。Sn-Zn系焊料與基板的結(jié)合強(qiáng)度和焊點(diǎn)的可靠性較差。此外，是極易氧化的元素，含Zn較多的熔體表面更容易形成氧化物，且形成的氧化物沒(méi)有保護(hù)熔體的作用，從而導(dǎo)致焊料的抗氧化性較差，限制了焊料合金的應(yīng)用。低溫錫膏現(xiàn)存最大的缺點(diǎn)是容易發(fā)黑，原因在于金屬Zn比其他的金屬更易氧化，氧化層也更厚，助焊膏去除氧化物之后形成的金屬鹽也比較多，這些鹽焊后就會(huì)形成一種黑色物質(zhì)。因此，如何改善低溫錫膏的發(fā)黑問(wèn)題成為現(xiàn)有技術(shù)的關(guān)鍵。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提出一種焊錫膏，該焊錫膏具有很好的焊點(diǎn)結(jié)合強(qiáng)度，解決目前低溫錫膏易發(fā)黑的問(wèn)題。

本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的：

一種焊錫膏，按照重量百分?jǐn)?shù)計(jì)算，由無(wú)鉛焊料合金粉末85％～90％與助焊膏10～15％混合制成，所述無(wú)鉛焊料合金粉末按照重量百分?jǐn)?shù)計(jì)算，包括以下原料制成：鋅5～10％、納米鈦顆粒0.1～0.2％、銅0.3～0.5％、鉍2～4％與石墨烯0.6～2.4％，余量為錫；所述助焊膏的組分為：粘結(jié)成膜劑35～45wt％、二溴乙基苯0.5～2wt％、蓖麻油酰二乙醇胺1～2％、三乙醇胺3～6％，余量為有機(jī)溶劑。

進(jìn)一步，所述有機(jī)溶劑由四氫糖醇、二縮三乙二醇、氫化松香丙醚按照體積比為40～50:10～20:30～50組成。

優(yōu)選地，在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，所述粘結(jié)成膜劑為氫化松香、聚合松香與水白松香的混合物，其中，氫化松香、水白松香與聚合松香的質(zhì)量比為2～3:4～5:1～2，有利于保證助焊膏的物理穩(wěn)定性，從而延長(zhǎng)其存儲(chǔ)壽命。

一種焊錫膏的制備方法，包括以下步驟：

1)無(wú)鉛焊料合金粉末制備；

2)助焊膏制備：先按配料量的有機(jī)溶劑和粘結(jié)成膜劑置于帶分散裝置的容器中，加熱并不斷攪拌至物料完全溶解，然后一次性加入其余物料，繼續(xù)加熱攪拌至所有物料完全溶解成清亮稀粘稠液體即停止加熱和攪拌，封好容器口，靜置冷卻至室溫，得到助焊膏；

3)先將助焊膏置于合成器中，然后加入無(wú)鉛焊料合金粉末焊料粉，將合成器密封，然后啟動(dòng)真空系統(tǒng)抽真空后充入氮?dú)庵琳龎?，隨后啟動(dòng)攪拌系統(tǒng)攪拌，停止攪拌，出料，即得。

進(jìn)一步，本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例中，所述無(wú)鉛焊料合金粉末制備方法為：

a、將純鋅錠、納米鈦顆粒、純銅錠、純鉍錠以及純錫錠封裝在真空石英管中，然后充入高純度的氮?dú)獗Ｗo(hù)性氣體；

b、將步驟a中封裝好的原料放入反應(yīng)爐中熔煉熱處理，完全熔化后的熔液；

c、將石墨烯置于攪拌式球磨機(jī)中，充入液氮至完全浸沒(méi)磨球后，進(jìn)行球磨，將球磨后的粉末取出，加入步驟b的熔液中進(jìn)行攪拌，然后置于惰性氣體保護(hù)箱中冷卻至室溫，再裝入模具中熱壓燒結(jié)；

d、將熱壓燒結(jié)后的坯體擠壓加工成型，即得。

本發(fā)明的有益效果：

1、本發(fā)明使用的助焊膏通過(guò)對(duì)各種組分的篩選，有效解決了無(wú)鉛錫膏發(fā)黑的問(wèn)題。此外，對(duì)有機(jī)溶劑進(jìn)行篩選發(fā)現(xiàn)使用由四氫糖醇、二縮三乙二醇、氫化松香丙醚組成的有機(jī)溶劑，使得無(wú)鉛錫膏潤(rùn)濕性較好、焊點(diǎn)外形較飽滿，鋪展率都大于92％，較傳統(tǒng)的醇醚復(fù)配溶劑鋪展率提高很多

2、本發(fā)明通過(guò)添加適當(dāng)比例的石墨烯，石墨烯與固溶鈦晶體相互作用，使得固溶鈦優(yōu)先與氧反應(yīng)，在熔融焊料的液面瞬間形成一層薄而致密的氧化膜，該氧化膜能夠有效地隔離外界的氧進(jìn)入膜內(nèi)，能夠抑制熔融焊料中的Zn發(fā)生氧化，從而顯著提高焊料合金的抗氧化性能。納米鈦顆粒能促進(jìn)IMC層的生長(zhǎng)，抑制Cu3Sn層的生長(zhǎng)。

具體實(shí)施方式

實(shí)施例1

一種焊錫膏，按照重量百分?jǐn)?shù)計(jì)算，由無(wú)鉛焊料合金粉末85％與助焊膏15％混合制成。

無(wú)鉛焊料合金粉末按照重量百分?jǐn)?shù)計(jì)算，包括以下原料制成：鋅7％、納米鈦顆粒0.15％、銅0.4％、鉍3％與石墨烯1.8％，余量為錫。