[發(fā)明專利]錫基合金焊粉及其表面鈍化方法和包含其的錫膏

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010905563.0
• 申請日: 2020-09-01
• 公開（公告）號: CN112059466A
• 公開（公告）日: 2020-12-11
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 徐樸;王思遠(yuǎn);劉傳福;劉碩;石建豪
• 申請（專利權(quán)）人: 深圳市福英達(dá)工業(yè)技術(shù)有限公司
• 主分類號: B23K35/26
• 分類號: B23K35/26;B23K35/40;C25D11/00
• 代理公司: 深圳市睿智專利事務(wù)所 44209
• 代理人: 陳鴻蔭;周慧玲

一種錫基合金焊粉及其表面鈍化方法和包含其的錫膏，其表面鈍化方法，包括步驟B：將錫基合金焊粉放入第一密閉容器中；步驟D：將氣態(tài)保護(hù)物質(zhì)注入容置有錫基合金焊粉的第一密閉容器中，使氣態(tài)保護(hù)物質(zhì)與錫基合金焊粉充分接觸，并與錫基合金焊粉反應(yīng)，在錫基合金焊粉的顆粒表面形成保護(hù)層。由本發(fā)明方法制備的錫基合金焊粉，更不容易受到錫膏中活性較強(qiáng)的酸性物質(zhì)影響，即按本發(fā)明方法制得的錫基合金焊粉在含有酸性物質(zhì)的錫膏中能更持久的保持性能；由發(fā)明方法制得的錫基合金焊粉所制成的合金錫膏，其粘度穩(wěn)定性也因為錫基合金焊粉顆粒的表面性能改善而大大提高。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及金屬制粉領(lǐng)域和金屬粉末的表面鈍化方法技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及用于錫膏制備的錫基合金焊粉的表面處理技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種能將錫基合金焊粉表面鈍化方法使其適用于高穩(wěn)定粘度錫膏制備。

背景技術(shù)

電子裝備在制造過程中，電子元件的焊接是其中的重要環(huán)節(jié)。

錫基合金焊粉是當(dāng)代微電子和半導(dǎo)體封裝的重要焊接材料，由它與化學(xué)助焊膏制造的錫膏是所有微電子產(chǎn)品必不可少的連接材料，只有可靠的焊接，才能保證微電子產(chǎn)品中的電信號得到可靠的傳輸。錫膏的粘度(即黏度)穩(wěn)定性保證了電子產(chǎn)品在焊接印刷和回流工藝中的良品率，膏的粘度穩(wěn)定性對貼片精度和效率顯得十分重要。

錫膏在存儲時候通常采用低溫密封封裝，在使用時候從冰柜中取出，回溫至室溫后的錫膏，用于電子元件的焊接。由于現(xiàn)在電子線路中的電子元件越來越小型化，其承受的焊接時間和能量都需要越小越好。為了滿足焊接時間短，焊接溫度低的快速低溫焊接需求，必須提高錫膏活性。為提高錫膏活性，通常焊料中的酸類活性物質(zhì)如有機(jī)酸相對之前增多，以保證能在盡量少的時間和能量條件下就能融化并形成連接可靠的焊接面。而這些提高錫膏活性的酸類活性物質(zhì)在錫膏開封后，很快就會與錫膏中的錫基合金粉末發(fā)生反應(yīng)，反應(yīng)形成有機(jī)酸鹽；進(jìn)一步地，錫粉氧化膜被酸類活性物質(zhì)腐蝕后，接觸空氣后錫膏重新氧化，從而會使錫膏的粘度發(fā)生改變，從而使錫膏不易于被印刷或噴涂在焊盤上。

錫膏粘性能維持的時間較短；通常錫膏至少要有8小時的印刷時間，假如助焊膏的活性較強(qiáng)的情況下，其使用壽命會明顯降低一半以上，4小時甚至更短時間錫膏粘性（即黏性）就會發(fā)生改變，通常是粘度增大，進(jìn)而出現(xiàn)錫膏發(fā)粗、發(fā)干的質(zhì)量問題，從而使得錫膏無法再繼續(xù)適用于電子線路板的焊接。因此當(dāng)超出一定時間后，需要重新開封新的錫膏。這樣的特性使得電子線路板的焊接效率大大降低，也容易造成錫膏的浪費。

錫膏粘性或粘度的穩(wěn)定性受到多種因素的影響，其中錫膏中的酸類活性物質(zhì)是其中最主要的因素之一，同樣，錫基合金粉末表面特性也是其與酸類活性物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)的關(guān)鍵因素。

錫基合金粉末制造主要有氣霧化法、離心霧化法、和超聲霧化方法，由于各種工藝方法都屬于金屬快速凝固的過程。故錫基合金粉末的表面形態(tài)，表面化學(xué)元素分布，表面物理性質(zhì)受到錫基合金純度、霧化過程的工藝穩(wěn)定性和工藝方法諸多因素的影響，錫基合金粉末表面的化學(xué)和物理性質(zhì)決定了錫膏的特性，其中影響較大的就是錫基合金粉末表面的化學(xué)元素價態(tài)結(jié)構(gòu)的不同，會使得制成的錫膏粘度穩(wěn)定性不同，如何保證在不同的生產(chǎn)工藝方法下生產(chǎn)的粉末具有相同的錫膏粘度穩(wěn)定性，是全球錫基焊粉行業(yè)面臨的共同技術(shù)痛點。

現(xiàn)有技術(shù)中，有在錫基合金粉末霧化制備過程中，加入化學(xué)緩蝕劑如苯并三氮唑添加劑的方法進(jìn)行表面處理，錫基合金粉末霧化冷卻成型過程通常是一個非常短暫的過程，因此其表面處理并不充分。而且在錫基合金粉末霧化制備過程中加入緩蝕劑對設(shè)備和工藝的要求也不清楚，且金屬粉末高溫霧化的溫度和緩蝕劑的溫度耐受范圍相差較大，在短暫的合金粉末霧化冷卻成型過程中緩蝕劑無法對成型錫粉進(jìn)行較為均勻的表面處理，其最終的鈍化效果并不好。

現(xiàn)有技術(shù)中，也有采用錫基合金粉末在緩蝕劑溶液中浸泡，然后取出后烘干，使粉未顆粒表面帶有化合物絡(luò)合層。這種方法采用液態(tài)的緩蝕劑，對粉末的浸潤度有限，由于微細(xì)粉末的表面張力原因，不容易將粉末充分分散均勻及潤濕，以及后期需要烘干等操作，也會影響其最終鈍化效果，且該方法用于工業(yè)化生產(chǎn)效率低下，需要進(jìn)行充分?jǐn)嚢瑁芎妮^高。