[发明专利]一种无铅焊锡膏

说明书

技术领域

本发明涉及电子元器件焊接焊锡膏，特别涉及基于Sn-Ag-Cu合金的无铅高焊接性能的焊锡膏。

背景技术

随着电子产品向超大规模集成化、数字化、微型化方面发展，使得表面安装技术(SMT)成为电子组装的主流技术。传统的锡铅焊焊锡膏基本能满足这些要求，但因其中含有大量的铅，长期使用会给人类生活环境和安全带来较大危害。因此美国、欧盟等已颁布了禁止使用铅及其化合物的立法，包括我国在内的许多国家都制订了无铅焊料的国家标准。相对锡铅焊焊锡膏而言，无铅SnAgCu系列焊焊锡膏的熔点高出约34℃，这就带来了焊接过程中高温氧化等严重问题，给无铅焊焊锡膏用助焊剂提出了更为苛刻的要求，所以传统助焊剂不再与之相适应。

将多家具有一定市场竞争力的无铅焊锡膏的使用结果进行对比分析，发现焊锡膏普遍存在的问题有：1、随使用时间的延长发生凝固；2、回流焊时易形成焊球从而造成短路问题；3、焊后残留物的腐蚀性、绝缘性、长期稳定性、焊接过程中产生有害气体以及焊接不良等问题。

究其原因，目前无铅焊锡膏研究技术的难点主要存在三个方面：一、活性弱。由于无铅焊料的的可焊性能远远低于锡铅焊料，所以其对助焊剂的活性性能要求更高。基于环保要求，现在的焊锡膏都倾向于免洗型，所以活性剂多采用有机酸。因其作用柔和，带来的腐蚀性极小，一般不会造成较大的危害，但是所配制的焊锡膏活性弱，可焊性差，易造成虚焊。二、焊后残留物较多。大多数厂家为了延长焊锡膏的保存时间，常添加高沸点、高粘度、低挥发度的助溶剂来减缓挥发速度，以确保焊锡膏在使用时不会很快固化而无法印刷。这就造成了焊接加热时印制板组件在快速升温时，焊锡膏中的溶剂不能完全挥发干净而在焊后形成大量残留，不仅外观欠佳，还发粘。三、触变性差。不同印刷工艺需要不同粘度范围的焊锡膏，特别是对于细小间隙的回流焊，焊锡膏的触变性能尤为重要。

发明内容

本发明要解决目前焊锡膏普遍存在的问题，即载体的流变性差、活化点与焊接温度不匹配、焊后残留较大等技术问题，为此提供本发明的一种无铅焊锡膏，该焊锡膏焊接性能、印刷性能和铺展性好，焊后残留物少。

为解决上述问题，本发明焊锡膏采用的技术方案是：以所述焊锡膏重量为基准由8～20％的助焊剂和80～92％的SnAgCu系列焊锡粉混合而成，其特殊之处是：

所述助焊剂以其重量为基准含有38～44％的松香，6.5～7.0％的活性剂、41～45％的有机溶剂和2.4～7.0％的触变剂；

所述活性剂由含卤复合盐、二元有机酸和醇胺盐组成；

所述有机溶剂由＞220℃的高沸点溶剂和＜220℃的低沸点溶剂配合而成；

所述触变剂由聚酰胺、氢化蓖麻油、脂肪酸甘油酯、N，N-亚乙基双硬脂酸酰胺中的一种或两种组成；

所述SnAgCu系列焊锡粉以其重量为基准由96.5～99.0％Sn粉、0.3～3.0％Ag粉和0.5～0.7％Cu粉混合组成。

本发明所述含卤复合盐是二苯胍氢溴酸盐、异丙胺溴化氢酸盐、三乙醇胺氢溴酸盐中的一种或若干种组成。

本发明所述二元有机酸是甲基丁二酸、羟基油酸酸、戊二酸、DL-苹果酸中的一种或若干种组成。

所述醇胺盐是三乙醇胺、三异丙醇胺、正三辛胺中的一种或若干种组成。

所述有机溶剂由二乙二醇单乙醚、二乙二醇二甲醚、二乙二醇二丁醚、四乙二醇二甲醚、二丙二醇甲醚、二丙二醇丁醚、己二醇、丙三醇、2-乙基-1、3-己二醇中的两种或若干种组成。

所述助焊剂还含有抗氧剂如苯并三氮唑、2，6-二叔丁基-4-甲基苯酚和表面活性剂如改性烷基酚聚氧乙烯醚。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、活性时间大大延长，且提高了产品的助焊性能；

2、焊锡膏的触变性能较好，可配成不同粘度范围的焊锡膏满足不同印刷工艺需要，特别是对于细小间隙的回流焊；

3、焊锡膏溶剂的沸点、活化剂的活化点与焊接温度相匹配，减少了焊后残留物，致使焊后腐蚀性小、绝缘性佳，具有长期稳定性。

具体实施方式

描述实施例以进一步解释本发明。这些实施例总的来说是解释性的，而不是限制性的。在实施例中，如果未特别指出，百分比表示重量百分比。

以下是本发明的焊焊锡膏配方的实施例1～5与比较例1～5，见表1：

表1助焊剂配方表

本发明是将含有两个羧基的有机酸和含卤的复合盐及醇胺盐制成的活性剂加入到焊锡膏的助焊剂中，该活性剂能连续地与锡粉反应，反应温度的范围很广，并且还能显示很强的去除氧化膜的效果。