[发明专利]一种高熔点无铅无卤焊锡膏及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于焊接材料技术领域，尤其涉及一种高熔点无铅无卤焊锡膏及其制备方法。

背景技术

表面组装技术（Surface Mount Technology，缩写SMT）是目前电子组装行业里最盛行的一种技术和工艺，为了使SMT回流焊接时电子元件内部封装高温焊料不产生熔融的现象，高温焊料要求固相线温度至少高于260℃。现在常使用的高温焊料主要是以Pb为主要成分的合金，例如：Sn5-Pb92.5-Ag2.5合金 ，固相线温度是287℃，液相线温度是296℃；Pb-5Sn合金 ，固相线温度是300℃，液相线温度是314℃；Pb-10Sn合金，固相线温度是268℃，液相线温度是301℃；Pb-5Ag合金，固相线温度是304℃，液相线温度是365℃。然而使用Pb为主要成分的高温焊料焊接的废旧电子设备内的印刷基板难以回收，大多以填埋的方式进行处置。

近年来，随着环境的日益恶化，雨水普遍被污染成酸雨，在酸雨的作用下，Pb从印刷基板等钎焊部件上溶解，卤元素溶解，导致地下水受到Pb和卤元素污染，污染环境。

 因此研究一种固相线温度高于260℃的无铅无卤高温焊料是大量焊料厂家及科研机构的一个重要发展方向。现在主要研究方向是使用以Sn为主要成分的无铅焊料，但是，该无铅焊料即使使用大量的Ag、Cu、Sb、Ni、 Cr、Fe、Mo等高熔点金属，也只是使焊料的液相线温度上升，其固相线温度无法达到260℃，所以以Sn为主要成分的无铅焊料不存在适用于在焊接温度260℃不熔融的Sn基焊料。

为了开发出无铅无卤的高温焊料，各种各样的焊料应运而生。中国专利CN100475996C公开了一种高温无铅焊料用组合物、生产方法及元件，该无铅高温焊料包含一种含银2wt%-18wt%、含铋98wt%-82wt%的银铋合金，具有固相线不低于262.5℃、液相线不高于400℃，但是，该无铅焊料用组合物强度和塑性较低，此焊料用普通助焊膏做成的锡膏在抗坍塌能力较差，锡珠较多等不良，不利于该无铅焊料用组合物的工业化生产和推广。

目前焊锡膏中常用的触变剂有以下几类：氢化蓖麻油、改性蓖麻油、酰胺类化合物。氢化蓖麻油的熔点为80℃度，改性蓖麻油最高的熔点也只能做到140℃左右。酰胺类触变剂如：硬脂酸酰胺熔点98-102℃，乙撑双油酸酰胺熔点101-120℃，乙撑双硬脂酸酰胺熔点141-146℃。上述常用的触变剂相对于普通无铅焊料如Sn96.5Ag3.0Cu0.5，Sn99.0Ag0.3Cu0.7等熔点低于230℃的合金锡膏基本是适用的，但对于高熔点焊料如： Bi91.95Ag8Sb0.05，Bi94.5Ni2Cu2Ag1.5等熔点高于260℃的焊料合金，熔点140℃左右的触变剂不能有效的防止高熔点焊料在熔化前不坍塌。在熔化前就坍塌的焊锡膏则可能出现因坍塌而产生收不回来的锡珠。

发明内容

为了解决现有技术高温焊料强度和塑性低，焊锡膏易坍塌，本发明提供一种高熔点无铅无卤焊锡膏及其制备方法。

       本发明的目的之一是提供一种高熔点无铅无卤焊锡膏，该焊锡膏包含80重量份~90重量份 焊料合金和10重量份~20重量份 助焊膏，其中，所述的焊料合金主要含银1.5wt％－10wt％的铋银合金或含银1.5wt％－10wt％和0.05%-4.0%第三元素的铋银合金，所述第三元素是Al、Ba、Ca、Ce、Mg、P、Au、Cu、Pt、Sb、In、Sn、Ni、Ge和Zn中的一种，所述的焊料合金优选是Bi95.3Ag4.7，Bi91.95Ag8Sb0.05，Bi94.5Ni2Cu2Ag1.5和Bi93.3Ag4.7Ni2.0中的一种或其组合物，具有强度高，塑性高，抗疲劳特性强的优点。

所述的助焊膏的组分质量百分比含量如下：

松香                          30重量份～55重量份；

触变剂                        3重量份～15重量份；

有机酸胺盐活性剂              2重量份～10重量份；

有机酸活性剂                  2重量份～10重量份；

表面活性剂                    3重量份～15重量份；

醇类溶剂                      5重量份～25重量份；

醚类溶剂                      10重量份～20重量份。