[发明专利]一种高可靠性低温无铅锡膏及其制备方法

说明书

本发明公开了一种高可靠性低温无铅锡膏及其制备方法。是由重量比为88.5‑90.0：10‑11.5的焊锡粉和助焊剂混合而成。焊锡粉的成分包括（按重量百分比）：Sn：48‑56%，Ag：1.0‑1.4%，稀土Ge/Nd：0.1‑0.15%，In余量。本发明选择的原料中，焊锡粉合金的熔点低、机械性能好、抗热疲劳性能好，可以满足锡膏在低温环境中使用的高可靠性；助焊剂的沸点较低，可以满足焊接过程中溶剂溶解助焊剂中其他组分的要求，同时在焊接完成后，助焊剂基本挥发，减少焊后残留；活性剂的熔点也较低，可以保证焊接过程中发挥最大的作用，去除基板的氧化膜，降低焊料的表面张力，促进锡膏和基板的润湿；触变剂可以保证锡膏储存过程中无沉降、无分层，印刷过程中连续流畅。

技术领域

本发明涉及连接材料领域，具体的说是一种高可靠性低温无铅锡膏及其制备方法。

背景技术

锡膏作为一种电器元件连接材料，使用极为广泛，不同元器件因使用要求、工作环境、电器特性的不同，对锡膏的要求也有所不同。对于LED产业和一些不能承受高温焊接的电子零件芯片、电子材料和基板来说，主要使用低温锡膏完成连接加工。因此，市场上对低温焊料的需求越来越多。

锡膏是焊料和与之相配的助焊剂的混合均匀物。当前市面上使用的低温锡膏主要是Sn-Bi系，Sn-In系。对于这两系列焊料的共晶合金，其熔点分别是Sn-Bi58 138℃、Sn48-In 118℃。在实际使用过程中，上述两类锡膏都存在明显的不足，不能很好的满足实际使用的需要，具体的说：1、Sn-Bi58熔点低，润湿性能好，但是Bi本身具有脆性，高含量的Bi使得Sn-Bi系焊料拥有较高的脆性，制成锡膏后，该情况依然存在，焊接后的焊点强度低，机械性能差，在外力的作用下，焊点容易脱落，从而使电子器件、设备失效。2、Sn-In系锡膏其熔点低，导电、导热性能良好，毒性低，但是还存在着热疲劳可靠性差、润湿性不佳、焊后需清洗等问题。

综上所述，开发一款机械性能优异、抗热疲劳性能好、润湿性优异的免清洗低温无铅锡膏是本技术领域亟待解决的问题。

发明内容

本发明的目的在于克服现有焊料所存在的不足，提供一种机械性能优异、抗热疲劳性能好、润湿性优异的免清洗低温无铅锡膏以及用于制备该锡膏的方法。

为实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：一种高可靠性低温无铅锡膏，是由重量比为88.5-90.0：10-11.5的焊锡粉和助焊剂混合而成。焊锡粉的成分包括（按重量百分比）：Sn：48-56%，Ag：1.0-1.4%，稀土Ge/Nd：0.1-0.15%，In余量。

助焊剂主要由溶剂、松香、活性剂、触变剂等组成，其中，溶剂占35-45%，松香占38-47%，活性剂占7-16%，触变剂占6%。

优选的，溶剂占35-42%，松香占41-47%，活性剂占8-15%。

优选的，溶剂为丙二醇甲醚、乙二醇甲醚、三乙二醇甲醚和乙二醇乙醚中的一种或几种。

优选的，活性剂为丙二酸、戊二酸、己二酸、柠檬酸、辛二酸中的一种或几种。

优选的，触变剂为氢化蓖麻油、甲基氢化蓖麻油、乙撑双硬脂酸酰胺中的一种或几种。

本发明所述的低温无铅锡膏按照下列的方法制备。

步骤一，制备助焊剂。具体的说，分别称取一定量的溶剂、松香、活性剂、触变剂。首先，将溶剂加入到容器内，升温至90-100℃，搅拌3-5分钟。然后加入松香，用高速分散器分散松香，使之全部溶解在溶剂中，待溶液澄清透明后，降温至80-90℃，加入活性剂，用高速分散器分散5-10分钟，使活性剂充分分散在液体中，静置3-10分钟，然后加入触变剂，用高速分散器分散，使触变剂全部溶解在助焊剂中，然后取出分散头，静置放置最少8小时，得到本发明所需的助焊剂。

步骤二，制备锡焊粉。