[发明专利]一种低残留高存储稳定性低温铝用锡膏及其制备方法

说明书

本发明公开了一种低残留高存储稳定性的低温铝钎焊用锡膏及其制备方法。该铝用锡膏由助焊膏和锡基钎料合金粉组成。按质量百分比计，锡膏中助焊膏为8.0～24.0％，其中羟基胺占4.0～10.0％，金属活性盐占0.4～1.0％，助溶剂占2.0～6.0％，金属卤酸盐占1.2～3.0％，触变剂占0.2～1.0％，钎料包覆剂占0.2～3.0％；余量为锡基钎料合金粉。助焊膏制备时，金属卤酸盐以低温固态形式通过高速剪切分散于助焊膏中。制备的锡膏具有焊后残留少和存储稳定性高等优点，可广泛适用于铝及铝合金的低温软钎焊情况，特别适合于电子组装铝及铝合金材质的回流焊接。

技术领域

本发明涉及一种用于低温回流焊接铝及铝合金的锡膏，特别是涉及一种通过纯物理分散外加金属卤酸盐提高锡膏存储稳定性及低焊后残留的铝用锡膏助焊剂及其相应锡膏制备方法。该锡膏广泛适用于铝及铝合金的低温软钎焊工艺，特别适合于电子组装铝及铝合金材质的回流焊接。

背景技术

铝合金具有密度小、耐蚀性优异、经热处理后强度高等优点，尤其是具有优良的导热和导电性能，在现代工业如航天、航空和轻量结构制造等领域以及民生产品制造等方面发挥着越来越重要的作用。由于铝及铝合金的比强度高、来源广及价格低等优势，其已被广泛应用于通讯设备、电子器件、照明和显示组件(包括LED照明)、汽车制造等领域，因此目前出现了以铝代铜、以铝代钢等趋势。由于铝合金表面存在一层致密的氧化膜，且该层氧化膜的自我修复能力极强，当铝及其合金用于电子组装器件或基板时，钎料与铝基底的润湿性非常差。目前，在LED组装、电子电器、散热器制造等领域涉及的铝合金的连接时常采用手工电烙铁焊或采用螺纹连接铝制器件与基板等方式，不仅效率低、人工成本高且所制造的产品的可靠性较低；而使用铝用锡膏进行铝软钎焊，特别是结合回流焊工艺进行低温铝软钎焊，能弥补以上不足，因而越来越受到业界重视。

采用表面贴装技术是实现电子产品高精度大批量生产的重要手段，与该技术配套使用的材料为锡膏。锡膏作为一种重要的连接材料，其性能的好坏对产品的质量起决定性作用。锡膏是钎料合金粉和助焊膏的混合物，对于用于铝及铝合金焊接的锡膏而言，多采用活性强的助焊膏，其主要目的是有效地去除铝表面致密的氧化膜。但活性强的助焊膏在室温条件下会与钎料合金粉发生剧烈的反应而致使合金粉表面产生腐蚀，在助焊膏的活性被部分消耗掉的同时，导致锡膏存储稳定性严重降低。锡膏的存储稳定性降低不仅影响锡膏的活性，且极易导致锡膏沙化而影响其印刷性。此外，活性强的助焊膏焊后残留物腐蚀性较强，较多的残留会加剧对焊点的焊后腐蚀，导致焊点的可靠性变差。

然而，目前铝及铝合金低温软钎焊锡膏用助焊剂的活性物质一般为羟基胺和强腐蚀性的氢氟酸滴定复配得到的氟化羟胺盐，该盐在室温下具有较强的吸潮性且对锡膏中钎料合金粉的腐蚀性很大，造成所配制的锡膏存储稳定性差、印刷性能差和焊后残留物较多且难清除等严重问题。

如公开号为CN102922162A，名称为“一种焊铝锡膏及其制备方法”的发明专利公开了其物质及重量百分比：氟化羟胺60～85％、金属活性盐5～30％、活性剂1～3％、缓蚀剂0.1～5％。该助焊剂对铝和不锈钢具有较强的活性，但其所制备的氟化羟胺使用大量的氢氟酸且总体含量很高，导致锡膏粘稠度较大且室温下对钎料合金粉的腐蚀很剧烈；此外，其中所含的金属活性盐重量百分比较高，加剧了助焊剂对钎料合金粉的腐蚀，导致锡膏活性降低且难以稳定存储。

公开号为CN103418936A，名称为“一种用于铝及铝合金软钎焊的高耐蚀性锡膏及其制备方法”的发明专利公开了其物质及重量百分比：重金属氟化物5～15％、多羟基胺的氟氢酸盐65～75％、乙二醇10～25％。与CN102922162A的专利类似，该助焊剂也使用了氢氟酸制备多羟基胺的氟氢酸盐，其与重金属氟化物含量占助焊剂的绝大部分比例，虽然对铝及铝合金钎焊时具有较高的活性，但助焊剂对钎料合金粉的腐蚀十分剧烈，极易导致所配制的锡膏改变性质而失稳。此外，由于采用单一的乙二醇作为溶剂，易导致锡膏发干、沙化和钎焊时产生飞溅等严重问题。