[发明专利]一种高性能低温软钎焊无铅锡膏及其制备方法

说明书

本发明公开一种高性能低温软钎焊无铅锡膏及其制备方法；按重量百分比计，该软钎焊无铅锡膏的原料组成为：复配活性剂0.2‐2.5％、消泡剂0.1‐1.0％、活性增强剂0.01‐0.1％、常温活性抑制剂0.1‐1.0％、触变剂0.5‐1.5％、助溶剂2.5‐6.0％、树脂成膜剂2.7‐5.9％、余量为锡基钎料合金粉；复配活性剂为液态饱和一元羧酸与固态不饱和低沸酸按重量比1:2～1:9混合而成。本发明能解决当前低温软钎焊无铅锡膏常见的焊后黑色残留物多、锡珠数量多等问题，同时具有良好存储稳定性、长时间印刷不发干等特点，尤其适用于低温电子表面组装领域。

技术领域

本发明涉及一种软钎焊，特别是涉及一种低温电子封装软钎焊，具体涉及一种锡铋合金体系的无铅锡膏及其制备方法。

背景技术

锡膏是由钎料合金粉末与助焊剂均匀混合而成的膏状物，是一种随着表面贴装技术应运而生的重要连接材料。相比传统工艺制备的焊锡条、焊锡丝等形式的产品，焊锡膏具有易于被精确布料、适合工业自动化生产等突出特点。

随着电子行业的迅速发展，智能硬件散热器、LED照明组件贴装、太阳能光伏等热敏感的低温焊接应用领域需求快速增长。然而，市场上主流的锡银铜系无铅锡膏由于合金熔点高导致工艺温度超过250℃而不适用于该领域。如今锡铋系焊锡膏凭借其低熔点、低成本、优良润湿性等特点被业界广泛认为是低温回流焊接最佳的替代材料，但是当前锡铋锡膏仍然存在焊后黑色残留物多、锡珠数量多、储存寿命短等突出的问题，这也制约其在工业应用上的普及与推广。

焊后残留黑色氧化物不但影响焊点的外观，同时降低表面绝缘电阻，其疏松结构更会恶化焊点的力学性能，危害焊接接头可靠性，因此如何减少或避免焊后残留黑色氧化物成为了行业的一大难题。目前业界主要通过添加强活性无机盐或有机卤化物来去除黑色氧化物，然则所述物质对锡粉腐蚀性极强，在长时间的印刷过程中将会使得锡膏迅速发干，严重影响锡膏工艺适配性。

公开号为CN104801887A，名称为“一种低温焊锡膏用助焊膏及其制备方法”的发明专利通过加入二溴乙基苯、丙二酸等活性剂来改善发黑问题，该焊锡膏在低温下具有一定的活性，去膜能力较强，但是在焊接过程中活性物质会发生分解而产生剧烈的冒泡现象，并伴随有刺激性的臭味，其挥发产物对环境及人体健康产生较大的伤害，且易导致焊接接头中具有较多的空洞，影响力学可靠性。

公开号为CN101695794B，名称为“一种无卤锡铋铜焊锡膏及制备方法”的发明专利，公开号为CN101327554A，名称为“一种无卤化物高活性焊锡膏”的发明专利，将有机胺与有机酸复配使用，减少甚至不添加有机卤化物，从而达到降低焊后腐蚀性的目的。但是过多有机胺的加入，导致焊锡膏去除氧化膜能力变差、润湿能力变弱、难以消除焊点外围的黑色氧化物。此外所选的有机胺在低温焊接时难以充分挥发、分解而残留在焊点周围，严重影响焊后外观及使用可靠性。

公开号为CN102922179A，名称为“锡铋低温锡丝用无卤素助焊剂及其制备方法”的中国发明专利申请公开了助焊剂由百分比如下的物质组成，苯二酸类活性剂3‐5％、咔唑类活性增强剂1‐2％、醇胺类缓蚀剂0.5‐1％、树脂软化剂5‐10％和余量树脂。该专利申采用的苯二酸类活性剂在焊接温度下能够充分分解、挥发，避免焊后黑色残留物的生成，然则该助焊剂仅应用于锡铋焊锡丝，对于低温锡铋锡膏并不适用。

发明内容

本发明旨在提出一种高性能低温软钎焊无铅锡膏及其制备方法，该锡膏能很好解决当前低温无铅锡膏常见的焊后外围发黑、残留物多、锡珠数量多等问题，同时又具有良好存储稳定性、长时间印刷不发干等特点。

本发明目的技术方案实现如下：

一种高性能低温软钎焊无铅锡膏以重量百分比计算，锡膏的原料组成为：

复配活性剂 0.2‐2.5％

消泡剂 0.1‐1.0％

活性增强剂 0.01‐0.1％