[发明专利]一种高稳定焊锡膏及制备方法

说明书

本发明涉及到电子焊接技术领域，具体涉及到一种高稳定焊锡膏及制备方法。一种高稳定焊锡膏，按照重量百分比，所述高稳定焊锡膏的原料包括焊料84～87％、助焊膏13～16％；所述焊料包括锡铋系列合金和碳纳米管；以助焊膏为基准，按照重量份，所述助焊膏包括松香20～50份、溶剂20～40份、活性剂5～15份、增稠剂5～10份、助剂1～5份。本发明通过C12～C18烷基硅烷偶联剂对碳纳米管进行改性处理，改善了碳纳米管在焊锡膏中的分散性和相容性，避免团聚结块现象，增强了焊锡膏的储存稳定性，并进一步通过特定的溶剂和活性剂，进一步增强了焊锡的储存稳定性，且改善了焊锡膏的印刷性能，焊点光亮饱满、铺展性好、无残留物。

技术领域

本发明涉及到电子焊接技术领域，具体涉及到一种高稳定焊锡膏及制备方法。

背景技术

随着电子信息产品向超大规模集成化、微型化发展，焊锡膏已成为表面贴装技术(SMT)中最重要的工艺材料。传统焊锡膏普遍使用SAC系列合金(锡银铜系列合金)作为焊接材料，焊接温度通常需要高于240℃，在集成度高的微型电子器件的焊接过程中易产生器件变形等问题，因此目前多采用以锡铋系列合金为低温焊料的焊锡膏。

但是由于该类焊锡膏中含有大量的铋金属成分，导致焊点的韧性较低。而碳纳米管因具有良好的力学、电学和热学性质，正在发展成为传统焊锡膏优良的增强相，但是由于其纳米尺寸效应和表面惰性，在焊锡膏中不易分散，在溶剂中的溶解度较低，与其他组分特别是锡铋系列合金的相容性较差，导致无法发挥碳纳米管在焊锡膏中的增韧补强作用。

目前研究中多对碳纳米管进行表面金属化处理来增强与锡合金的相容性，但是该法工艺复杂、成本较高，产品质量不稳定。申请人在研究中发现，将碳纳米管以纯物质的形式与锡合金混合制得焊料，再加入含有特定成分的助焊膏，可以有效改善碳纳米管在焊锡膏中分散性和相容性的问题，实现增韧补强的作用，但是该法一方面对碳纳米的要求较高，比如碳原子层数、长径比、表面缺陷等，另一方面该法虽然增强了焊点的韧性，但是尚未解决焊锡膏储存稳定性的问题。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明第一方面提供了一种高稳定焊锡膏，按照重量百分比，所述高稳定焊锡膏的原料包括焊料84～87％、助焊膏13～16％；所述焊料包括锡铋系列合金和碳纳米管；以助焊膏为基准，按照重量份，所述助焊膏包括松香20～50份、活性剂5～15份、增稠剂5～10份、助剂1～5份。

作为本发明一种优选的技术方案，所述碳纳米管占所述焊料的0.01～1wt％。

作为本发明一种优选的技术方案，所述碳纳米管为改性碳纳米管，其制备方法包括以下步骤：将碳纳米管加入乙醇溶剂中，在搅拌作用下加入改性剂，在氮气氛围、70～80℃条件下反应12～24h，经过滤、洗涤、干燥，即制得所述改性碳纳米管。

作为本发明一种优选的技术方案，所述改性剂与碳纳米管的质量比为(0.15～0.2)：1。

作为本发明一种优选的技术方案，所述改性剂为C12～C18烷基硅烷偶联剂。

作为本发明一种优选的技术方案，所述溶剂选自四氢糠醇、松油醇、二乙二醇己醚、四乙二醇甲醚、二乙二醇丁醚、乙二醇苯醚、三乙二醇丁醚中的至少一种。

作为本发明一种优选的技术方案，所述溶剂为四氢糠醇和松油醇，二者的质量比为8：(2～5)。

作为本发明一种优选的技术方案，所述活性剂选自丁二酸、己二酸、壬二酸、辛二酸中的至少一种。

作为本发明一种优选的技术方案，所述活性剂还包括氟化氢铵。

本发明第二方面提供了上述高稳定焊锡膏的制备方法，包括以下步骤：将松香、溶剂、活性剂、助剂投入容器中，在90～110℃下，搅拌至溶液呈透明状；升温至130～150℃，将焊料、增稠剂投入容器中，搅拌5～7min，即制得所述高稳定焊锡膏。