[发明专利]锡基合金焊粉及其表面钝化方法和包含其的锡膏

说明书

一种锡基合金焊粉及其表面钝化方法和包含其的锡膏，其表面钝化方法，包括步骤B：将锡基合金焊粉放入第一密闭容器中；步骤D：将气态保护物质注入容置有锡基合金焊粉的第一密闭容器中，使气态保护物质与锡基合金焊粉充分接触，并与锡基合金焊粉反应，在锡基合金焊粉的颗粒表面形成保护层。由本发明方法制备的锡基合金焊粉，更不容易受到锡膏中活性较强的酸性物质影响，即按本发明方法制得的锡基合金焊粉在含有酸性物质的锡膏中能更持久的保持性能；由发明方法制得的锡基合金焊粉所制成的合金锡膏，其粘度稳定性也因为锡基合金焊粉颗粒的表面性能改善而大大提高。

技术领域

本发明涉及金属制粉领域和金属粉末的表面钝化方法技术领域，尤其涉及用于锡膏制备的锡基合金焊粉的表面处理技术领域，具体涉及一种能将锡基合金焊粉表面钝化方法使其适用于高稳定粘度锡膏制备。

背景技术

电子装备在制造过程中，电子元件的焊接是其中的重要环节。

锡基合金焊粉是当代微电子和半导体封装的重要焊接材料，由它与化学助焊膏制造的锡膏是所有微电子产品必不可少的连接材料，只有可靠的焊接，才能保证微电子产品中的电信号得到可靠的传输。锡膏的粘度(即黏度)稳定性保证了电子产品在焊接印刷和回流工艺中的良品率，膏的粘度稳定性对贴片精度和效率显得十分重要。

锡膏在存储时候通常采用低温密封封装，在使用时候从冰柜中取出，回温至室温后的锡膏，用于电子元件的焊接。由于现在电子线路中的电子元件越来越小型化，其承受的焊接时间和能量都需要越小越好。为了满足焊接时间短，焊接温度低的快速低温焊接需求，必须提高锡膏活性。为提高锡膏活性，通常焊料中的酸类活性物质如有机酸相对之前增多，以保证能在尽量少的时间和能量条件下就能融化并形成连接可靠的焊接面。而这些提高锡膏活性的酸类活性物质在锡膏开封后，很快就会与锡膏中的锡基合金粉末发生反应，反应形成有机酸盐；进一步地，锡粉氧化膜被酸类活性物质腐蚀后，接触空气后锡膏重新氧化，从而会使锡膏的粘度发生改变，从而使锡膏不易于被印刷或喷涂在焊盘上。

锡膏粘性能维持的时间较短；通常锡膏至少要有8小时的印刷时间，假如助焊膏的活性较强的情况下，其使用寿命会明显降低一半以上，4小时甚至更短时间锡膏粘性（即黏性）就会发生改变，通常是粘度增大，进而出现锡膏发粗、发干的质量问题，从而使得锡膏无法再继续适用于电子线路板的焊接。因此当超出一定时间后，需要重新开封新的锡膏。这样的特性使得电子线路板的焊接效率大大降低，也容易造成锡膏的浪费。

锡膏粘性或粘度的稳定性受到多种因素的影响，其中锡膏中的酸类活性物质是其中最主要的因素之一，同样，锡基合金粉末表面特性也是其与酸类活性物质发生反应的关键因素。

锡基合金粉末制造主要有气雾化法、离心雾化法、和超声雾化方法，由于各种工艺方法都属于金属快速凝固的过程。故锡基合金粉末的表面形态，表面化学元素分布，表面物理性质受到锡基合金纯度、雾化过程的工艺稳定性和工艺方法诸多因素的影响，锡基合金粉末表面的化学和物理性质决定了锡膏的特性，其中影响较大的就是锡基合金粉末表面的化学元素价态结构的不同，会使得制成的锡膏粘度稳定性不同，如何保证在不同的生产工艺方法下生产的粉末具有相同的锡膏粘度稳定性，是全球锡基焊粉行业面临的共同技术痛点。

现有技术中，有在锡基合金粉末雾化制备过程中，加入化学缓蚀剂如苯并三氮唑添加剂的方法进行表面处理，锡基合金粉末雾化冷却成型过程通常是一个非常短暂的过程，因此其表面处理并不充分。而且在锡基合金粉末雾化制备过程中加入缓蚀剂对设备和工艺的要求也不清楚，且金属粉末高温雾化的温度和缓蚀剂的温度耐受范围相差较大，在短暂的合金粉末雾化冷却成型过程中缓蚀剂无法对成型锡粉进行较为均匀的表面处理，其最终的钝化效果并不好。

现有技术中，也有采用锡基合金粉末在缓蚀剂溶液中浸泡，然后取出后烘干，使粉未颗粒表面带有化合物络合层。这种方法采用液态的缓蚀剂，对粉末的浸润度有限，由于微细粉末的表面张力原因，不容易将粉末充分分散均匀及润湿，以及后期需要烘干等操作，也会影响其最终钝化效果，且该方法用于工业化生产效率低下，需要进行充分搅拌，能耗较高。