[发明专利]无卤素水洗助焊剂及无铅无卤素水洗锡膏及其制备方法

说明书

无卤素水洗助焊剂包括溶剂60%‑78%，水溶性增粘剂5%‑20%，有机酸活性剂4%‑8%，抗氧剂0.5%‑5%，非离子表面活性剂0.1%‑1%，触变剂2%‑6%。无铅无卤素水洗锡膏及其制备方法，质量百分比计包括无铅金属合金粉末82%‑90%，无卤素水洗助焊剂10%‑18%；无铅金属合金成份包括SnAgCu系列、SnSb系列合金；无铅金属合金粉末包括T5至T8型号粉末。适用于普通粒径锡膏，也可制备成T5~T8型号超微锡膏，焊点活性好无锡珠散落，焊后空洞率低，使用窗口期长；活性剂用量少活性强且残留物中不含卤素既不会腐蚀元器件也不会对清洗水造成卤素污染；清洗后水易处理能减轻环境负担。

技术领域

本申请涉及电子元件焊接材料技术领域，具体涉及无卤素水洗助焊剂和无铅无卤素水洗锡膏及其制备方法。

背景技术

随着科学技术的发展，半导体技术及其在此之上发展的5G通讯、万物互联等技术产品，已经成为人类社会文明进步的基石，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;而表面组装技术正是实现电子元件的焊接中非常重要的一环。

如今表面组装技术快速发展，芯片的尺寸大幅缩小，但对器件的功率、功耗以及可靠性的要求却越来越高，因此这就对封装焊接材料的性能要求也越来越苛刻，如间距更小，焊点更低的空洞率，焊点周围更高的电气可靠性等要求。若要解决这个问题必然要清除焊接后的残留物，一种方法是使用有机溶剂对焊点进行清洗，而这类溶剂普遍具有较强的溶解性和毒性，不仅破坏力环境还会对人造成巨大的损害，随着国家对环保和易燃易爆的清洁剂的严格管控，这类方法已逐渐被放弃使用。

现在大量使用的锡膏类型为免清洗性能，但始终会残留少量的残留物，且这部分残留物为免清洗埋下了风险隐患。另一种方法是使用水洗锡膏焊接后将残留物用水进行清洗从而达到高可靠性无残留的效果，并且废水也更容易处理进行循环使用从而减轻环境负担。

现有技术中公开的一些无铅无卤素的水洗锡膏中，如发明专利CN103909358可使用水洗除去残留，但其焊接活性较弱所搭配的合金尺寸在3#、4#粒径锡粉，远不能解决如今器件超微化，窄间距的小尺寸问题。现有技术中，还有些水洗助焊膏可使用水洗除去残留，如发明专利CN106514057同样具有焊接活性弱的问题，其所能搭配的合金尺寸在3#、4#粒径，并且含有污染环境的卤素。现有技术中有水洗芯片固晶锡膏如发明专利CN105855749中所用的聚合松香水溶性较差，且大量使用烷基酚聚氧乙烯等表面活性剂增加松香在水中的溶解性，而由于烷基酚聚氧乙烯醚的生物降解性较差，有些国家和地区已开始限制其用量。同时上述水洗锡膏普遍存在稳定性差，操作时间短，容易出现锡膏发干以及锡珠的使用工艺问题。

在本申请申请文件中，采用电子行业标准SJ/T 11391-2019电子产品焊接用焊合金粉或IPC J-STD-005A-2012中的颗粒尺寸规定；T3～T6这样的符号表示颗粒直径范围信号；单位是微米即μm；

T3型号粉末表示其中的颗粒直径范围是：25μm～45μm；

T4型号粉末表示其中的颗粒直径范围是：20μm～38μm；

T5型号粉末表示其中的颗粒直径范围是：15μm～25μm；

T6型号粉末表示其中的颗粒直径范围是：5μm～15μm；

T7型号粉末表示其中的颗粒直径范围是：2μm～11μm；

T8型号粉末表示其中的颗粒直径范围是：2μm～8μm。

发明内容

本申请的技术方案克服了现有技术的缺点提出了一种无卤素水洗助焊剂及无铅无卤素水洗锡膏及其制备方法，其目的：为解决目前市场上水洗锡膏中的水洗助焊剂含有卤素，表面活性剂含量高，锡膏活性稳定性差，锡膏粘度稳定性差，不能与T7~T8型号超微焊锡粉匹配的缺点。