[发明专利]一种焊后低残留物的无卤无铅焊锡膏及其制备方法

说明书

本申请提供一种焊后低残留物的无卤无铅焊锡膏，包括焊料合金粉和助焊剂，焊料合金粉由锡、银、铜、锆、钇、铑和钯，通过添加钇能明显改善锡合金强度、硬度和耐热性能，提高焊锡丝的熔点，同时增强锡合金的抗氧化和延展性，通过在锡合金中添加微量稀土元素能够改善焊料的凝固结晶状态，增加焊锡丝的熔点，提高焊料的抗拉强度和韧性，助焊剂包括松香、热固性树脂、触变剂、活化剂、表面活化剂、溶剂，采用松香和热固性树脂的共聚作为主体，不仅可以增进金属表面润锡能力，同时能改善焊锡丝的延伸韧性，可以有效降低焊后残留物的存在，避免腐蚀基板，影响产品的最终效果，本发明提供的一种焊后低残留物的无卤无铅焊锡膏的制备方法，先后制备助焊剂以及焊料合金粉，工艺简便，反应温和，过程中无有害气体产生，适合大批量生产。

技术领域

本发明焊接材料技术领域，具体涉及一种焊后低残留物的无卤无铅焊锡膏及其制备方法。

背景技术

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。作为电子元器件的和电路板连接材料的无铅锡膏得到广泛的应用。目前使用的Sn Ag Cu、SnAg等无铅合金系焊料制备的锡膏，再流焊温度一般在230℃以上，无法满足低温焊接的要求。不适用于热敏感电子元件的焊接过程。因此，熔点较低的锡铋系无铅锡膏成为了低温焊接领域的首选材料，然而现有的锡铋系无铅锡膏活性不高，导致焊盘无法除去表面氧化层，使焊接出现虚焊、立碑、锡球、不润湿等不良现象。针对上述的问题，现有技术主要通过使用腐蚀性较强的含卤化物(如氟化氢铵、四羟丙基乙二胺氢氟酸盐等)作为活性剂来去除焊接过程中形成的黑色氧化物，不仅对焊点和基板产生腐蚀，降低表面绝缘电阻，影响焊点的电气性能，而且尚未能解决锡膏储存稳定性问题。

因此，亟需一种表面绝缘电阻高，润湿性强，扩展率高，焊后低残留物的无卤无铅焊锡膏。

发明内容

本发明为了解决现有技术使用腐蚀性较强的含卤化物作为活性剂，对焊点和基板产生腐蚀，降低表面绝缘电阻的弱点，提供一种焊后低残留物的无卤无铅焊锡膏；

本发明的第二个目的是提供一种焊后低残留物的无卤无铅焊锡膏的制备方法。

为实现上述第一个目的，本发明采用的技术方案是：

一种焊后低残留物的无卤无铅焊锡膏，包括以下组分：93.1-96.1wt％的焊料合金粉、2.4-7.0wt％的助焊剂；

所述焊料合金粉，包括以下组分：1.7-3.1wt％的银、2.1-3.6wt％的铜、6.5-8.7wt％的锆、4.1-5.7wt％的钇、0.11-0.25wt％的铑和0.09-0.19wt％的钯以及余量的锡，通过添加钇能明显改善锡合金强度、硬度和耐热性能，提高焊锡丝的熔点，同时增强锡合金的抗氧化和延展性，通过在锡合金中添加微量稀土元素能够改善焊料的凝固结晶状态，增加焊锡丝的熔点，提高焊料的抗拉强度和韧性，因未加入了Bi、Pb、Co等放射性同位元素，以减少由于衰变引起的信号干扰，也未加入Fe、Co、Ni、Nd等磁性材料，可降低由材料非线性引起的信号干扰；

所述助焊剂，包括以下组分：33-42.5wt％的松香、8.5-11.6wt％的活化剂、2.7-4.1wt％的触变剂、11.5-15.2wt％的热固性树脂、1.2-3.2wt％的表面活性剂以及余量的有机溶剂；所述热固性树脂由氰酸酯树脂和三聚氰胺树脂按重量比为1-2:3-4复配，采用松香和热固性树脂的共聚作为主体，不仅可以增进金属表面润锡能力，同时能改善焊锡丝的延伸韧性，可以有效降低焊后残留物的存在，避免腐蚀基板，影响产品的最终效果。

如上所述的焊后低残留物的无卤无铅焊锡膏，所述氰酸酯树脂为双酚A型氰酸酯、双酚F型氰酸酯、双酚M型氰酸酯、酚醛氰酸酯中的一种或多种组合物，通过使用氰酸酯，其固化后形成的三嗪网络具有优良的力学性能、高的玻璃化转变温度(T_g＝260℃)，通过在助焊剂中添加的氰酸酯/三聚氰胺树脂体系，通过三聚氰胺树脂对氰酸酯树脂进行共聚改性，经改性后提高体系的熔点，可有效减少焊后残留物。