CN102049631A - 一种点涂式高温焊锡膏及制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及焊锡膏技术领域，特别是涉及一种用于点涂式作业的高温焊锡膏及其制备方法；它是由助焊剂和分布于该助焊剂中的Sn/Pb/Ag锡基合金粉组成，所述助焊剂包括30％～40％聚合松香、8％～15％氢化松香、2％～4％改性氢化蓖麻油、2％～4％氢化蓖麻油蜡、5％～6％活性剂、1％～2％对苯二酚、1％～2％乙撑双硬脂酸酰胺和溶剂；该焊锡膏采用针筒式包装，通过抽真空除泡等工艺制得；本发明中的锡膏性能稳定、点涂均匀，在储存时不会出现变硬和分层，与空气接触表面也不会有结皮的现象，储存寿命和使用寿命都很好，而且具有良好的扩展率和绝缘阻抗值，尤其是经340℃以上高温回焊后的残余物不烧结、易清洗。

Description

一种点涂式高温焊锡膏及制备方法

技术领域

本发明涉及焊锡膏技术领域，特别是涉及一种用于点涂式作业的高温焊锡膏及其制备方法。

背景技术

高温焊锡膏一般指Sn5/Pb92.5/Ag2.5合金的焊锡膏，它主要应用于功率管、可控硅、整流器等的半导体器件封装焊接，以及多层电路板等高温焊接工艺和高温工作下的元器件焊接等。点涂式高温合金焊锡膏较其他合金的锡膏相比，焊接温度要高、比重大、气压挤压点涂出锡，而现有的锡膏在储存时会出现变硬和分层的情况，与空气接触久了之后表面有结皮的现象，在使用过程中，由于气压频繁挤压而产生冲击和热量，也容易导致锡膏变质，在高温下焊接时，也容易出现焊点里面有空洞、残留物变黑的现象，

发明内容

本发明的目的之一在于，为了克服上述已有技术的缺点与不足，而提供一种性能稳定、点涂均匀的点涂式高温锡合金焊锡膏，从而焊接后残余物少而易清洗，能够保证经340℃以上高温回焊后的残余物不烧结、易清洗。

本发明的目的之二在于，还提供该点涂式高温焊锡膏的制备方法。

本发明的目的是通过下列技术方案实现的：

一种点涂式高温锡合金焊锡膏，它是由助焊剂和锡基合金粉组成，所述助焊剂由下述重量百分比的原料组成：

聚合松香        30％～40％

氢化松香        8％～15％

改性氢化蓖麻油    2％～3％

氢化蓖麻油蜡      2％～3％

活性剂            5％～6％

对苯二酚          1％～2％

乙撑双硬脂酸酰胺  1％～2％

有机溶剂为余量。

其中，所述的活性剂为丁二酸酐或邻苯二甲酸酐中的一种与硬脂酸或二聚酸中的一种的组合。

所述的有机溶剂为二乙二醇单丁醚、二乙二醇单己醚、乙二醇己醚中的一种或几种组合。

所述的锡基合金粉为Sn5/Pb92.5/Ag2.5高温合金粉。

所述的助焊剂与锡合金粉两者重量比为13～10∶87～90。

以上所述的点涂式高温锡合金焊锡膏的制备方法，包括如下制备步骤：

A、将所述量的聚合松香、氢化松香和有机溶剂置于反应釜中混合，搅拌加热至145℃～155℃的进行溶解；

B、往反应釜中加入所述量的对苯二酚、改性氢化蓖麻油、氢化蓖麻油蜡和乙撑双硬脂酸酰胺，完全溶解之后再加入所述量的活性剂；

C、待反应釜中的物料完全溶解之后进行冷却，冷却到室温得到助焊剂；

D、将助焊剂与Sn5/Pb92.5/Ag2.5焊锡合金粉按照重量比13～10∶87～90的在真空分散机内进行混合搅拌，搅拌均匀之后得到点涂式高温锡合金焊锡膏。

本发明的焊锡膏由助焊剂和锡基合金粉组成，助焊剂选用的聚合松香和氢化松香为树脂材料，不仅提高了锡膏的粘附性，保护和防止焊后PCB再度氧化的作用，而且提供一定的活性以去除PCB金属膜焊盘表层及零件焊接部位的氧化物质；本发明选用改性氢化蓖麻油和氢化蓖麻油蜡为触变剂起到调节焊锡膏的粘度以及触变性能，防止在使用过程中出现拖尾、粘连等现象的作用。乙撑双硬脂酸酰胺为一种高效分散剂，加入一定量的乙撑双硬脂酸酰胺对于改善焊锡膏的分层、断层以及锡粉与助焊膏分离的现象有显著地改善。

本发明的活性剂选用丁二酸酐或邻苯二甲酸酐中的一种与硬脂酸或二聚酸中的一种的组合；酸酐类活性剂不仅具有良好的活性，能更好的去除PCB金属膜焊盘表层及零件焊接部位的氧化物质的作用，同时具有降低金属表面张力的功效，最主要的是酸酐类活性剂具有一定的活性隐蔽性能，酸酐是由二元有机酸脱水而成，在常态下不表现活性，不易与锡粉发生反应而导致锡膏变质、结皮等等，但是在焊接温度下，酸酐会重新转化成二元有机酸，表现出良好的活性。所以选用丁二酸酐或邻苯二甲酸酐中的一种，不仅具有良好的焊接活性，而且可以有效地保护锡膏的储存寿命和使用寿命。硬脂酸或二聚酸为分子较大的酸，酸性弱，但是熔点高，在高温焊锡膏中加入少量的硬脂酸或二聚酸，可以有效地改善焊接效果，更重要的是，可以在高温下焊接时，改善焊点空洞和残留物变黑的现象。

由于采取上述技术方案使本发明技术与己有技术相比具有如下优点及效果：

a)出锡均匀，点涂时无大小点，电性能优良；

b)稳定性好，在连续点涂时无分层、变稀及空点现象，可以顺利将整只锡膏点完而不出现变质，提高了焊锡膏的使用寿命；

c)提高焊锡膏的扩展率，提高了绝缘阻抗值，降低了焊后残留物对基材的腐蚀性，；

d)焊接后残余物少而易清洗，能够保证经340℃以上高温回焊后的残余物不烧结、易清洗。

本发明所述的焊锡膏也可以作为印刷用锡膏使用。

具体实施方式

实施例1

一种点涂式高温焊锡膏，它是由助焊剂和锡基合金粉组成，助焊剂原料：聚合松香30g、氢化松香15g、改性氢化蓖麻油2g、氢化蓖麻油蜡3g、丁二酸酐3g、硬脂酸2g、对苯二酚1g、乙撑双硬脂酸酰胺1g和二乙二醇单丁醚13g、乙二醇己醚30g。

制备方法：将30g聚合松香、15g氢化松香和二乙二醇单丁醚13g、乙二醇己醚30g混合后搅拌加热至145℃的进行溶解，然后加入1g对苯二酚、2g改性氢化蓖麻油、3g氢化蓖麻油蜡和1g乙撑双硬脂酸酰胺，完全溶解之后再加3g丁二酸酐，2g硬脂酸，以上物料完全溶解之后进行冷却，冷却到室温得到助焊剂，取助焊剂12g与Sn5/Pb92.5/Ag2.5焊锡合金粉88g在真空分散机内进行混合搅拌，搅拌均匀之后得到点涂式高温焊锡膏。

实施例2

一种点涂式高温焊锡膏，它是由助焊剂和锡基合金粉组成，助焊剂原料：聚合松香32g、氢化松香12g、改性氢化蓖麻油3g、氢化蓖麻油蜡2g、丁二酸酐3g、二聚酸3g、对苯二酚1g、乙撑双硬脂酸酰胺1g和二乙二醇单丁醚13g、二乙二醇单己醚30g。

制备方法：将32g聚合松香、12g氢化松香和二乙二醇单丁醚13g、二乙二醇单己醚30g混合后搅拌加热至145℃的进行溶解，然后加入1g对苯二酚、3g改性氢化蓖麻油、2g氢化蓖麻油蜡和1g乙撑双硬脂酸酰胺，完全溶解之后再加3g丁二酸酐，3g二聚酸，以上物料完全溶解之后进行冷却，冷却到室温得到助焊剂，取助焊剂11g与Sn5/Pb92.5/Ag2.5焊锡合金粉89g在真空分散机内进行混合搅拌，搅拌均匀之后得到点涂式高温焊锡膏。

实施例3

一种点涂式高温焊锡膏，它是由助焊剂和锡基合金粉组成，助焊剂原料：聚合松香35g、氢化松香12g、改性氢化蓖麻油2g、氢化蓖麻油蜡2g、邻苯二甲酸酐3g、二聚酸3g、对苯二酚2g、乙撑双硬脂酸酰胺1g和二乙二醇单丁醚15g、二乙二醇单己醚25g。

制备方法：将35g聚合松香、12g氢化松香和二乙二醇单丁醚15g、二乙二醇单己醚25g混合后搅拌加热至145℃的进行溶解，然后加入2g对苯二酚、2g改性氢化蓖麻油、2g氢化蓖麻油蜡和1g乙撑双硬脂酸酰胺，完全溶解之后再加3g邻苯二甲酸酐，3g二聚酸，以上物料完全溶解之后进行冷却，冷却到室温得到助焊剂，取助焊剂13g与Sn5/Pb92.5/Ag2.5焊锡合金粉87g在真空分散机内进行混合搅拌，搅拌均匀之后得到点涂式高温焊锡膏。

实施例4

一种点涂式高温焊锡膏，它是由助焊剂和锡基合金粉组成，助焊剂原料：聚合松香36g、氢化松香10g、改性氢化蓖麻油2g、氢化蓖麻油蜡3g、邻苯二甲酸酐4g、硬脂酸2g、对苯二酚1g、乙撑双硬脂酸酰胺2g和二乙二醇单丁醚40g。

制备方法：将36g聚合松香、10g氢化松香和二乙二醇单丁醚40g混合后搅拌加热至145℃的进行溶解，然后加入1g对苯二酚、2g改性氢化蓖麻油、3g氢化蓖麻油蜡和2g乙撑双硬脂酸酰胺，完全溶解之后再加4g邻苯二甲酸酐，2g硬脂酸，以上物料完全溶解之后进行冷却，冷却到室温得到助焊剂，取助焊剂10g与Sn5/Pb92.5/Ag2.5焊锡合金粉90g在真空分散机内进行混合搅拌，搅拌均匀之后得到点涂式高温焊锡膏。

实施例5

一种点涂式高温焊锡膏，它是由助焊剂和锡基合金粉组成，助焊剂原料：聚合松香38g、氢化松香10g、改性氢化蓖麻油2g、氢化蓖麻油蜡2g、丁二酸酐4g、硬脂酸2g、对苯二酚2g、乙撑双硬脂酸酰胺2g和二乙二醇单己醚38g。

制备方法：将38g聚合松香、10g氢化松香和二乙二醇单丁醚38g混合后搅拌加热至145℃的进行溶解，然后加入2g对苯二酚、2g改性氢化蓖麻油、2g氢化蓖麻油蜡和2g乙撑双硬脂酸酰胺，完全溶解之后再加4g丁二酸酐，2g硬脂酸，以上物料完全溶解之后进行冷却，冷却到室温得到助焊剂，取助焊剂12.5g与Sn5/Pb92.5/Ag2.5焊锡合金粉87.5g在真空分散机内进行混合搅拌，搅拌均匀之后得到该点涂式高温焊锡膏。

实施例6

一种点涂式高温焊锡膏，它是由助焊剂和锡基合金粉组成，助焊剂原料：聚合松香38g、氢化松香9g、改性氢化蓖麻油2g、氢化蓖麻油蜡2g、丁二酸酐4g、二聚酸2g、对苯二酚1g、乙撑双硬脂酸酰胺1g和乙二醇己醚41g。

制备方法：将38g聚合松香、9g氢化松香和乙二醇己醚41g混合后搅拌加热至145℃的进行溶解，然后加入1g对苯二酚、2g改性氢化蓖麻油、2g氢化蓖麻油蜡和1g乙撑双硬脂酸酰胺，完全溶解之后再加4g丁二酸酐，2g二聚酸，以上物料完全溶解之后进行冷却，冷却到室温得到助焊剂，取助焊剂12g与Sn5/Pb92.5/Ag2.5焊锡合金粉88g在真空分散机内进行混合搅拌，搅拌均匀之后得到点涂式高温焊锡膏。

实施例7

一种点涂式高温焊锡膏，它是由助焊剂和锡基合金粉组成，助焊剂原料：聚合松香40g、氢化松香9g、改性氢化蓖麻油2g、氢化蓖麻油蜡2g、丁二酸酐3g、二聚酸3g、对苯二酚1g、乙撑双硬脂酸酰胺1g和二乙二醇单丁醚19g、乙二醇己醚20g。

制备方法：将40g聚合松香、9g氢化松香和19g二乙二醇单丁醚、20g乙二醇己醚混合后搅拌加热至145℃的进行溶解，然后加入1g对苯二酚、2g改性氢化蓖麻油、2g氢化蓖麻油蜡和1g乙撑双硬脂酸酰胺，完全溶解之后再加3g丁二酸酐，3g二聚酸，以上物料完全溶解之后进行冷却，冷却到室温得到助焊剂，取助焊剂11.5g与Sn5/Pb92.5/Ag2.5焊锡合金粉88.5g在真空分散机内进行混合搅拌，搅拌均匀之后得到点涂式高温焊锡膏。

实施例8

一种点涂式高温焊锡膏，它是由助焊剂和锡基合金粉组成，助焊剂原料：聚合松香40g、氢化松香8g、改性氢化蓖麻油3g、氢化蓖麻油蜡2g、邻苯二甲酸酐3g、硬脂酸3g、对苯二酚1g、乙撑双硬脂酸酰胺2g和二乙二醇单己醚18g、乙二醇己醚20g。

制备方法：将40g聚合松香、8g氢化松香和18g二乙二醇单己醚、20g乙二醇己醚混合后搅拌加热至145℃的进行溶解，然后加入1g对苯二酚、2g改性氢化蓖麻油、2g氢化蓖麻油蜡和2g乙撑双硬脂酸酰胺，完全溶解之后再加3g邻苯二甲酸酐，3g硬脂酸，以上物料完全溶解之后进行冷却，冷却到室温得到助焊剂，取助焊剂11g与Sn5/Pb92.5/Ag2.5焊锡合金粉89g在真空分散机内进行混合搅拌，搅拌均匀之后得到点涂式高温焊锡膏。

对比实例1

取30g聚合松香，15g氢化松香，2g改性氢化蓖麻油，3g氢化蓖麻油蜡，4g丁二酸，30g二乙二醇单丁醚，14g二乙二醇单己醚，1g对苯二酚，1g乙撑双硬脂酸酰胺，将上述有机物料按上述助焊剂的制备方法，将聚合松香、氢化松香、有机溶剂等物料混合在一起溶解，然后加入对苯二酚和触变剂，完全溶解之后再加入活性剂。以上物料完全溶解之后进行冷却，冷却到室温的时候再加入表面活性剂，继续冷却，得到助焊剂。将助焊剂与Sn5/Pb92.5/Ag2.5焊锡合金粉末按照12∶88的重量比例在真空分散机内进行混合搅拌，得到该合金的焊锡膏。

对比实例2

取40g聚合松香，8g氢化松香，1g改性氢化蓖麻油，2g氢化蓖麻油蜡，4g邻苯二甲酸，20g二乙二醇单己醚，23g乙二醇己醚，1g对苯二酚，1g乙撑双硬脂酸酰胺先将聚合松香、氢化松香、有机溶剂等物料混合在一起溶解，然后加入对苯二酚和触变剂，完全溶解之后再加入活性剂。以上物料完全溶解之后进行冷却，冷却到室温的时候再加入表面活性剂，继续冷却，得到助焊剂。将助焊剂与Sn5/Pb92.5/Ag2.5焊锡合金粉末按照11∶89的重量比例在真空分散机内进行混合搅拌，得到该合金的焊锡膏。

实施例产品与已有产品性能对比结果见表1。

表1实施例产品与已有产品性能对比结果

从表1可以看出，加入酸酐类活性剂和分子较大的酸的焊锡膏在各方面性能均优于只加普通二元有机酸的焊锡膏。

本发明的焊锡膏应用于功率管、可控硅、整流器等的半导体器件封装焊接、多层电路板等高温焊接工艺、高温工作下的元器件焊接过程中的点涂作业，性能稳定，点涂均匀，焊接性能优良。本发明所述的焊锡膏作为印刷用锡膏使用，也具有良好的性能。

Claims (6)

1.一种点涂式高温焊锡膏，它是由助焊剂和锡基合金粉组成，其特征在于，所述助焊剂由下述重量百分比的原料组成：

聚合松香            30％～40％

氢化松香            8％～15％

改性氢化蓖麻油      2％～3％

氢化蓖麻油蜡        2％～3％

活性剂              5％～6％

对苯二酚            1％～2％

乙撑双硬脂酸酰胺    1％～2％

有机溶剂为余量。

2.根据权利要求1所述的点涂式高温焊锡膏，其特征在于，所述的活性剂为丁二酸酐或邻苯二甲酸酐中的一种与硬脂酸或二聚酸中的一种的组合物。

3.根据权利要求1所述的点涂式高温焊锡膏，其特征在于，所述的有机溶剂为二乙二醇单丁醚、二乙二醇单己醚、乙二醇己醚中的一种或几种组合物。

4.根据权利要求1所述的点涂式高温焊锡膏，其特征在于，所述的合金粉为Sn5/Pb92.5/Ag2.5高温合金粉。

5.根据权利要求1所述的点涂式高温焊锡膏，其特征在于，所述的助焊剂与锡合金粉两者重量比为13～10∶87～90。

6.权利要求1所述的点涂式高温焊锡膏的制备方法，其特征在于，包括如下制备步骤：

A、将所述量的聚合松香、氢化松香和有机溶剂置于反应釜中混合，搅拌加热至145℃～155℃进行溶解；

B、往反应釜中加入所述量的对苯二酚、改性氢化蓖麻油、氢化蓖麻油蜡和乙撑双硬脂酸酰胺，完全溶解之后再加入所述量的活性剂；

C、待反应釜中的物料完全溶解之后进行冷却，冷却到室温得到助焊剂；

D、将助焊剂与Sn5/Pb92.5/Ag2.5焊锡合金粉按照重量比例13～10∶87～90在真空分散机内进行混合搅拌，搅拌均匀之后得到点涂式高温焊锡膏。