CN103612030B - 含多重氢键的助焊体系及施用该体系的印刷线路板 - Google Patents

含多重氢键的助焊体系及施用该体系的印刷线路板 Download PDF

Info

Publication number
CN103612030B
CN103612030B CN201310554618.8A CN201310554618A CN103612030B CN 103612030 B CN103612030 B CN 103612030B CN 201310554618 A CN201310554618 A CN 201310554618A CN 103612030 B CN103612030 B CN 103612030B
Authority
CN
China
Prior art keywords
weld
aiding cream
welding
content
hydrogen bond
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
CN201310554618.8A
Other languages
English (en)
Other versions
CN103612030A (zh
Inventor
黄艳
罗骞
陈群
卢志云
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sichuan University
Original Assignee
Sichuan University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sichuan University filed Critical Sichuan University
Priority to CN201310554618.8A priority Critical patent/CN103612030B/zh
Publication of CN103612030A publication Critical patent/CN103612030A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN103612030B publication Critical patent/CN103612030B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K35/00—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting
    • B23K35/22—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting characterised by the composition or nature of the material
    • B23K35/36—Selection of non-metallic compositions, e.g. coatings, fluxes; Selection of soldering or welding materials, conjoint with selection of non-metallic compositions, both selections being of interest
    • B23K35/3612—Selection of non-metallic compositions, e.g. coatings, fluxes; Selection of soldering or welding materials, conjoint with selection of non-metallic compositions, both selections being of interest with organic compounds as principal constituents
    • B23K35/3613—Polymers, e.g. resins
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K35/00—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting
    • B23K35/22—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting characterised by the composition or nature of the material
    • B23K35/24—Selection of soldering or welding materials proper
    • B23K35/26—Selection of soldering or welding materials proper with the principal constituent melting at less than 400 degrees C
    • B23K35/262—Sn as the principal constituent
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K35/00—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting
    • B23K35/22—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting characterised by the composition or nature of the material
    • B23K35/36—Selection of non-metallic compositions, e.g. coatings, fluxes; Selection of soldering or welding materials, conjoint with selection of non-metallic compositions, both selections being of interest
    • B23K35/362—Selection of compositions of fluxes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K2101/00—Articles made by soldering, welding or cutting
    • B23K2101/36—Electric or electronic devices
    • B23K2101/42—Printed circuits

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Electric Connection Of Electric Components To Printed Circuits (AREA)

Abstract

本发明涉及电子工业用助焊化学品，特别涉及用于电子元器件安装的助焊膏和锡膏，以及施用该助焊膏或锡膏形成焊点的印刷电路板。助焊膏是由溶剂、树脂、活化剂、触变剂等组成，锡膏是由超细（10-75微米）的球形焊料合金粉与助焊膏按一定比例机械混合而成的具有一定粘性、良好触变性及动力学稳定的均匀膏体。当触变剂含多重氢键超分子自组装体系，如二重、三重、四重氢键体系时，可提高助焊膏或锡膏的流变性能，从而改善印刷品质。

Description

含多重氢键的助焊体系及施用该体系的印刷线路板
技术领域
本发明涉及电子工业用助焊化学品，特别涉及用于电子元器件安装的助焊膏和锡膏。
背景技术
从上世纪七八十年代以来，以计算机、通信设备和家用电器等消费类电子产品为主要代表的电子产业迅速发展，而今伴随着3G技术的产生与迅猛发展，现代电子产品不断向集成化、数字化、小型化发展。高密度、小体积封装和组装是表面贴装技术(Surface MountTechnology，简称SMT)的主流和发展方向，比如01005型(0.40mm*0.20mm)元件的使用，其重量是0201型元件的1/2，体积是0201型的1/4，其最大贴装密度可达600个元件/cm2，这就给SMT行业带来新的挑战，其最困难的环节是锡膏的优良印刷。
随着封装元件变得越来越轻薄，单位面积存储信息量不断加大，新型封装技术不断升级，同时芯片中使用的各种电子系统复杂程度越来越高。为进一步提高组装密度，当前的2D平面组装开始向3D立体组装发展。3D组装突破了传统的平面组装的概念，组装效率高达200％以上。首先，它以多个芯片的堆叠，实现了PCB单位面积存储容量的倍增；其次，它将芯片直接互连,互连线长度显著缩短，信号传输得更快且所受干扰更小；再则，它将多个不同功能芯片堆叠在一起，使其实现更多的功能，同时使电子信息产品的尺寸和重量减小数倍；最后，采用3D封装的芯片还有功耗低、速度快等优点从而改进了系统的性能。正是由于3D封装拥有无可比拟的技术优势，加上多媒体及无线通信设备的小型化发展需求，使这一新型的封装方式拥有广阔的发展空间。
SMT行业使用的主要焊接耗材是锡膏。锡膏是由超细(10-75微米)的球形焊料合金粉与助焊膏按一定比例机械混合而成的具有一定粘性、良好触变性及动力学稳定的均匀膏体混合物。助焊膏是混合均匀的膏体，其组成主要是溶剂、树脂、活化剂、触变剂等。在合金粉不变的情况下，助焊膏的性质决定着锡膏的性能。
01005元件的装配和3D组装的出现对SMT行业而言充满挑战，被称为下一代的SMT组装技术。01005元件使用的焊接耗材是锡膏，最大的挑战是锡膏的优良印刷，而3D组装既可直接使用助焊膏，也可使用锡膏，同样对印刷性有更多技术要求。为适应这种发展趋势，保证焊接可靠性，研制印刷性能优良的助焊体系具有重要意义。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术的不足，提高助焊膏和锡膏的印刷性能，为电子工业提供新型的助焊膏和锡膏。
本发明的另一目的在于提供一种施用该助焊膏或锡膏形成了焊点的印刷线路板，因助焊膏或锡膏良好的印刷性，降低了焊接缺陷。
本发明的技术方案是：一种助焊膏，由溶剂、树脂、活化剂、触变剂等组成，所述树脂的含量为助焊膏质量的20～60％，溶剂的含量为助焊膏质量的10～60％，触变剂的含量为助焊膏质量的0.5～10％，活化剂的含量为助焊膏质量的0.1～40％，其特征在于所述触变剂含多重氢键超分子自组装体系。
本发明的另一技术方案是：一种无铅无卤焊膏，由超细(10-75微米)的球形无铅焊料合金粉与上述的助焊膏按一定比例机械混合而成的具有一定粘性、良好触变性及动力学稳定的均匀膏体，所述无铅合金粉的含量为85-95％(质量百分数)，所述助焊膏的含量为5-15％(质量百分数)。
所述多重氢键超分子自组装体系可选择二重氢键体系，依据电子给体(D)和电子受体(A)的位置排布不同，二重氢键存在有两种缔合方式：同体组装AD-DA和异体组装AA-DD。进一步的，所述二重氢键体系可选用如下式Ⅰ或式Ⅱ结构中的一个，R为碳原子数为4-16的直链或支链的烷基。
所述多重氢键超分子自组装体系可选择三重氢键体系，三重氢键体系只能通过异体组装成二聚体，排布方式分为：DAD-ADA，AAA-DDD，AAD-DDA。进一步的，所述三重氢键体系可选用如下式Ⅲ结构中的一个，R为碳原子数为4-16的直链或支链的烷基。
所述多重氢键超分子自组装体系可选择四重氢键体系，同体四重氢键体系可为AADD-DDAA，ADAD-DADA排布。进一步的，所述四重氢键体系可选用如下式Ⅳ或式Ⅴ结构中的一个，R为碳原子数为4-16的直链或支链的烷基。
所述触变剂可是上述氢键超分子体系中的两个或多个复配而成。
所述触变剂可是氢键超分子体系与氢化蓖麻油复配而成，氢化蓖麻油含量为整个触变剂含量的0-50％。
所述无铅焊粉包括Sn-Ag-Cu系、Sn-Ag-Bi系、Sn-Zn系。所述助焊膏中的树脂可以是天然树脂，也可以是合成树脂。助焊膏中的溶剂可以是醇类、醚类、酯类或芳香族有机溶剂，例如使用异丙醇、苯甲醇、甲基溶纤剂、乙基溶纤剂、丁基卡比醇、松油醇、二乙二醇单己醚、二甘醇乙醚、丙二醇单苯醚等。助焊膏中的活性剂可使用各种公知的应用于本领域的化合物，优选两种以上的活性剂结合使用。适合本发明的活性剂的典型例子包括：丁二酸(琥珀酸)，己二酸，癸二酸，戊二酸，衣康酸，水杨酸，十二酸，十四酸，十六酸(棕榈酸)，十八酸，硬脂酸，软脂酸，酒石酸，DL-苹果酸，山梨酸，邻苯二甲酸，苯甲酸，对叔丁基苯甲酸，羟基乙酸，顺丁烯二酸，乳酸，丙二酸，壬二酸，辛二酸，十二二酸，二羟甲基丙酸，油酸，乳酸，酒石酸，柠檬酸，氨基酸对甲苯磺酸盐，氨基酸酯对甲苯磺酸盐等。
本发明的另一技术方案是：一种印刷线路板，施用了前面技术方案所述助焊膏或锡膏，因其优良的印刷性，减少了焊接缺陷。
有益效果
触变性添加剂一般可以分为无机类和有机类两大类。助焊膏一般选用有机类触变剂，最常用的是氢化蓖麻油，产生触变的主要原因是由于它们自身或它们与体系其它组分之间能形成无规律的氢键体系。当印刷时破坏了助焊膏或锡膏中所形成的氢键网络结构，从而达到切变变稀的效果，而当印刷外力撤除时，粘度回升，保持印刷的形状，从而达到良好的印刷效果。
基于氢键的超分子体系种类繁多，易于修饰，其体系中的氢键是集团作用，多个氢键并列同体出现，氢键强度呈指数加强，因而可更多地提高体系在静态时的粘度，更多地降低在印刷时的粘度，且这一过程动态可逆，因而会更大地影响锡膏的流变性能，增大触变系数，有利于提高助焊膏或锡膏的印刷性能。
具体实施方式
实施例1
本实施例为助焊膏，各组分及含量如下：
实施例2
本实施例为锡膏，合金焊粉为Sn96.5Ag3.0Cu0.5，其含量88％(质量百分数)，助焊膏的含量12％(质量百分数)。
助焊膏的各组分及含量如下：
将上述合金焊粉与助焊膏充分混合均匀即制备成锡膏，产品应在0-10摄氏度冷藏。
实施例3
本实施例为锡膏，合金焊粉为Sn99Ag0.3Cu0.7，其含量88％(质量百分数)，助焊膏的含量12％(质量百分数)。
助焊膏的各组分及含量如下：
将上述合金焊粉与助焊膏充分混合均匀即制备成锡膏，产品应在0-10摄氏度冷藏。
实施例4
本实施例为锡膏，合金焊粉为Sn95.5Ag3.8Cu0.7，其含量88％(质量百分数)，助焊膏的含量12％(质量百分数)。
助焊膏的各组分及含量如下：
将上述合金焊粉与助焊膏充分混合均匀即制备成锡膏，产品应在0-10摄氏度冷藏。
实施例5
本实施例为锡膏，合金焊粉为Sn96Ag2.5Bi 1.0Cu0.5，其含量88％(质量百分数)，助焊膏的含量12％(质量百分数)。
助焊膏的各组分及含量如下：
将上述合金焊粉与助焊膏充分混合均匀即制备成锡膏，产品应在0-10摄氏度冷藏。
实施例6
本实施例为锡膏，合金焊粉为Sn42Bi58，其含量88％(质量百分数)，助焊膏的含量12％(质量百分数)。
助焊膏的各组分及含量如下：
将上述合金焊粉与助焊膏充分混合均匀即制备成锡膏，产品应在0-10摄氏度冷藏。
实施例7
本实施例为锡膏，合金焊粉为Sn91Zn9，其含量88％(质量百分数)，助焊膏的含量12％(质量百分数)。
助焊膏的各组分及含量如下：
将上述合金焊粉与助焊膏充分混合均匀即制备成锡膏，产品应在0-10摄氏度冷藏。
实施例8
本实施例为锡膏，合金焊粉为Sn96.5Ag3.0Cu0.5，其含量88％(质量百分数)，助焊膏的含量12％(质量百分数)。
助焊膏的各组分及含量如下：
将上述合金焊粉与助焊膏充分混合均匀即制备成锡膏，产品应在0-10摄氏度冷藏。
实施例9
本实施例为锡膏，合金焊粉为Sn96.5Ag3.0Cu0.5，其含量88％(质量百分数)，助焊膏的含量12％(质量百分数)。
助焊膏的各组分及含量如下：
将上述合金焊粉与助焊膏充分混合均匀即制备成锡膏，产品应在0-10摄氏度冷藏。
实施例10
本实施例为锡膏，合金焊粉为Sn96.5Ag3.0Cu0.5，其含量88％(质量百分数)，助焊膏的含量12％(质量百分数)。
助焊膏的各组分及含量如下：
将上述合金焊粉与助焊膏充分混合均匀即制备成锡膏，产品应在0-10摄氏度冷藏。
比较例1
本实施例为锡膏，合金焊粉为Sn96.5Ag3.0Cu0.5，其含量88％(质量百分数)，助焊膏的含量12％(质量百分数)。
助焊膏的各组分及含量如下：
将上述合金焊粉与助焊膏充分混合均匀即制备成锡膏，产品应在0-10摄氏度冷藏。
触变性评价
参照《日本工业标准JIS Z 3284锡膏标准》，选用螺旋式Brookfield粘度计进行触变系数的测试。

Claims (4)

1.一种助焊膏，由溶剂、树脂、活化剂、触变剂组成，所述树脂的含量为助焊膏质量的20～60％，溶剂的含量为助焊膏质量的10～60％，触变剂的含量为助焊膏质量的0.5～10％，活化剂的含量为助焊膏质量的0.1～40％，所述触变剂含多重氢键超分子自组装体系，其特征在于：所述多重氢键超分子自组装体系选择二重氢键体系或三重氢键体系或四重氢键体系，所述二重氢键体系选用具有式Ⅰ或式Ⅱ结构的化合物，所述三重氢键体系选用具有式Ⅲ结构的化合物，所述四重氢键体系选用具有式Ⅳ或式Ⅴ结构的化合物，
R为碳原子数为4-16的直链或支链的烷基。
2.如权利要求1所述的助焊膏，其特征在于：所述多重氢键超分子自组装体系是所述氢键超分子体系中的两个或多个体系复配而成。
3.如权利要求1或权利要求2所述的助焊膏，其特征在于：所述触变剂是氢键超分子体系与氢化蓖麻油复配而成，氢化蓖麻油质量百分含量为整个触变剂质量百分含量的0-50％。
4.一种无铅无卤焊膏，其特征在于：由10-75微米的超细的球形无铅焊料合金粉与权利要求1或权利要求2或权利要求3所述的助焊膏按一定比例机械混合而成，所述无铅合金粉的质量百分含量为85-95％，所述助焊膏的质量百分含量为5-15％。
CN201310554618.8A 2013-11-08 2013-11-08 含多重氢键的助焊体系及施用该体系的印刷线路板 Expired - Fee Related CN103612030B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201310554618.8A CN103612030B (zh) 2013-11-08 2013-11-08 含多重氢键的助焊体系及施用该体系的印刷线路板

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201310554618.8A CN103612030B (zh) 2013-11-08 2013-11-08 含多重氢键的助焊体系及施用该体系的印刷线路板

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN103612030A CN103612030A (zh) 2014-03-05
CN103612030B true CN103612030B (zh) 2015-07-15

Family

ID=50162764

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201310554618.8A Expired - Fee Related CN103612030B (zh) 2013-11-08 2013-11-08 含多重氢键的助焊体系及施用该体系的印刷线路板

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN103612030B (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113231760B (zh) * 2021-05-08 2022-07-08 深圳市福英达工业技术有限公司 各向异性导电胶和胶膜及其制备方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1640983A (zh) * 2004-12-21 2005-07-20 四川大学 六氢键自组装超分子黄绿色发光材料及其合成方法
CN101693763A (zh) * 2009-10-12 2010-04-14 四川大学 氢键自组装超分子蓝色荧光聚合物及其合成方法
CN101733588A (zh) * 2010-01-08 2010-06-16 四川大学 电子工业用无铅无卤锡膏
CN102069315A (zh) * 2011-02-21 2011-05-25 四川大学 一种高润湿性的无铅无卤焊膏

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6451127B1 (en) * 1999-06-01 2002-09-17 Motorola, Inc. Conductive paste and semiconductor component having conductive bumps made from the conductive paste
US7956114B2 (en) * 2009-03-09 2011-06-07 Raytheon Company Water immiscible rosin mildly activated flux

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1640983A (zh) * 2004-12-21 2005-07-20 四川大学 六氢键自组装超分子黄绿色发光材料及其合成方法
CN101693763A (zh) * 2009-10-12 2010-04-14 四川大学 氢键自组装超分子蓝色荧光聚合物及其合成方法
CN101733588A (zh) * 2010-01-08 2010-06-16 四川大学 电子工业用无铅无卤锡膏
CN102069315A (zh) * 2011-02-21 2011-05-25 四川大学 一种高润湿性的无铅无卤焊膏

Also Published As

Publication number Publication date
CN103612030A (zh) 2014-03-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101380699B (zh) 锡锌系无铅合金焊膏及其制备方法
CN102357746A (zh) 一种无铅焊锡丝用低含量改性松香型无卤助焊剂
CN105307812A (zh) 焊膏
CN103460815B (zh) 安装结构体及其制造方法
CN106686905A (zh) 一种片状元器件的贴片工艺
CN101116931A (zh) 用于Sn96.5Ag3Cu0.5合金焊锡膏的助焊剂
CN103811449A (zh) 焊球凸块结构及其形成方法
CN104107989A (zh) 一种高温半导体固晶焊锡膏及其制备方法
CN105189027A (zh) 无铅软钎料、无铅焊料球、使用了该无铅软钎料的焊料接头和具有该焊料接头的半导体电路
CN103474859B (zh) 端子制作方法及端子与电子元器件芯体的制作方法
CN103612030B (zh) 含多重氢键的助焊体系及施用该体系的印刷线路板
CN103813625B (zh) 印制电路板焊盘
CN101347875A (zh) 调谐器专用中温节能无铅锡膏
CN104985352A (zh) 一种用于大功率led的无铅固晶锡膏
CN107745202B (zh) 锡基膏状钎焊焊料及其制备方法
CN105518937B (zh) 用于电动马达的电接触装置以及用于生产该装置的方法
CN103219310B (zh) 混合焊球布置及其形成方法
CN107052616A (zh) 钎焊用铜焊膏
CN102683322A (zh) Pop封装结构及其制造方法
CN201160140Y (zh) 一种电脑输入输出连接器接触端子的焊脚结构
CN115425015A (zh) 堆叠封装结构以及堆叠封装结构的制造方法
JP5648533B2 (ja) 電子部品実装基板およびその製造方法
CN108878302A (zh) 球栅阵列的封装结构及其封装方法
CN107172809A (zh) 一种bga焊接方法
CN106180939A (zh) 激光回流焊用的焊膏

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20150715

Termination date: 20191108