CN104985352A - 一种用于大功率led的无铅固晶锡膏 - Google Patents

一种用于大功率led的无铅固晶锡膏 Download PDF

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谢英健
吴秋霞
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Abstract

本发明涉及电子焊接技术领域，特别涉及一种用于大功率LED的无铅固晶锡膏。所述用于大功率LED的无铅固晶锡膏包括以下材料：无铅锡粉，助焊膏；所述锡粉为锡铜合金，所述锡粉优选Sn-0.7Cu合金，所述助焊膏由以下材料组成：所述助焊膏主要由以下重量百分比材料组成：松香30％-40％，溶剂40％-45％，缓蚀剂1％-4％，活性剂3％-8％，触变剂4％-6％，增稠剂10％-15％。本发明用于大功率LED芯片键合，优点：导热系数大，空洞率低，电阻值低，焊接层不易脆裂。

Description

一种用于大功率LED的无铅固晶锡膏
【技术领域】
本发明涉及电子焊接技术领域，特别涉及一种用于大功率LED的无铅固晶锡膏。
【背景技术】
与传统的白炽灯、荧光灯、高压钠灯照明相比，由于白光大功率LED具有显著的节能，环保，使用寿命长等一系列优势，因此，大功率LED特别是白光大功率LED已经产业化并推向市场，但是由于大功率LED芯片输入功率不断提高，对于大功率LED封装技术要求越来越高，尤其是LED芯片的键合材料，现阶段主要的LED芯片的键合材料主要由四种：1、导热胶，2、锡金合金，3、导电银浆，4、锡膏；而锡膏作为大功率LED芯片键合用的新型材料，现阶段用的大功率LED用锡膏，焊接层易脆裂，导致热阻上升，使得LED散热差，导致使用寿命缩短。
【发明内容】
鉴于以上内容，有必要提供一种用于大功率LED的无铅固晶锡膏，该发明大功率LED的无铅固晶锡膏：导热系数大，空洞率低，电阻值低，焊接层不易脆裂。
本发明所采取的技术方案是：
一种大功率LED的无铅固晶锡膏，包括以下材料：锡粉，助焊膏，所述锡粉为锡铜合金，所述助焊膏主要由以下重量百分比材料组成：松香30％-40％，溶剂40％-45％，缓蚀剂1％-4％，活性剂3％-8％，触变剂4％-6％，增稠剂10％-15％。
进一步地，所述锡粉为Sn-0.7Cu。
进一步地，所述助焊膏主要由以下重量百分比材料组成：松香30％，溶剂42％，缓蚀剂3％，活性剂8％，触变剂5％，增稠剂12％。
进一步地，所述松香主要由半氢化松香，二聚松香，水白松香中其中的一种或几种组成。
进一步地，所述溶剂主要由三丙二醇丁醚，丙二醇丙醚，2-己基-1-癸醇，二乙二醇-2-乙基己基醚，聚乙二醇二甲醚中其中的一种或几种组成。
进一步地，所述活性剂主要由反丁烯二酸，对氨基苯甲酸，2-吡啶甲酸，对羟基苯乙酸，2-溴正辛酸，乙胺氢溴酸盐中其中的一种或几种组成。
进一步地，所述触变剂主要由乙撑双-12-羟基硬脂酸酰胺，乙撑双硬脂酸酰胺，聚酰胺蜡中的任意两种组成。
进一步地，用于大功率LED的无铅固晶锡膏的生产工艺，包括以下步骤：
1)、取以下材料：松香，溶剂，增稠剂添加到容器里，在80-90℃下，用乳化分散机分散，溶液透明澄清为止；
2)、降温至70-80℃，把缓蚀剂加入到1)所述溶液中，用乳化分散机分散15-20分钟；
3)、降温至60-70℃，把触变剂加入到2)所述溶液中，用乳化分散机分散20-30分钟；
4)、降温至50-60℃，把活性剂加入到3)所述溶液中，用乳化分散机分散10-20分钟；
5)、降温至25-30℃，成粘稠膏状，制备完成，待用。
进一步地，取锡粉、助焊膏按一定的重量比例(75％-85％：15％-25％)，放入密封搅拌器，搅拌均匀。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
该发明大功率LED的无铅固晶锡膏：导热系数大，空洞率低，电阻值低，焊接层不易脆裂。
【具体实施方式】
实施例1：
一种用于大功率LED的无铅固晶锡膏，包括以下材料：锡粉，助焊膏。其中，所述锡粉为Sn0.7Cu合金。所述助焊膏主要由以下重量百分比材料组成：
松香：半氢化松香30％
溶剂：三丙二醇丁醚20％，二乙二醇-2-乙基己基醚15％，丙二醇丙醚7％
缓蚀剂：3％
触变剂：乙撑双-12-羟基硬脂酸酰胺1％，聚酰胺蜡4％
活性剂：2-溴正辛酸8％
增稠剂：12％
上述用于大功率LED的无铅固晶锡膏的生产工艺，包括以下步骤：
1)、取以下材料：半氢化松香30％，三丙二醇丁醚20％，二乙二醇-2-乙基己基醚15％，丙二醇丙醚7％，增稠剂12％添加到容器里，在80-90℃下，用乳化分散机分散，溶液透明澄清为止；
2)、降温至70-80℃，把缓蚀剂3％加入到1)所述溶液中，用乳化分散机分散15-20分钟；
3)、降温至60-70℃，把乙撑双-12-羟基硬脂酸酰胺1％，聚酰胺蜡4％加入到2)所述溶液中，用乳化分散机分散20-30分钟；
4)、降温至50-60℃，把2-溴正辛酸8％加入到3)所述溶液中，用乳化分散机分散10-20分钟；
5)、降温至25-30℃，成粘稠膏状，制备完成，待用。
进一步地，取锡粉、助焊膏按重量比例85％：15％，放入密封搅拌器，搅拌均匀。
实施例2：
一种用于大功率LED的无铅固晶锡膏，包括以下材料：锡粉，助焊膏。其中，所述锡粉为Sn0.7Cu合金。所述助焊膏主要由以下重量百分比材料组成：
松香：二聚松香20％，水白松香20％
溶剂：2-己基-1-癸醇20％，二乙二醇-2-乙基己基醚15％，聚乙二醇二甲醚5％
缓蚀剂：3％
触变剂：乙撑双-12-羟基硬脂酸酰胺1％，聚酰胺蜡3％
活性剂：对氨基苯甲酸0.5％，2-吡啶甲酸2.5％
增稠剂：10％
按上述用于大功率LED的无铅固晶锡膏的生产工艺，包括以下步骤：
1)、取以下材料：二聚松香20％，水白松香20％，2-己基-1-癸醇20％，二乙二醇-2-乙基己基醚15％，聚乙二醇二甲醚5％，增稠剂10％添加到容器里，在80-90℃下，用乳化分散机分散，溶液透明澄清为止；
2)、降温至70-80℃，把缓蚀剂3％加入到1)所述溶液中，用乳化分散机分散15-20分钟；
3)、降温至60-70℃，把乙撑双-12-羟基硬脂酸酰胺1％，聚酰胺蜡3％加入到2)所述溶液中，用乳化分散机分散20-30分钟；
4)、降温至50-60℃，把对氨基苯甲酸0.5％，2-吡啶甲酸2.5％加入到3)所述溶液中，用乳化分散机分散10-20分钟；
5)、降温至25-30℃，成粘稠膏状，制备完成，待用。
进一步地，取锡粉、助焊膏按重量比例75％：25％，放入密封搅拌器，搅拌均匀。
实施例3：
一种用于大功率LED的无铅固晶锡膏，包括以下材料：锡粉，助焊膏。其中，所述锡粉为Sn0.7Cu合金。所述助焊膏主要由以下重量百分比材料组成：
松香：二聚松香5％，水白松香25％
溶剂：丙二醇丙醚25％，2-己基-1-癸醇10％，二乙二醇-2-乙基己基醚10％
缓蚀剂：1％
触变剂：乙撑双-12-羟基硬脂酸酰胺3％，乙撑双硬脂酸酰胺3％
活性剂：2-溴正辛酸2.5％，乙胺氢溴酸盐0.5％
增稠剂：15％
上述用于大功率LED的无铅固晶锡膏的生产工艺，包括以下步骤：
1)、取以下材料：二聚松香5％，水白松香25％，丙二醇丙醚25％，2-己基-1-癸醇10％，二乙二醇-2-乙基己基醚10％，增稠剂15％添加到容器里，在80-90℃下，用乳化分散机分散，溶液透明澄清为止；
2)、降温至70-80℃，把缓蚀剂1％加入到1)所述溶液中，用乳化分散机分散15-20分钟；
3)、降温至60-70℃，把乙撑双-12-羟基硬脂酸酰胺3％，乙撑双硬脂酸酰胺3％加入到2)所述溶液中，用乳化分散机分散20-30分钟；
4)、降温至50-60℃，把对2-溴正辛酸2.5％，乙胺氢溴酸盐0.5％加入到3)所述溶液中，用乳化分散机分散10-20分钟；
5)、降温至25-30℃，成粘稠膏状，制备完成，待用。
进一步地，取锡粉、助焊膏按重量比例80％：20％，放入密封搅拌器，搅拌均匀。
实施例4：
一种用于大功率LED的无铅固晶锡膏，包括以下材料：锡粉，助焊膏。其中，所述锡粉为Sn0.7Cu合金。所述助焊膏主要由以下重量百分比材料组成：
松香：半氢化松香15％，二聚松香20％
溶剂：三丙二醇丁醚20％，2-己基-1-癸醇20％
缓蚀剂：4％
触变剂：乙撑双-12-羟基硬脂酸酰胺2％，聚酰胺蜡2.5％
活性剂：2-吡啶甲酸1.5％，对羟基苯乙酸4％，乙胺氢溴酸盐2％
增稠剂：10％
上述用于大功率LED的无铅固晶锡膏的生产工艺，包括以下步骤：
1)、取以下材料：半氢化松香15％，二聚松香20％，三丙二醇丁醚20％，2-己基-1-癸醇20％，增稠剂10％添加到容器里，在80-90℃下，用乳化分散机分散，溶液透明澄清为止；
2)、降温至70-80℃，把缓蚀剂4％加入到1)所述溶液中，用乳化分散机分散15-20分钟；
3)、降温至60-70℃，把乙撑双-12-羟基硬脂酸酰胺2％，聚酰胺蜡2.5％加入到2)所述溶液中，用乳化分散机分散20-30分钟；
4)、降温至50-60℃，把2-吡啶甲酸1.5％，对羟基苯乙酸4％，乙胺氢溴酸盐2％加入到3)所述溶液中，用乳化分散机分散10-20分钟；
5)、降温至25-30℃，成粘稠膏状，制备完成，待用。
进一步地，取锡粉、助焊膏按重量比例82％：18％，放入密封搅拌器，搅拌均匀。
本发明的实施例1-4制备的用于大功率LED的无铅固晶锡膏与现有大功率LED的无铅固晶锡膏在应用过程中对其空洞率，焊接可焊性进行定性或定量检测，检测结果如下表1：
表1：性能检测结果对比表
由此可见，本发明的用于大功率LED的无铅固晶锡膏，具有导热系数大，空洞率低，电阻值低，焊接层不易脆裂。

Claims (7)

1.一种用于大功率LED的无铅固晶锡膏，包括以下材料：锡粉，助焊膏，其特征在于：所述锡粉为锡铜合金，所述助焊膏主要由以下重量百分比材料组成：松香30％-40％，溶剂40％-45％，缓蚀剂1％-4％，活性剂3％-8％，触变剂4％-6％，增稠剂10％-15％。
2.根据权利要求1所述的用于大功率LED的无铅固晶锡膏，其特征在于：所述锡粉为Sn-0.7Cu。
3.根据权利要求1所述的用于大功率LED的无铅固晶锡膏，其特征在于：所述助焊膏主要由以下重量百分比材料组成：松香30％，溶剂42％，缓蚀剂3％，活性剂8％，触变剂5％，增稠剂12％。
4.根据权利要求1所述的用于大功率LED的无铅固晶锡膏，其特征在于：所述松香主要由半氢化松香，二聚松香，水白松香中其中的一种或几种组成。
5.根据权利要求1所述的用于大功率LED的无铅固晶锡膏，其特征在于：所述溶剂主要由三丙二醇丁醚，丙二醇丙醚，2-己基-1-癸醇，二乙二醇-2-乙基己基醚，聚乙二醇二甲醚中其中的一种或几种组成。
6.根据权利要求1所述的用于大功率LED的无铅固晶锡膏，其特征在于：所述活性剂主要由反丁烯二酸，对氨基苯甲酸，2-吡啶甲酸，对羟基苯乙酸，2-溴正辛酸，乙胺氢溴酸盐中其中的一种或几种组成。
7.根据权利要求1所述的用于大功率LED的无铅固晶锡膏，其特征在于：所述触变剂主要由乙撑双-12-羟基硬脂酸酰胺，乙撑双硬脂酸酰胺，聚酰胺蜡中的任意两种组成。
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