CN104999196A - 助焊剂及其制作方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种助焊剂。所述助焊剂包括如下组分：活化剂、乙酰胺及松香，其中按重量百分比计，所述活化剂的重量百分比介于0.5％～3％之间，且所述活化剂与所述乙酰胺重量配比介于1:1.6～1:1.8之间。与相关技术相比，本发明的所述助焊剂具有活性强、能有效提高钎料湿润性及防止产生腐蚀的优点。本发明还提供一种所述助焊剂的制备方法。

Description

助焊剂及其制作方法

【技术领域】

本发明涉及一种微电子封装领域，尤其涉及一种微电子封装用助焊剂。

【背景技术】

无铅钎料是以锡锌二元共晶合金为基础发展起来的一种抗氧化性较好的钎料合金，具有成本低、熔点低和接头强度高等优点，具有广阔的发展前景。在钎焊工艺中，助焊剂通常和钎料一起使用，助焊剂内相应化学物能与金属氧化膜反应且能生成溶于助焊剂的化合物，同时防止氧化、减少表面张力、提高锡液表面活化性能、增加焊锡对于基体表面湿润性能。然而，由于锌和铝在高温液态下会在基板表面形成一层致密的氧化膜，降低钎料合金的湿润性，这对于无铅钎料的应用产生了阻碍。因此，有必要通过提高助焊剂的活性来改善其抗氧化性和湿润性。

在相关技术中，一般多使用主要由松香、树脂、添加剂和有机溶剂组成的松香树脂系助焊剂，这类助焊剂虽然可焊性好、成本低，但是，具有以下缺陷：首先，这类助焊剂活性低，不能有效去除钎料表面的氧化膜，对于改善钎料的湿润性效果甚微；其次，这类助焊剂焊后残留物高，容易对基板和钎料产生腐蚀。

因此，有必要提供一种新的助焊剂解决上述问题。

【发明内容】

本发明的目的是克服上述技术问题，提供一种具有活性强能有效提高钎料湿润性及防止产生腐蚀的助焊剂及其制备方法。

本发明提供一种助焊剂，所述助焊剂包括如下组分：活化剂、乙酰胺及松香，所述活化剂的重量百分比介于0.5％～3％之间，且所述活化剂与所述乙酰胺重量配比介于1:1.6～1:1.8之间。

优选的，所述活化剂为环己胺氢溴酸盐、二乙胺氢溴酸盐、二苯胍氢溴酸盐、二乙胺氢盐酸盐、二甲胺盐酸盐中的至少一种。

优选的，所述乙酰胺的重量百分比介于0.85％～5％之间。

优选的，所述活化剂与所述乙酰胺配比为1:1.7。

优选的，所述活化剂及所述乙酰胺在常温下均为粉末状。

本发明还提供一种上述助焊剂的制备方法，包括如下步骤：将所述松香加热至熔融状态；将所述活化剂和所述乙酰胺按重量配比介于1:1.6～1:1.8之间配比加入上一步骤所得的熔融松香中，搅拌均匀；及冷却至常温得到所述助焊剂。

与现有技术相比，本发明在助焊剂使用活性较强的活化剂和乙酰胺的复配成分，能有效提高助焊剂的活性，去除基板表面的氧化膜，使焊接时的表面张力减小，增加钎料和焊盘金属的湿润性；同时，所述助焊剂反应后无残留物，有效防止基板和钎料被腐蚀。

【附图说明】

图1为相关技术助焊剂焊接后的焊点效果图；

图2为应用本发明助焊剂焊接后的焊点效果图。

【具体实施方式】

下面将结合附图和实施方式对本发明作进一步说明。

所述助焊剂，包括如下组分：活化剂、乙酰胺及松香，所述活化剂的重量百分比介于0.5％～3％之间，且所述活化剂与所述乙酰胺重量配比介于1:1.6～1:1.8之间。

本发明助焊剂中，所述活化剂为环己胺氢溴酸盐、二乙胺氢溴酸盐、二苯胍氢溴酸盐、二乙胺氢盐酸盐、二甲胺盐酸盐中的至少一种。所述活化剂常温(即温度为25±5℃)下为粉末状，它在高温(即温度高于195℃)下会分解出有机胺、氢离子和卤离子，所述氢离子可以有效地去除钎料表面的锌、铝氧化物，从而改善钎料的润湿性能。而当所述钎料铺展后焊接冷却时，所述有机胺又会和剩余的所述氢离子及卤离子结合重新生成环己胺氢溴酸盐，从而降低其对基材和所述钎料的腐蚀性能。需要说明的是，本发明的助焊剂更适合用于Sn-Zn-Al系钎料焊接。

所述乙酰胺常温下为白色粉末，熔融情况下所述乙酰胺也会电离出氢离子，达到去除钎料表面氧化膜的目的。同时，在所述活化剂中添加所述乙酰胺，所述乙酰胺与所述活化剂发生反应，促进所述活化剂的分解，可以进一步促进所述钎料的湿润性。所述活化剂与所述乙酰胺反应比为1:1，但是由于所述乙酰胺在高温时很容易挥发，导致在实际的反应过程中，所述乙酰胺的添加量应高于所述环己胺氢溴酸盐，所以最佳添加比为1:1.6～1:1.8，特别是1:1.7。在本实施方式中，所述乙酰胺的重量百分比介于0.85％～5％之间，在保证所述助焊剂具有最佳活性下避免浪费所述乙酰胺。

下面结合实施例对本发作进一步的说明，需要说明的是，所述钎料为Sn-9Zn-90ppmAl无铅钎料。

实施例1

一种助焊剂，按重量百分比计，包括以下组分：

环己胺氢溴酸盐      0.5％；

乙酰胺              0.9％；

松香                余量。

所述助焊剂的制备方法包括如下步骤：

步骤S11，将所述松香加入容器内加热至熔融状态；

步骤S12，将粉末状所述环己胺氢溴酸盐及所述乙酰胺按1:1.8的配比加入所述熔融松香中，搅拌均匀；

步骤S13，冷却到常温得到所述助焊剂。

实施例2

一种助焊剂，按重量百分比计，包括以下组分：

环己胺氢溴酸盐      2％，

乙酰胺              3.4％，

松香                余量。

所述助焊剂的制备方法包括如下步骤：

步骤S21，将所述松香加入容器内加热至熔融状态；

步骤S22，将粉末状所述环己胺氢溴酸盐及所述乙酰胺按1:1.7的配比加入所述熔融松香中，搅拌均匀；

步骤S23，冷却到常温得到所述助焊剂。

实施例3

一种助焊剂，按重量百分比计，包括以下组分：

二乙胺氢溴酸盐      0.5％，

乙酰胺              0.85％，

松香                余量。

所述助焊剂的制备方法包括如下步骤：

步骤S31，将所述松香加入容器内加热至熔融状态；

步骤S32，将粉末状所述二乙胺氢溴酸盐及所述乙酰胺按1:1.7的配比加入所述熔融松香中，搅拌均匀；

步骤S33，冷却到常温得到所述助焊剂。

实施例4

一种助焊剂，按重量百分比计，包括以下组分：

二乙胺氢盐酸盐      3％，

乙酰胺              5％，

松香                余量。

所述助焊剂的制备方法包括如下步骤：

步骤S41，将所述松香加入容器内加热至熔融状态；

步骤S42，将粉末状所述二乙胺氢盐酸盐及所述乙酰胺按1:1.67的配比加入所述熔融松香中，搅拌均匀；

步骤S43，冷却到常温得到所述助焊剂。

实施例5

一种助焊剂，按重量百分比计，包括以下组分：

二甲胺盐酸盐       2.5％，

乙酰胺             4％，

松香               余量。

所述助焊剂的制备方法包括如下步骤：

步骤S51，将所述松香加入容器内加热至熔融状态；

步骤S52，将粉末状所述二甲胺盐酸盐及所述乙酰胺按1:1.6的配比加入所述熔融松香中，搅拌均匀；

步骤S53，冷却到常温得到所述助焊剂。

将实施例1～5得到的钎料进行润湿性测试，测试方法如下：在4块基板中部各放置一个所述钎料的钎料球，将实施例1～5所述助焊剂均匀涂于每个所述钎料球表面，再将每块所述基板水平放置在260±5℃的金属液的液面，待所述钎料球完全熔化铺展后，取出所述基板水平放置，冷却至常温，测量使用实施例1～5的助焊剂的铺展率，测量结果如表1所示。

表1各实施例的助焊剂的铺展率

实施例	铺展率(％)
		实施例1	72.9
实施例2	73.6
		实施例3	73.5
实施例4	73.1
		实施例5	72.6

由表1可知，使用各所述实施例的所述助焊剂，所述钎料在所述基板上的铺展面积明显提高，所述钎料的铺展率提升至70％以上。最优的，所述实施例2与实施例3中组分配比为1:1.7时，具有最佳铺展率。

参照图1和图2所示，图1为相关技术助焊剂焊接后的焊点效果图；图2为应用本发明助焊剂焊接后的效果焊点图。

与相关技术相比，使用本发明助焊剂焊接后的焊点形貌呈现椭圆形，表面饱满光亮，表面明显残留物较少，容易通过丙酮清洗干净，所述助焊剂对所述基板和所述钎料的腐蚀较小，是无铅钎料合适的活性剂。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (6)

1.一种助焊剂，其特征在于，所述助焊剂包括如下组分：活化剂、乙酰胺及松香，所述活化剂的重量百分比介于0.5％～3％之间，且所述活化剂与所述乙酰胺重量配比介于1:1.6～1:1.8之间。

2.根据权利要求1所述的助焊剂，其特征在于，所述活化剂为环己胺氢溴酸盐、二乙胺氢溴酸盐、二苯胍氢溴酸盐、二乙胺氢盐酸盐、二甲胺盐酸盐中的至少一种。

3.根据权利要求1所述的助焊剂，其特征在于：所述乙酰胺的重量百分比介于0.85％～5％之间。

4.根据权利要求1或2或3所述的助焊剂，其特征在于：所述活化剂与所述乙酰胺重量配比为1:1.7。

5.根据权利要求4所述的助焊剂，其特征在于，所述活化剂及所述乙酰胺为粉末状。

6.一种如权利要求1所述的助焊剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

将所述松香加热至熔融状态；

将所述活化剂和所述乙酰胺按重量配比介于1:1.6～1:1.8之间配比加入上一步骤所得的熔融松香中，搅拌均匀；及冷却至常温得到所述助焊剂。