CN108500501A - 一种环氧锡膏 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种环氧锡膏，其特征在于先将锡粉用松香进行表面改性，得到改性锡粉，然后跟助焊膏、环氧树脂和潜伏性固化剂一起搅拌混和形成环氧锡膏。环氧锡膏按重量百分比组成为：改性锡粉65‑90％，助焊膏5‑15％，环氧树脂3.5‑10％，潜伏性固化剂1.5‑5％。本发明的环氧锡膏焊接质量高，焊接后接合部被环氧树脂封装保护，提高了抗冲击能力。环氧锡膏在室温下可保存和使用5天之久，具有很好的稳定性和应用性。

Description

一种环氧锡膏

技术领域

本发明涉及焊接材料，具体涉及一种环氧锡膏及其制备方法。

背景技术

在电子制品的安装工序中，为了将电子部件端子与电路板电极接合，多数情况下使用焊锡膏(简称锡膏)。当锡膏被加热到一定温度后发生熔化，使被焊接的元器件与电路板连接在一起，待冷却后，就凝固形成固定的焊点。近年来，随着电子制品的小型化、高性能化，焊料接合部越来越微细化，而电子部件在工作和使用过程中难免会受到撞击、跌落等外力冲击而受到损伤，这就要求提高接合部焊接的可靠性，来抵抗外来冲击力的影响。

作为解决对策，除了提高焊接质量外，在锡膏中添加热固性树脂应该是一种解决方案。在锡膏焊接元器件的同时，热固性树脂在接合部周围形成固化树脂覆盖层，起到封装保护和密合作用，可大大提高焊接部的可靠性和稳定性，同时也避免了受灰尘、水分和化学物质等外界因素的干扰。

热固性树脂中，环氧树脂具有很多优异的特性，主要包括：(1)环氧树脂与固化剂反应属于加成聚合，一般来讲收缩率比较小，没有副产物，因此材料内部的应力比较小，且不会有气泡空洞的产生。(2)具有优良的耐热性，能满足一般电子、电器对绝缘材料的要求。(3)具有优良的密着性，这是其他材料所不能比的。(4)具有优良的电绝缘性能，这也是不饱和聚酯树脂和酚醛树脂等一般热固性树脂达不到的。(5)基于配方中固化剂和促进剂的选择，配方可千变万化，从而具有各种不同的性能，满足各种不同的要求。

然而，环氧锡膏的概念很简单，但制备并不容易，首先，环氧树脂及固化剂等的加入，不能牺牲锡膏的焊接性能，其次也是最关键的，锡粉会活化环氧树脂，从而催化环氧树脂的固化反应，使得锡膏储存保质期大大缩短。因锡粉的催化作用，一般混和了环氧树脂的锡膏室温只能存放1-2天。正因为如此，目前市场上锡膏品种很多，但环氧锡膏还是空白。本发明提供一种环氧锡膏及其制备方法，该膏的焊接质量好，在焊接过程中环氧树脂同步固化，能对接合部起到封装保护作用，且产品保质期较长，在室温下可存放或者使用5天，基本满足实际生产的需要。

发明内容

本发明提供一种环氧锡膏，先将锡粉用松香进行表面改性，即在锡粉表面包覆一层松香，然后再跟助焊膏、环氧树脂和固化剂混和，经充分搅拌混和形成环氧锡膏。锡粉因为受到松香的表面覆盖，在一定程度上与环氧树脂隔离，对环氧树脂的催化作用大大减弱，从而延长了锡膏的保质期。进一步通过环氧树脂和潜伏性固化剂的优选，制备出焊接质量高的环氧锡膏。

一种环氧锡膏，优选的，按重量百分比组成为：改性锡粉65-90％，助焊膏5-15％，环氧树脂3.5-10％，潜伏性固化剂1.5-5％。

锡粉的组成，按重量百分比是：锡63-65％，铋34-36％，银0.5-1.5％。

改性锡粉制备过程如下，称取松香，加入适量乙醇搅拌溶解，再加入锡粉，缓缓搅拌，真空下让乙醇慢慢挥发，得到灰色膏状物，即为改性锡粉。优选的，松香和锡粉重量比为0.1-0.4∶1。

一种环氧锡膏，其助焊膏的组成，按重量百分比是松香35-50％，丁醇30-40％，乙二酸6-14％，对苯二甲酸5-10％，4-氯丁酸乙酯4-8％。

助焊膏的制备过程如下，在三口烧瓶中加入丁醇，安上回流冷凝管，加热至微沸，慢慢加入松香，搅拌使之溶解，再加入乙二酸，搅拌使之溶解，再加入对苯二甲酸，搅拌使之溶解，然后冷却到40℃左右，加入4-氯丁酸乙酯，搅拌溶解，最后混和物放入冰箱-20℃冷冻一天，变成冻块，再拿出来用研磨机研磨一天，得到助焊膏。

一种环氧锡膏，所用环氧树脂是双酚A环氧树脂或者双酚F环氧树脂。环氧树脂固化剂是酸酐类潜伏性固化剂。优选的，固化剂和环氧树脂重量比为1∶1-3。

本发明制备工艺简单，环氧锡膏焊接质量高，同步固化的环氧树脂对接合部起到很好的封装保护作用。环氧锡膏在室温下可以存放或使用5天，基本满足实际生产的需要。

具体实施方式

下面结合具体实施例，对发明作进一步说明。

本发明的环氧锡膏，其制备涉及锡粉的改性方法、助焊膏的配置、环氧树脂的选择和固化剂的选择等，不同的搭配和配比可以组合形成多种性能的环氧锡膏。

下面结合一种助焊膏，来说明实施例和对比例。该助焊膏的制备如下，在250mL三口烧瓶中加入70克丁醇，安上回流冷凝管，加热至微沸，慢慢加入85克松香，搅拌使之溶解，再加入20克乙二酸，搅拌使之溶解，再加入16克对苯二甲酸，加热使之溶解，然后冷却到40℃，加入4-氯丁酸乙酯9克，搅拌溶解，最后将混和物放入冰箱-20℃冷冻一天，变成冻块，再拿出来用研磨机研磨一天，得到助焊膏A。

实施例1：称取6克松香，加入15克乙醇搅拌溶解，再加入42克锡粉，缓缓搅拌，真空下让乙醇慢慢挥发，得到灰色膏状物。添加6克助焊膏A，4克双酚A环氧树脂，2克偏苯三酸酐，充分搅拌混和形成环氧锡膏。

实施例2：称取10克松香，加入15克乙醇搅拌溶解，再加入42克锡粉，缓缓搅拌，真空下让乙醇慢慢挥发，得到灰色膏状物。添加5克助焊膏A，3克双酚A环氧树脂，1.5克均苯四酸酐，充分搅拌混和形成环氧锡膏。

实施例3：称取6克松香，加入15克乙醇搅拌溶解，再加入42克锡粉，缓缓搅拌，真空下让乙醇慢慢挥发，得到灰色膏状物。添加6克助焊膏A，4克双酚F环氧树脂，2克偏苯三酸酐，充分搅拌混和形成环氧锡膏。

实施例4：称取10克松香，加入15克乙醇搅拌溶解，再加入42克锡粉，缓缓搅拌，真空下让乙醇慢慢挥发，得到灰色膏状物。添加5克助焊膏A，3克双酚F环氧树脂，1.5克均苯四酸酐，充分搅拌混和形成环氧锡膏。

对比例1：将42克锡粉、6克助焊膏A、4克双酚A环氧树脂、2克偏苯三酸酐，充分搅拌混和形成环氧锡膏。

对比例2：将42克锡粉、5克助焊膏A、3克双酚F环氧树脂、2克均苯四酸酐，充分搅拌混和形成环氧锡膏。

锡膏的性能是多方面的，本发明主要关注两点，一是环氧锡膏的保质期，二是焊点质量。前者可以通过粘度的测试来衡量。锡膏平时是可以低温保存的，但实际使用一般在室温，所以测试25℃下的粘度。根据行业标准，粘度在170～250Pa s为合格，否则就会影响印刷及贴装操作。焊点质量可通过锡球试验来检验。根据锡珠的聚集度分为4个等级，等级1要求完全没有锡珠，只有一个大的锡球；等级2要求大球周围不多于3个锡珠，且锡珠尺寸不大于75微米；等级3的大球周围可以有多余3个锡珠但不聚集不构成环状，且锡珠尺寸不大于75微米；等级4除了有大的球形外还有很多锡珠，并且形成了断断续续的环状。等级1和2为优良，等级3为及格，等级4则为不合格。

实施例和对比例的测试结果见表1。

表1锡膏性能

由表可见，锡粉的表面改性对环氧锡膏保质期影响很大，没有改性的环氧锡膏室温下一般2天就固化失效不能用了，而适当改性锡粉配置的环氧锡膏，可以存放5天左右。另外环氧树脂和固化剂的种类和用量，也对环氧锡膏有较大影响。

Claims (8)

1.一种环氧锡膏，其特征在于，将锡粉用松香进行表面改性，得到改性锡粉，然后跟助焊膏、环氧树脂和潜伏性固化剂一起搅拌混和形成环氧锡膏。

2.根据权利要求1所述，其特征在于，按重量百分比锡膏的组成为：改性锡粉65-90％，助焊膏5-15％，环氧树脂3.5-10％，固化剂1.5-5％。

3.根据权利要求1和2所述，其特征在于，按重量百分比锡粉的组成是：锡63-65％，铋34-36％，银0.5-1.5％。

4.根据权利要求1和2所述，其特征在于，改性锡粉制备过程如下，称取松香，加适量乙醇搅拌溶解，再加入锡粉，缓缓搅拌，真空下让乙醇慢慢挥发，得到灰色膏状物，即为改性锡粉。松香和锡粉重量比为0.1～0.4∶1。

5.根据权利要求1和2所述，其特征在于，按重量百分比助焊膏的组成是：松香35-50％，丁醇30-40％，乙二酸6-14％，对苯二甲酸5-10％，4-氯丁酸乙酯4-8％。

6.根据权利要求1、2和5所述，其特征在于，助焊膏的制备过程如下，在三口烧瓶中加入丁醇，安上回流冷凝管，加热至微沸，慢慢加入松香，搅拌使之溶解，再加入乙二酸，搅拌使之溶解，再加入对苯二甲酸，加热使之溶解，然后冷却，加入4-氯丁酸乙酯，搅拌溶解，最后混和物放入冰箱-20℃冷冻一天，变成冻块，再拿出来用研磨机研磨一天，得到助焊膏。

7.根据权利要求1和2所述，其特征在于，环氧树脂是双酚A环氧树脂或者双酚F环氧树脂。

8.根据权利要求1和2所述，其特征在于，固化剂是酸酐类潜伏性固化剂。固化剂和环氧树脂重量比为1∶1～3。