CN111958143A - 一种微电子组装焊锡膏及其制备方法 - Google Patents

一种微电子组装焊锡膏及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种微电子组装焊锡膏及其制备方法，该焊锡膏包括锡粉和助焊剂，锡粉与助焊剂的重量比为(82‑95):(8‑15)，锡粉按重量份数包括如下组分：锡80‑90份、银1‑2份、铜1.5‑2份、石墨烯0.5‑1.5份、石墨烯分散剂0.5‑1份；助焊剂按重量份数包括如下组分：松香4‑6份、溶剂3‑5份、活化剂0.8‑2份、触变剂0.2‑0.5份、抗氧剂0.1‑0.5粉、锡膏分散剂0.5‑1份，本发明通过石墨烯分散剂可以将石墨烯均匀的分散于锡粉中，防止锡粉与助焊剂混料时使石墨烯发生团聚现象，提高石墨烯在整个焊锡膏体系中的分散均匀性，有利于在焊接后整体保持均匀同一的散热性。

Description

一种微电子组装焊锡膏及其制备方法
技术领域
本发明涉及焊锡膏加工技术领域，尤其涉及一种微电子组装焊锡膏及其制备方法。
背景技术
焊锡膏是伴随着SMT应运而生的一种新型焊接材料。焊锡膏是一个复杂的体系，是由焊锡粉、助焊剂以及其它的添加物混合而成的膏体。焊锡膏在常温下有一定的粘性，可将电子元器件初粘在既定位置，在焊接温度下，随着溶剂和部分添加剂的挥发，将被焊元器件与印制电路焊盘焊接在一起形成永久连接。
目前的焊锡膏能起到一定的焊接作用，但为提高其导热性，防止温度过高，会在原料中加入石墨烯以提高其相应的性能，但是石墨烯容易发生团聚，在整个体系中如果分布不均匀，会影响焊接效果和导电导热性；同时，如果焊锡膏整体如果无法均匀涂布，亦会影响焊接质量。
发明内容
本发明的目的在于提供一种微电子组装焊锡膏及其制备方法，以解决上述背景技术中所提出的问题。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种微电子组装焊锡膏，包括锡粉和助焊剂，所述锡粉与助焊剂的重量比为(82-95):(8-15)，所述锡粉按重量份数包括如下组分：锡80-90份、银1-2份、铜1.5-2份、石墨烯0.5-1.5份、石墨烯分散剂0.5-1份；所述助焊剂按重量份数包括如下组分：松香4-6份、溶剂3-5份、活化剂0.8-2份、触变剂0.2-0.5份、抗氧剂0.1-0.5粉、锡膏分散剂0.5-1份。
作为进一步的优化，所述松香为氢化松香树脂、聚合松香、季戊四醇松香酯中的一种或多种，松香在焊接过程中可在焊接温度下形成保护膜包覆焊点，提高防腐性能；同时有助于提高焊锡膏整体的存储稳定性。
作为进一步的优化，所述溶剂为二乙二醇二甲醚、乙二醇、丙二醇中的一种或多种，选用环保溶剂作为载体，可以提高焊锡膏整体的环保性能。
作为进一步的优化，所述活化剂为丁二酸、己二酸、壬二酸、辛二酸中一种或多种。
作为进一步的优化，所述触变剂为聚酰胺蜡、氢化蓖麻油、硬脂酸酰胺中的一种或多种。
作为进一步的优化，所述抗氧化剂为4-二甲基-6-叔丁基苯酚、N,N'-二仲丁基对苯二胺中的一种或两种。
作为进一步的优化，所述石墨烯分散剂为PVP，通过加入石墨烯分散剂，改善了石墨烯在焊锡膏中的分散性和相容性，避免团聚结块现象，增强了焊锡膏的储存稳定性。
作为进一步的优化，所述锡膏分散剂为EB-7，可以提高焊锡膏的存储稳定性，有利于焊锡膏各组成成分的均匀分散，保证各焊接处焊接状态统一。
本发明还提供了一种根据微电子组装焊锡膏的制备方法，包括如下步骤，
S1)将松香和溶剂投入反应釜中，加热至120-150℃，搅拌30-40min，降温至80-90℃，加入活性剂、触变剂、抗氧化剂和锡膏分散剂，搅拌40-50min，降至室温，得到助焊剂；
S2)将石墨烯置于球磨机中，充入液氮至完全浸没后进行球磨，将球磨后得到的石墨烯粉末、以及锡粉、银粉、铜粉和石墨烯分散剂混合均匀投入助焊剂，在0.5-1Mpa真空条件下搅拌10-20min，出料，制得成品。
与已有技术相比，本发明的有益效果体现在：
1.通过石墨烯分散剂可以将石墨烯均匀的分散于锡粉中，防止锡粉与助焊剂混料时使石墨烯发生团聚现象，提高石墨烯在整个焊锡膏体系中的分散均匀性，有利于在焊接后整体保持均匀同一的散热性；
2.体系中加入锡膏分散剂，可以使各组分分布相对均匀，有利于在涂布后形成较为一致的焊接效果；
3.体系中不含禁限用物质，具有良好的环保属性。
具体实施方式
以下是本发明的具体实施例，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。
实施例1
一种微电子组装焊锡膏，包括锡粉和助焊剂，所述锡粉与助焊剂的重量比为87.7:10.8，所述锡粉按重量份数包括如下组分：锡83份、银1.5份、铜1.5份、石墨烯1.2份、石墨烯分散剂PVP 0.5份；所述助焊剂按重量份数包括如下组分：氢化松香树脂5份、乙二醇3.5份、丁二酸1份、聚酰胺蜡0.2份、4-二甲基-6-叔丁基苯酚0.4份、锡膏分散剂EB-7 0.7份。
其制备方法为：将氢化松香树脂和乙二醇投入反应釜中，加热至150℃，搅拌30min，降温至85℃，加入丁二酸、聚酰胺蜡、4-二甲基-6-叔丁基苯酚和锡膏分散剂EB，搅拌40min，降至室温，得到助焊剂；将石墨烯置于球磨机中，充入液氮至完全浸没后进行球磨，将球磨后得到的石墨烯粉末、以及锡粉、银粉、铜粉和石墨烯分散剂PVP混合均匀投入助焊剂，在1Mpa真空条件下搅拌10min，出料，制得成品。
实施例2
一种微电子组装焊锡膏，包括锡粉和助焊剂，所述锡粉与助焊剂的重量比为90.3:12.2，所述锡粉按重量份数包括如下组分：锡85份、银1.2份、铜1.8份、石墨烯1.5份、石墨烯分散剂PVP 0.8份；所述助焊剂按重量份数包括如下组分：季戊四醇松香酯4份、乙二醇5份、己二酸1.6份、聚酰胺蜡0.3份、N,N'-二仲丁基对苯二胺0.5份、锡膏分散剂EB-7 0.8份。
其制备方法为：将季戊四醇松香酯和乙二醇投入反应釜中，加热至130℃，搅拌35min，降温至90℃，加入己二酸、聚酰胺蜡、N,N'-二仲丁基对苯二胺和锡膏分散剂EB-7，搅拌40min，降至室温，得到助焊剂；将石墨烯置于球磨机中，充入液氮至完全浸没后进行球磨，将球磨后得到的石墨烯粉末、以及锡粉、银粉、铜粉和石墨烯分散剂PVP混合均匀投入助焊剂，在0.8Mpa真空条件下搅拌15min，出料，制得成品。
实施例3
一种微电子组装焊锡膏，包括锡粉和助焊剂，所述锡粉与助焊剂的重量比为93.8:11.9，所述锡粉按重量份数包括如下组分：锡88份、银1.8份、铜2份、石墨烯1.3份、石墨烯分散剂PVP 0.7份；所述助焊剂按重量份数包括如下组分：氢化松香树脂4.5份、二乙二醇二甲醚4.5份、己二酸1.2份、硬脂酸酰胺0.5份、N,N'-二仲丁基对苯二胺0.2份、锡膏分散剂EB-71份。
其制备方法为：将氢化松香树脂和二乙二醇二甲醚投入反应釜中，加热至120℃，搅拌40min，降温至80℃，加入己二酸、硬脂酸酰胺、N,N'-二仲丁基对苯二胺和锡膏分散剂EB-7，搅拌40min，降至室温，得到助焊剂；将石墨烯置于球磨机中，充入液氮至完全浸没后进行球磨，将球磨后得到的石墨烯粉末、以及锡粉、银粉、铜粉和石墨烯分散剂PVP混合均匀投入助焊剂，在1Mpa真空条件下搅拌15min，出料，制得成品。
实施例4
一种微电子组装焊锡膏，包括锡粉和助焊剂，所述锡粉与助焊剂的重量比为90.4:12.4，所述锡粉按重量份数包括如下组分：锡86份、银1.5份、铜1.6份、石墨烯0.8份、石墨烯分散剂PVP 0.5份；所述助焊剂按重量份数包括如下组分：聚合松香6份、二乙二醇二甲醚3.5份、丁二酸1.7份、氢化蓖麻油0.3份、4-二甲基-6-叔丁基苯酚0.3份、锡膏分散剂EB-70.6份。
其制备方法为：将聚合松香和二乙二醇二甲醚投入反应釜中，加热至130℃，搅拌35min，降温至85℃，加入丁二酸、氢化蓖麻油、4-二甲基-6-叔丁基苯酚和锡膏分散剂EB-7，搅拌50min，降至室温，得到助焊剂；将石墨烯置于球磨机中，充入液氮至完全浸没后进行球磨，将球磨后得到的石墨烯粉末、以及锡粉、银粉、铜粉和石墨烯分散剂PVP混合均匀投入助焊剂，在1Mpa真空条件下搅拌15min，出料，制得成品。
本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims (9)

1.一种微电子组装焊锡膏，包括锡粉和助焊剂，其特征在于，所述锡粉与助焊剂的重量比为(82-95):(8-15)，所述锡粉按重量份数包括如下组分：锡80-90份、银1-2份、铜1.5-2份、石墨烯0.5-1.5份、石墨烯分散剂0.5-1份；所述助焊剂按重量份数包括如下组分：松香4-6份、溶剂3-5份、活化剂0.8-2份、触变剂0.2-0.5份、抗氧剂0.1-0.5粉、锡膏分散剂0.5-1份。
2.根据权利要求1所述的微电子组装焊锡膏，其特征在于，所述松香为氢化松香树脂、聚合松香、季戊四醇松香酯中的一种或多种。
3.根据权利要求1所述的微电子组装焊锡膏，其特征在于，所述溶剂为二乙二醇二甲醚、乙二醇、丙二醇中的一种或多种。
4.根据权利要求1所述的微电子组装焊锡膏，其特征在于，所述活化剂为丁二酸、己二酸、壬二酸、辛二酸中一种或多种。
5.根据权利要求1所述的微电子组装焊锡膏，其特征在于，所述触变剂为聚酰胺蜡、氢化蓖麻油、硬脂酸酰胺中的一种或多种。
6.根据权利要求1所述的微电子组装焊锡膏，其特征在于，所述抗氧化剂为4-二甲基-6-叔丁基苯酚、N,N'-二仲丁基对苯二胺中的一种或两种。
7.根据权利要求1所述的微电子组装焊锡膏，其特征在于，所述石墨烯分散剂为PVP。
8.根据权利要求1所述的微电子组装焊锡膏，其特征在于，所述锡膏分散剂为EB-7。
9.一种根据权利要求1至8任意一项所述的微电子组装焊锡膏的制备方法，其特征在于，包括如下步骤，
S1)将松香和溶剂投入反应釜中，加热至120-150℃，搅拌30-40min，降温至80-90℃，加入活性剂、触变剂、抗氧化剂和锡膏分散剂，搅拌40-50min，降至室温，得到助焊剂；
S2)将石墨烯置于球磨机中，充入液氮至完全浸没后进行球磨，将球磨后得到的石墨烯粉末、以及锡粉、银粉、铜粉和石墨烯分散剂混合均匀投入助焊剂，在0.5-1Mpa真空条件下搅拌10-20min，出料，制得成品。
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