CN114101972A - 一种高润湿分散性和耐候性的smt焊锡膏及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种高润湿分散性和耐候性的SMT焊锡膏，按照质量百分比，由以下组分制备而成：微米级锡银铜合金粉末70‑80%、抗氧化剂0.5‑5%、树脂4.4‑18%、活性剂3.2‑7%、触变剂0.5‑0.9%、溶剂3‑5%、润湿剂：0.1‑1%、缓蚀剂0.1‑1%、分散剂0.1‑1%。本发明与市售锡膏相比，具有高润湿性、耐腐蚀性和扩展率，触变性好，能有效减少锡珠的产生，表面残留少，使用前不需要离心机预分散的优点，不仅满足相关检测标准，而且回温以后可直接使用。
Description
技术领域
本发明涉及焊接材料技术领域，尤其涉及一种高润湿分散性和耐候性的SMT焊锡膏及其制备方法。
背景技术
随着电子产品向超大规模、数字化、微型化方面的发展，表面贴装技术SMT（Surface Mount Technology）成为电子组装的主流技术。焊锡膏作为一种重要的焊接材料，广泛应用于表面组装工艺中。它在焊接过程中起到了固定电子元器件、去除表面氧化膜、形成可靠焊点等一系列作用其质量的优劣直接关系到表面组装组件品质的好坏。
目前，现有技术的缺陷和不足：1、双面貼片焊接时，元器件的脱落：焊锡膏的润湿性及可焊性差；2、印刷时出現锡丝，粘连，图像模糊等问題：焊锡膏本身的粘度偏低；锡膏溢流性差；锡膏混合不均匀；3、焊点上锡不饱满：助焊剂的润湿性、切断性不好；4、焊点在高湿高热等特殊环境下容易失效，耐候性不好；5、焊后元件竖碑：锡膏分布不均匀。
发明内容
为解决上述问题，本发明公开了一种高润湿分散性和耐候性的SMT焊锡膏及其制备方法，具有成本低、工艺简单、产品失效风险低的优点。
具体方案如下：
一种高润湿分散性和耐候性的SMT焊锡膏，按照质量百分比，由以下组分制备而成：微米级锡银铜合金粉末70-80%、抗氧化剂0.5-5%、树脂4.4-18%、活性剂3.2-7%、触变剂0.5-0.9%、溶剂3-5%、润湿剂：0.1-1%、缓蚀剂0.1-1%、分散剂0.1-1%。
作为本发明的进一步改进，所述微米级锡银铜合金粉末具体为微米级（D50:20-38um）Sn96.5-Ag3.0-Cu0.5合金粉末。
作为本发明的进一步改进，所述抗氧化剂为白藜芦醇、维生素E、抗坏血酸、N-乙酰基-5甲氧基色胺、三(2,4-二叔丁基 )亚磷酸苯酯中的一种或多种。
作为本发明的进一步改进，所述树脂为氢化松香甲醚、聚合松香、冰白松香、氢化松香甲基酯、丙烯酸氢化松香中的一种或多种。
作为本发明的进一步改进，所述活性剂为D-樟脑酸、壬二酸、联二丙酸、水杨酸、癸基十四酸中的一种或多种。
作为本发明的进一步改进，所述触变剂为亚乙基双（16-羟基）硬脂酸酰胺、乙撑双月桂酸酰胺、蓖麻油衍生物中的一种或多种。
作为本发明的进一步改进，所述溶剂为二乙二醇单辛醚、己二酸二辛酯、2-己基-1-癸醇、四乙二醇二甲醚、2-乙基-1,3-己二醇中的一种或多种。
作为本发明的进一步改进，所述润湿剂为油酰胺丙基二甲胺、三甲基丁烯二醇、油醇聚氧乙烯醚、氟素表面活性剂FC-4430中的一种或多种。
作为本发明的进一步改进，所述缓蚀剂为磺化木质素、十六烷基胺、十八烷胺、牛脂胺、巯基苯并噻唑中的一种或多种。
作为本发明的进一步改进，所述分散剂为不饱和多元胺酰胺、多元羧酸盐、聚醚酸胺、聚醚磷酸酯、羧基封端聚酯中的一种或多种。
一种高润湿分散性和耐候性的SMT焊锡膏的制备方法，具体步骤如下：
步骤（1）将树脂加入溶剂中，加热至80℃，350-450rpm搅拌至全部溶解均匀，得到载体；
步骤（2）将触变剂加入溶剂中，加热至80℃，950-1050rpm搅拌至充分混合，得到活化后的膏状触变剂；
步骤（3）将载体、润湿剂、分散剂、抗氧化剂、缓蚀剂、活性剂、活化后的膏状触变剂依次加入乳化机的不锈钢反应釜中，充分搅拌后获得助焊剂；
步骤（4）在锡膏用双行星搅拌机中加入助焊剂和微米级锡银铜合金粉末，搅拌1小时，得到焊锡膏，放入冰箱6℃冷藏保存。
本发明的有益效果在于：
1、抗氧化剂采用白藜芦醇、维生素E、抗坏血酸、N-乙酰基-5甲氧基色胺、三(2,4-二叔丁基 )亚磷酸苯酯中的一种或几种，焊接后板面没有锡珠产生，锡膏中锡粉没有氧化的现象，使得焊点光亮；
2、树脂采用氢化松香甲醚、聚合松香、冰白松香、氢化松香甲基酯、丙烯酸氢化松香中的一种或几种，焊接后板面没有残留物，提高了初黏性、相容性、粘接性、抗氧化性、热稳定性和耐老化性；
3、所使用的溶剂、活化剂在焊接后均可挥发，无残留；
4、触变剂采用亚乙基双（16-羟基）硬脂酸酰胺、乙撑双月桂酸酰胺、蓖麻油衍生物中的一种或几种，增加粘度，触变性好，避免印刷时出現锡丝，粘连，图像模糊等问題；
5、润湿剂采用油酰胺丙基二甲胺、三甲基丁烯二醇、油醇聚氧乙烯醚、氟素表面活性剂FC-4430、联二丙酸中的一种或几种和活性剂D-樟脑酸、壬二酸、联二丙酸、水杨酸、癸基十四酸中的一种或几种，使得氧化层去除完全，焊点上锡饱满，锡膏的润湿性和切断性好；
6、缓蚀剂采用磺化木质素、十六烷基胺、十八烷胺、牛脂胺、巯基苯并噻唑中的一种或几种，焊点在高湿高热等特殊环境下不易失效，耐候性好；
7、分散剂采用不饱和多元胺酰胺、多元羧酸盐、聚醚酸胺、聚醚磷酸酯、羧基封端聚酯中的一种或几种，使得膏体分散均匀，在使用前不需要使用离心机分散，使用更方便。
具体实施方式
下面结合具体实施方式，进一步阐明本发明，应理解下述具体实施方式仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。
实施例1
一种高润湿分散性和耐候性的SMT焊锡膏，按照质量百分比，由以下组分制备而成：
微米级（D50:20-38um）Sn96.5-Ag3.0-Cu0.5合金粉末 70%；
抗氧化剂：白藜芦醇 5%；
树脂：氢化松香甲醚 9%、聚合松香 9%；
活性剂：D-樟脑酸 3.2%；
触变剂：亚乙基双（16-羟基）硬脂酸酰胺 0.5%；
溶剂：二乙二醇单辛醚 1.5%、己二酸二辛酯 1.5%；
润湿剂：油酰胺丙基二甲胺 0.1%；
缓蚀剂： 磺化木质素 0.1%；
分散剂：不饱和多元胺酰胺 0.1%。
采用上述组分的一种高润湿分散性和耐候性的SMT焊锡膏的制备方法，具体步骤如下：
步骤（1）将树脂（氢化松香甲醚、聚合松香）加入溶剂（二乙二醇单辛醚）中，加热至80℃，400rpm搅拌至全部溶解均匀，得到载体；
步骤（2）将触变剂（亚乙基双（16-羟基）硬脂酸酰胺）加入溶剂（己二酸二辛酯）中，加热至80℃，1000rpm搅拌至充分混合，得到活化后的触变剂；
步骤（3）将载体、润湿剂（油酰胺丙基二甲胺）、分散剂（不饱和多元胺酰胺）、抗氧化剂（白藜芦醇）、缓蚀剂（磺化木质素）、活性剂（D-樟脑酸）、活化后的触变剂依次加入乳化机的不锈钢反应釜中，充分搅拌后获得助焊剂；
步骤（4）在锡膏用双行星搅拌机中加入助焊剂和（D50:20-38um）Sn96.5-Ag3.0-Cu0.5合金粉末，搅拌1小时，得到焊锡膏，放入冰箱6℃冷藏保存。
实施例2
一种高润湿分散性和耐候性的SMT焊锡膏，按照质量百分比，由以下组分制备而成：
微米级（D50:20-38um）Sn96.5-3.0Ag-Cu0.5合金粉末 80%；
抗氧化剂：维生素E 0.5%；
树脂：聚合松香 2.2%、冰白松香 2.2%；
活性剂：壬二酸 7%；
触变剂：乙撑双月桂酸酰胺 0.6%；
溶剂：己二酸二辛酯 2.5%、2-己基-1-癸醇 2.5%；
润湿剂：三甲基丁烯二醇 0.5%；
缓蚀剂：十六烷基胺 1%；
分散剂：多元羧酸盐 1%。
采用上述组分的一种高润湿分散性和耐候性的SMT焊锡膏的制备方法，具体步骤如下：
步骤（1）将树脂（聚合松香、冰白松香）加入溶剂（2-己基-1-癸醇）中，加热至80℃，400rpm搅拌至全部溶解均匀，得到载体；
步骤（2）将触变剂（乙撑双月桂酸酰胺）加入溶剂（己二酸二辛酯）中，加热至80℃，1000rpm搅拌至充分混合，得到活化后的触变剂；
步骤（3）将载体、润湿剂（三甲基丁烯二醇）、分散剂（多元羧酸盐）、抗氧化剂（维生素E）、缓蚀剂（十六烷基胺）、活性剂（壬二酸）、活化后的触变剂依次加入乳化机的不锈钢反应釜中，充分搅拌后获得助焊剂；
步骤（4）在锡膏用双行星搅拌机中加入助焊剂和（D50:20-38um）Sn96.5-Ag3.0-Cu0.5合金粉末，搅拌1小时，得到焊锡膏，放入冰箱6℃冷藏保存。
实施例3
一种高润湿分散性和耐候性的SMT焊锡膏，按照质量百分比，由以下组分制备而成：
微米级（D50:20-38um）Sn96.5-3.0Ag-Cu0.5合金粉末 75%；
抗氧化剂：抗坏血酸 2.5%；
树脂：冰白松香 5.5%、氢化松香甲基酯 5.5%；
活性剂：联二丙酸 5%；
触变剂：蓖麻油衍生物 0.7%；
溶剂：2-己基-1-癸醇 2%、四乙二醇二甲醚 2.5%；
润湿剂：油醇聚氧乙烯醚 0.3%；
缓蚀剂：十八烷胺 0.5%；
分散剂：聚醚酸胺 0.5%。
采用上述组分的一种高润湿分散性和耐候性的SMT焊锡膏的制备方法，具体步骤如下：
步骤（1）将树脂（冰白松香、氢化松香甲基酯）加入溶剂（2-己基-1-癸醇）中，加热至80℃，400rpm搅拌至全部溶解均匀，得到载体；
步骤（2）将触变剂（蓖麻油衍生物）加入溶剂（四乙二醇二甲醚）中，加热至80℃，1000rpm搅拌至充分混合，得到活化后的触变剂；
步骤（3）将载体、润湿剂（油醇聚氧乙烯醚）、分散剂（聚醚酸胺）、抗氧化剂（抗坏血酸）、缓蚀剂（十八烷胺）、活性剂（联二丙酸）、活化后的触变剂依次加入乳化机的不锈钢反应釜中，充分搅拌后获得助焊剂；
步骤（4）在锡膏用双行星搅拌机中加入助焊剂和（D50:20-38um）Sn96.5-Ag3.0-Cu0.5合金粉末，搅拌1小时，得到焊锡膏，放入冰箱6℃冷藏保存。
实施例4
一种高润湿分散性和耐候性的SMT焊锡膏，按照质量百分比，由以下组分制备而成：
微米级（D50:20-38um）Sn96.5-3.0Ag-Cu0.5合金粉末 72% ；
抗氧化剂：N-乙酰基-5甲氧基色胺 3.5%；
树脂：氢化松香甲基酯 7%、丙烯酸氢化松香 7%；
活性剂：水杨酸 4%；
触变剂：亚乙基双（16-羟基）硬脂酸酰胺0.4%、乙撑双月桂酸酰胺 0.4%；
溶剂：四乙二醇二甲醚 2%、2-乙基-1,3-己二醇 2%；
润湿剂：氟素表面活性剂FC-4430 0.7%；
缓蚀剂：牛脂胺 0.3%；
分散剂：聚醚磷酸酯 0.7%。
采用上述组分的一种高润湿分散性和耐候性的SMT焊锡膏的制备方法，具体步骤如下：
步骤（1）将树脂（氢化松香甲基酯、丙烯酸氢化松香）加入溶剂（四乙二醇二甲醚）中，加热至80℃，400rpm搅拌至全部溶解均匀得到载体；
步骤（2）将触变剂（亚乙基双（16-羟基）硬脂酸酰胺、乙撑双月桂酸酰胺）加入溶剂（2-乙基-1,3-己二醇）中，加热至80℃，1000rpm搅拌至充分混合，得到活化后的触变剂；
步骤（3）将载体、润湿剂（氟素表面活性剂FC-4430）、分散剂（聚醚磷酸酯）、抗氧化剂（N-乙酰基-5甲氧基色胺）、缓蚀剂（牛脂胺）、活性剂（水杨酸）、活化后的触变剂依次加入乳化机的不锈钢反应釜中，充分搅拌后获得助焊剂；
步骤（4）在锡膏用双行星搅拌机中加入助焊剂和（D50:20-38um）Sn96.5-Ag3.0-Cu0.5合金粉末，搅拌1小时，得到焊锡膏，放入冰箱6℃冷藏保存。
实施例5
一种高润湿分散性和耐候性的SMT焊锡膏，按照质量百分比，由以下组分制备而成：
微米级（D50:20-38um）Sn96.5-3.0Ag-Cu0.5合金粉末 77%；
抗氧化剂：三(2,4-二叔丁基 )亚磷酸苯酯 1.5%；
树脂：丙烯酸氢化松香 9%；
活性剂：癸基十四酸 6%；
触变剂：乙撑双月桂酸酰胺0.9%；
溶剂：二乙二醇单辛醚1.5%、2-乙基-1,3-己二醇2%；
润湿剂：油醇聚氧乙烯醚 0.5%，氟素表面活性剂FC-4430 0.5%；
缓蚀剂：巯基苯并噻唑 0.7%；
分散剂：羧基封端聚酯 0.4%。
采用上述组分的一种高润湿分散性和耐候性的SMT焊锡膏的制备方法，具体步骤如下：
步骤（1）将树脂（丙烯酸氢化松香）加入溶剂（二乙二醇单辛醚）中，加热至80℃，400rpm搅拌至全部溶解均匀得到载体；
步骤（2）将触变剂（乙撑双月桂酸酰胺）加入溶剂（2-乙基-1,3-己二醇）中，加热至80℃，1000rpm搅拌至充分混合，得到活化后的触变剂；
步骤（3）将载体、润湿剂（油醇聚氧乙烯醚0.5%，氟素表面活性剂FC-4430）、分散剂（羧基封端聚酯）、抗氧化剂（三(2,4-二叔丁基 )亚磷酸苯酯）、缓蚀剂（巯基苯并噻唑）、活性剂（癸基十四酸）、活化后的触变剂依次加入乳化机的不锈钢反应釜中，充分搅拌后获得助焊剂；
步骤（4）在锡膏用双行星搅拌机中加入助焊剂和（D50:20-38um）Sn96.5-Ag3.0-Cu0.5合金粉末，搅拌1小时，得到焊锡膏，放入冰箱6℃冷藏保存。
对比结果
上述实施例制备得到的一种高润湿分散性和耐候性的SMT焊锡膏性能如下表所示：
由上表实施例1-5的焊锡膏测试数据可知，与市售锡膏相比，本发明具有高润湿性、耐腐蚀性和扩展率，触变性好，能有效减少锡珠的产生，表面残留少，使用前不需要离心机预分散的优点，不仅满足相关检测标准，而且回温以后可直接使用。
本发明方案所公开的技术手段不仅限于上述实施方式所公开的技术手段，还包括由以上技术特征任意组合所组成的技术方案。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种高润湿分散性和耐候性的SMT焊锡膏，其特征在于：按照质量百分比，由以下组分制备而成：微米级锡银铜合金粉末70-80%、抗氧化剂0.5-5%、树脂4.4-18%、活性剂3.2-7%、触变剂0.5-0.9%、溶剂3-5%、润湿剂：0.1-1%、缓蚀剂0.1-1%、分散剂0.1-1%。
2.根据权利要求1所述的一种高润湿分散性和耐候性的SMT焊锡膏，其特征在于：所述抗氧化剂为白藜芦醇、维生素E、抗坏血酸、N-乙酰基-5甲氧基色胺、三(2,4-二叔丁基 )亚磷酸苯酯中的一种或多种。
3.根据权利要求1所述的一种高润湿分散性和耐候性的SMT焊锡膏，其特征在于：所述树脂为氢化松香甲醚、聚合松香、冰白松香、氢化松香甲基酯、丙烯酸氢化松香中的一种或多种。
4.根据权利要求1所述的一种高润湿分散性和耐候性的SMT焊锡膏，其特征在于：所述活性剂为D-樟脑酸、壬二酸、联二丙酸、水杨酸、癸基十四酸中的一种或多种。
5.根据权利要求1所述的一种高润湿分散性和耐候性的SMT焊锡膏，其特征在于：所述触变剂为亚乙基双（16-羟基）硬脂酸酰胺、乙撑双月桂酸酰胺、蓖麻油衍生物中的一种或多种。
6.根据权利要求1所述的一种高润湿分散性和耐候性的SMT焊锡膏，其特征在于：所述溶剂为二乙二醇单辛醚、己二酸二辛酯、2-己基-1-癸醇、四乙二醇二甲醚、2-乙基-1,3-己二醇中的一种或多种。
7.根据权利要求1所述的一种高润湿分散性和耐候性的SMT焊锡膏，其特征在于：所述润湿剂为油酰胺丙基二甲胺、三甲基丁烯二醇、油醇聚氧乙烯醚、氟素表面活性剂FC-4430中的一种或多种。
8.根据权利要求1所述的一种高润湿分散性和耐候性的SMT焊锡膏，其特征在于：所述缓蚀剂为磺化木质素、十六烷基胺、十八烷胺、牛脂胺、巯基苯并噻唑中的一种或多种。
9.根据权利要求1所述的一种高润湿分散性和耐候性的SMT焊锡膏，其特征在于：所述分散剂为不饱和多元胺酰胺、多元羧酸盐、聚醚酸胺、聚醚磷酸酯、羧基封端聚酯中的一种或多种。
10.根据权利要求1-9任意一项所述的一种高润湿分散性和耐候性的SMT焊锡膏的制备方法，其特征在于：具体步骤如下：
步骤（1）将树脂加入溶剂中，加热至80℃，350-450rpm搅拌至全部溶解均匀，得到载体；
步骤（2）将触变剂加入溶剂中，加热至80℃，950-1050rpm搅拌至充分混合，得到活化后的膏状触变剂；
步骤（3）将载体、润湿剂、分散剂、抗氧化剂、缓蚀剂、活性剂、活化后的膏状触变剂依次加入乳化机的不锈钢反应釜中，充分搅拌后获得助焊剂；
步骤（4）在锡膏用双行星搅拌机中加入助焊剂和微米级锡银铜合金粉末，搅拌1小时，得到焊锡膏，放入冰箱6℃冷藏保存。
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