CN115430946A - 一种可控残留的固晶锡膏配方 - Google Patents

一种可控残留的固晶锡膏配方 Download PDF

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孙叶平
李海洋
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Abstract

本发明提供了如下技术方案:一种可控残留的固晶锡膏配方,其原料按质量百分比例如下:锡粉:91.2%‑93.2%,助焊膏:6.8‑8.8%。本发明可控残留的固晶锡膏将锡膏中助焊膏比例降至7%以内,并且保证锡膏的流动性良好,活性不变,尤其关键的是,能精准控制松香残留停留在焊点表面,不扩散。大幅度降低松香比例(减少60%),并且采用合理的溶剂匹配,既能保证锡膏固有的润湿性、可焊性,并且极大概率减少残留的存在,尤其该种配方锡膏能精准控制松香最后残留的存在位置。让松香残留集中聚集在焊点表面,而不是流到焊点外延,从而彻底杜绝了连锡的可能性。由于残留在焊点顶部,也防止出现松香二次熔化后横向推动芯片移位的可能性。

Description

一种可控残留的固晶锡膏配方
技术领域
本申请涉及膏药领域,具体而言,涉及一种可控残留的固晶锡膏配方。
背景技术
目前行业内的锡膏产品,对松香残留的控制处于摸索阶段,目前的助焊膏比例均在11%±5左右,如果助焊膏比例过大,由于松香的不挥发性,会导致松香残留太多,活性太大,影响焊接质量;如果助焊膏比例太小(低于10%),会导致锡膏印刷性很差,并且锡膏活性不够,导致虚焊等质量不良。
在半导体器件生产过程中,松香残留对微间距的元件生产有着巨大的连锡风险,对产品的光电特性有很大负面作用。并且,由于残留的大量存在,会导致元件封装后,在后道生产工序中(过SMT二次焊接),松香二次溶化,冲破封装,甚至横向带动芯片移位,直至短路或者断路,为降低这种不利影响,厂家一般不得不购买清洗设备,对每一片元件进行焊后清洗,每月清洗剂用量均在500KG以上,由于使用的大多是有机溶剂,对环境会造成很大的污染,为此我们提出一种可控残留的固晶锡膏配方,以解决上述技术问题。
发明内容
为了弥补以上不足,本申请提供了一种可控残留的固晶锡膏配方及,旨在改善半导体焊接材料中难以解决的残留过多并且在焊点周围流动的问题,松香残留一直困扰着电子行业,如何减少残留比例并且精准控制松香残留的流向属于目前行业内的技术瓶颈。
为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:一种可控残留的固晶锡膏配方,其原料按质量百分比例如下:锡粉:91.2%-93.2%,助焊膏:6.8-8.8%。
优选的,其原料按质量百分例如下:锡粉:93.2%,助焊膏:6.8%。
优选的,所述助焊膏由松香、树脂、触变剂、有机酸、抗氧化剂、溶剂和二元酸混合酯混合而成,其中松香30%~40%;树脂 5%~10%;触变剂3%~5%;有机酸4%~5%;抗氧化剂1%~3%;溶剂25%~35%;二元酸混合酯5%~8%。
优选的,所述树脂型号为P-105树脂。
本申请一种可控残留的固晶锡膏配方制备工艺,包括上述的可控残留的固晶锡膏配方,及如下步骤:
步骤1:将制备的助焊膏原料加入搅拌桶中进行混合搅拌,搅拌 20-30min备用;
步骤2:将上述制备的助焊膏以及锡粉按照相应的比例称取备用;
步骤3:将上述锡粉缓慢加入到助焊膏中并进行混合搅拌,搅拌 20-30min,即制得该可控残留的固晶锡膏。
优选的,所述步骤1和步骤3中搅拌速度为200-500r/min。
优选的,所述步骤1和步骤3搅拌过程中,温度为15-35℃。
与现有技术相比,本发明的有益效果是:本发明可控残留的固晶锡膏将锡膏中助焊膏比例降至7%以内,并且保证锡膏的流动性良好,活性不变,尤其关键的是,能精准控制松香残留停留在焊点表面,不扩散。大幅度降低松香比例(减少60%),并且采用合理的溶剂匹配,既能保证锡膏固有的润湿性、可焊性,并且极大概率减少残留的存在,尤其该种配方锡膏能精准控制松香最后残留的存在位置。让松香残留集中聚集在焊点表面,而不是流到焊点外延,从而彻底杜绝了连锡的可能性。由于残留在焊点顶部,也防止出现松香二次熔化后横向推动芯片移位的可能性。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合具体实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。
实施例1
本发明提供一种可控残留的固晶锡膏配方,其原料按质量百分比例如下:锡粉:93.2%,助焊膏:6.8%。
所述助焊膏由松香、树脂、触变剂、有机酸、抗氧化剂、溶剂和二元酸混合酯混合而成,其中松香40%;树脂10%;触变剂5%;有机酸5%;抗氧化剂2%;溶剂30%;二元酸混合酯8%。所述树脂型号为P-105树脂。
本申请一种可控残留的固晶锡膏配方制备工艺,包括上述的可控残留的固晶锡膏配方,及如下步骤:
步骤1:将制备的助焊膏原料加入搅拌桶中进行混合搅拌,搅拌 20min备用;
步骤2:将上述制备的助焊膏以及锡粉按照相应的比例称取备用;
步骤3:将上述锡粉缓慢加入到助焊膏中并进行混合搅拌,搅拌 20min,即制得该可控残留的固晶锡膏。
所述步骤1和步骤3中搅拌速度为200r/min。
所述步骤1和步骤3搅拌过程中,温度为15℃。
实施例2
本发明提供一种可控残留的固晶锡膏配方,其原料按质量百分比例如下:锡粉:93.1%,助焊膏:6.9%。
所述助焊膏由松香、树脂、触变剂、有机酸、抗氧化剂、溶剂和二元酸混合酯混合而成,其中松香35%;树脂10%;触变剂5%;有机酸5%;抗氧化剂2%;溶剂35%;二元酸混合酯8%。
所述树脂型号为P-105树脂。
本申请一种可控残留的固晶锡膏配方制备工艺,包括上述的可控残留的固晶锡膏配方,及如下步骤:
步骤1:将制备的助焊膏原料加入搅拌桶中进行混合搅拌,搅拌 25min备用;
步骤2:将上述制备的助焊膏以及锡粉按照相应的比例称取备用;
步骤3:将上述锡粉缓慢加入到助焊膏中并进行混合搅拌,搅拌 25min,即制得该可控残留的固晶锡膏。
所述步骤1和步骤3中搅拌速度为350r/min。
所述步骤1和步骤3搅拌过程中,温度为25℃。
实施例3
本发明提供一种可控残留的固晶锡膏配方,其原料按质量百分比例如下:锡粉:93%,助焊膏:7%。
所述助焊膏由松香、树脂、触变剂、有机酸、抗氧化剂、溶剂和二元酸混合酯混合而成,其中松香40%;树脂8%;触变剂5%;有机酸5%;抗氧化剂3%;溶剂31%;二元酸混合酯8%。
所述树脂型号为P-105树脂。
本申请一种可控残留的固晶锡膏配方制备工艺,包括上述的可控残留的固晶锡膏配方,及如下步骤:
步骤1:将制备的助焊膏原料加入搅拌桶中进行混合搅拌,搅拌 30min备用;
步骤2:将上述制备的助焊膏以及锡粉按照相应的比例称取备用;
步骤3:将上述锡粉缓慢加入到助焊膏中并进行混合搅拌,搅拌 30min,即制得该可控残留的固晶锡膏。
所述步骤1和步骤3中搅拌速度为500r/min。
所述步骤1和步骤3搅拌过程中,温度为35℃。
实施例44
本发明提供一种可控残留的固晶锡膏配方,其原料按质量百分比例如下:锡粉:93%,助焊膏:7%。
所述助焊膏由松香、树脂、触变剂、有机酸、抗氧化剂、溶剂和二元酸混合酯混合而成,其中松香38%;树脂8%;触变剂5%;有机酸5%;抗氧化剂3%;溶剂33%;二元酸混合酯8%。
所述树脂型号为P-105树脂。
本申请一种可控残留的固晶锡膏配方制备工艺,包括上述的可控残留的固晶锡膏配方,及如下步骤:
步骤1:将制备的助焊膏原料加入搅拌桶中进行混合搅拌,搅拌 25min备用;
步骤2:将上述制备的助焊膏以及锡粉按照相应的比例称取备用;
步骤3:将上述锡粉缓慢加入到助焊膏中并进行混合搅拌,搅拌 25min,即制得该可控残留的固晶锡膏。
所述步骤1和步骤3中搅拌速度为400r/min。
所述步骤1和步骤3搅拌过程中,温度为30℃。
由上述内容对比,该配方的发明,可以直接精密将元件焊接中直通率由原来的80%提高到95%以上,并且取消了清洗环节,由此节省的设备投资10万以上,年减少清洗剂的使用1吨以上,大大减少了对环境的污染。按照目前国内半导体封装及Mini LED市场的应用,节省这种有机清洗剂的排放超过5000吨/年,参考下表:
材料 直通率 投资额 清洗剂
原锡膏 80% / /
本发明锡膏 95% 减少10万 减少1吨以上
综上所述:本配方锡膏焊接后显微镜照片----松香残留极低,精准残存在焊点顶部,无外流现象。这种焊点已经从根本上完全杜绝了松香残留互连的现象,保证了元件在微间距焊接时的可靠性。本发明可控残留的固晶锡膏将锡膏中助焊膏比例降至7%以内,并且保证锡膏的流动性良好,活性不变,尤其关键的是,能精准控制松香残留停留在焊点表面,不扩散。大幅度降低松香比例(减少60%),并且采用合理的溶剂匹配,既能保证锡膏固有的润湿性、可焊性,并且极大概率减少残留的存在,尤其该种配方锡膏能精准控制松香最后残留的存在位置。让松香残留集中聚集在焊点表面,而不是流到焊点外延,从而彻底杜绝了连锡的可能性。由于残留在焊点顶部,也防止出现松香二次熔化后横向推动芯片移位的可能性。
以上仅为本申请的实施例而已,并不用于限制本申请的保护范围,对于本领域的技术人员来说,本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本申请的保护范围之内。
以上所述,仅为本申请的具体实施方式,但本申请的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内,可轻易想到变化或替换,都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此,本申请的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (7)

1.一种可控残留的固晶锡膏配方,其特征在于:其原料按质量百分比例如下:锡粉:91.2%-93.2%,助焊膏:6.8-8.8%。
2.根据权利要求1所述的一种可控残留的固晶锡膏配方,其特征在于,其原料按质量百分例如下:锡粉:93.2%,助焊膏:6.8%。
3.根据权利要求1所述的一种可控残留的固晶锡膏配方,其特征在于,所述助焊膏由松香、树脂、触变剂、有机酸、抗氧化剂、溶剂和二元酸混合酯混合而成,其中
Figure FDA0003898780310000011
4.根据权利要求3所述的一种可控残留的固晶锡膏配方,其特征在于,所述树脂型号为P-105树脂。
5.一种可控残留的固晶锡膏配方制备工艺,其特征在于,包括上述权利要求1-4中任意一项所述的可控残留的固晶锡膏配方,及如下步骤:
步骤1:将制备的助焊膏原料加入搅拌桶中进行混合搅拌,搅拌20-30min备用;
步骤2:将上述制备的助焊膏以及锡粉按照相应的比例称取备用;
步骤3:将上述锡粉缓慢加入到助焊膏中并进行混合搅拌,搅拌20-30min,即制得该可控残留的固晶锡膏。
6.根据权利要求5所述的一种可控残留的固晶锡膏配方的制备工艺,其特征在于,所述步骤1和步骤3中搅拌速度为200-500r/min。
7.根据权利要求5所述的一种可控残留的固晶锡膏配方的制备工艺,其特征在于,所述步骤1和步骤3搅拌过程中,温度为15-35℃。
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