CN117620523A - 光固化焊锡膏及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本申请涉及光固化焊锡膏，包括如下重量份组分：助焊剂为10‑20重量份、助焊粉80‑90重量份、改性纳米二氧化钛0.01‑0.2重量份；所述助焊剂包括如下重量份组分：松香组分5‑20重量份、高分子树脂1‑5重量份、光固化成分3‑15重量份、活性剂3‑10重量份、触变剂6‑10重量份、缓蚀剂0.01‑2重量份、表面活性剂0.1‑2重量份，溶剂50‑90重量份。本申请通过光固化成分对焊锡膏进行光固化反应，利用光引发剂促使低分子预聚物与单体发生交联加成反应，从而提高锡膏焊后固化效果，减少锡膏回流焊后的松香残留，并使其残留快速干燥进而不影响后续工序。

Description

光固化焊锡膏及其制备方法

技术领域

本申请涉及焊锡膏领域，尤其是涉及光固化焊锡膏及其制备方法。

背景技术

随着电子行业的迅猛发展，高质量的表面封装技术已成为电子产品的迫切需求，焊锡膏作为一种伴随着表面封装技术应运而生的新型焊接材料，在电子封装领域不可或缺，其性能能够直接影响电子产品的质量。焊锡膏一般由合金焊锡粉和助焊剂混合组成，于常温下有一定的粘性，可将电子元器件初粘在既定位置，并在焊接温度下使溶剂和部分添加剂挥发，从而将被焊元器件与印制电路焊盘焊接在一起形成永久连接。

松香作为助焊剂的重要组成部分能够为助焊剂提供良好的活性，同时具备良好的成膜性能，起到阻止焊点直接与空气接触从而发生氧化的作用，但焊后存在大量残留，其残留物具体为一种柔软湿润的状态，易对后续工序造成影响。

发明内容

为了降低锡膏焊后剩余残留，同时提高焊锡膏焊接后的固化效果，本申请提供光固化焊锡膏及其制备方法。

第一方面，本申请提供光固化焊锡膏，采用如下的技术方案：

光固化焊锡膏，包括如下重量份组分：助焊剂10-20重量份、助焊粉80-90重量份；

所述助焊剂包括如下重量份组分：松香组分5-20重量份、高分子树脂1-5重量份、光固化成分3-15重量份、活性剂3-10重量份、触变剂6-10重量份、缓蚀剂0.01-2重量份、表面活性剂0.1-2重量份、溶剂50-90重量份。

通过采用上述技术方案，选用松香组分和高分子树脂作为助焊剂的成膜物质和活性物质为助焊剂提供活性，促进焊料的润湿铺展，同时在焊接过程形成液态保护膜覆盖于熔融焊料表面，防止焊点氧化；其高分子树脂的少量添加能够降低松香残留；活性剂用于清除被焊母材与焊料表面的氧化物，提高焊接材料的可焊性；触变剂用于改善焊锡膏的印刷质量，防止焊锡膏在印刷过程中出现拖尾和桥连等缺陷；缓蚀剂用于减少焊料对基板的腐蚀；表面活性剂用于降低焊料的表面张力，增加焊料和被焊基体的亲润性；溶剂用于溶解各个成分，调节助焊剂的粘度，使之成为均匀粘稠的液体或膏体；光固化成分用于对焊锡膏进行光固化反应，从而提高焊锡膏焊后的固化效果，使残留物快速干燥不影响后续工序。

在一个具体的可实施方案中，所述光固化成分包括如下重量份组分：光引发剂2-6重量份、叔胺助引发剂0-2重量份、低分子预聚物56-98重量份、单体0-39重量份。

通过采用上述技术方案，利用光引发剂和叔胺助引发剂促使低分子预聚物与单体发生交联加成反应，并通过紫外照射使助焊剂快速干燥，同时减少焊锡膏回流焊后的松香残留。

在一个具体的可实施方案中，所述光引发剂为阳离子型和自由基型，所述自由基型光引发剂为硫杂蒽酮类高分子，包括2-异丙基硫杂蒽酮、4-异丙基硫杂蒽酮、2-氯硫杂蒽酮及其衍生物；

所述叔胺助引发剂为三乙醇胺；

所述低分子预聚物包括环氧丙烯酸类、聚醚丙烯酸类、聚氨酯丙烯酸类中的一种或多种；所述单体为丙烯酸酯类。

通过采用上述技术方案，当光引发剂选用阳离子型光引发剂时，氧气对阳离子的聚合不敏感，因此不易被空气抑制造成氧阻聚现象，光引发剂在接受紫外照射后产生酸性物质，从而促使低分子预聚物发生聚合反应完成固化干燥；当光引发剂选用自由基型光引发剂时，氧气容易对自由基聚合产生抑制，此时硫杂蒽酮类高分子与叔胺助引发剂配合，使叔胺助引发剂作为氢供体与光引发剂构成多组分光引发体系，从而产生活性自由基，达到抑制表面氧阻聚效果的同时，引发低分子预聚物和单体进行聚合反应，完成固化干燥。

在一个具体的可实施方案中，还包括如下重量份组分：改性纳米二氧化钛0.01-0.2重量份。

通过采用上述技术方案，在光固化焊锡膏内添加改性纳米二氧化钛，使纳米粒子能够均匀地分散于熔融焊料中，由于改性纳米二氧化钛的颗粒尺寸小、表面活性强，容易在熔融焊料的表面发生偏聚从而降低其焊料的表面张力，有利于熔融焊料的铺展，同时减少界面金属间化合物层的生长，进而提高焊点的剪切强度。

在一个具体的可实施方案中，所述改性纳米二氧化钛的制备如下：将纳米二氧化钛加热进行预处理并备用；

使乙醇溶液加入γ-氨丙基三乙氧基硅烷溶液中并调节pH至2-4，搅拌1-3h使其水解；

将纳米二氧化钛、十二烷基硫酸钠和去离子水搅拌混合均匀，并将硅烷偶联剂溶液加入到混合溶液中，加热并调节pH，反应3-5h后离心干燥得改性纳米二氧化钛。

通过采用上述技术方案，采用改性纳米二氧化钛提升焊点的润湿铺展以及剪切强度，使焊锡膏具备较强的力学性能；但由于纳米二氧化钛存在易团聚的特性，通过硅烷偶联剂对纳米二氧化钛进行改性，从而解决纳米颗粒出现团聚的问题。

在一个具体的可实施方案中，所述松香组分为氢化松香、全氢化松香、水白松香、水白氢化松香、冰白松香和马来松香的一种或多种。

通过采用上述技术方案，选用改性松香并对其进行单一使用或复配，从而解决松香耐热性差、易结晶以及高残留等问题，进而提高松香以及助焊剂的稳定性，使松香作为助焊剂活性成分时不再容易析出固体。

在一个具体的可实施方案中，所述活性剂为有机酸，所述有机酸包括己二酸、丙二酸、丁二酸、辛二酸、戊二酸、癸二酸、草酸、柠檬酸、苯甲酸、苹果酸、水杨酸、二甘醇酸中的一种或多种。

通过采用上述技术方案，采用单一有机酸或复合有机酸充当活性剂，为助焊剂提高良好的化学活性。

在一个具体的可实施方案中，所述触变剂为蓖麻油及其衍生物和/或酰胺类化合物，所述蓖麻油衍生物包括氢化蓖麻油和改性氢化蓖麻油，所述酰胺类化合物包括聚酰胺蜡、聚酰胺、亚乙基双硬脂酸酰胺中的一种或多种。

在一个具体的可实施方案中，所述缓蚀剂包括咪唑类、吡咯类和有机胺类，具体为苯并咪唑、甲基苯并咪唑、苯并三氮唑、苯并噻唑、甲基苯并三氮唑、三乙胺、三乙醇胺；所述表面活性剂为聚氧乙烯脂肪醇醚、辛基酚聚氧乙烯醚、壬基酚聚氧乙烯醚、氟表面活性剂、全氟辛基酰胺季铵盐、聚乙二醇、甘油。

第二方面，本申请提供光固化焊锡膏的制备方法，采用如下的技术方案：

光固化焊锡膏的制备方法，包括以下步骤：

按照配比将松香组分、高分子树脂、光固化成分、表面活性剂和溶剂加入反应容器中，加热至130-150℃，搅拌至完全溶解后，加入活性剂、缓蚀剂、触变剂，不停搅拌冷却至室温，得助焊剂；

将助焊剂、助焊粉和改性纳米二氧化钛搅拌均匀直至完全混合，得光固化焊锡膏。

综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

1.本申请通过光固化成分对焊锡膏进行光固化反应，利用光引发剂促使低分子预聚物与单体发生交联加成反应，从而提高锡膏焊后固化效果，减少锡膏回流焊后的松香残留，并使其残留快速干燥进而不影响后续工序。

2.本申请利用硫杂蒽酮类高分子光引发剂，通过与三乙醇胺配合进行反应，从而促使光固化反应的生成；同时光引发剂与三乙醇胺反应饱和后产生的部分剩余三乙醇胺，能够充当酸度调节剂或有机胺活性剂与有机酸活性剂进行复配，从而降低锡膏中助焊剂对合金焊粉的腐蚀。

具体实施方式

本申请中光引发剂包括2-异丙基硫杂蒽酮，购买自上海阿拉丁生化科技；光引发剂包括阳离子型光引发剂，购买自南通新纳希新材料，型号为UVI-6976；低分子预聚物为环氧丙烯酸酯，购买自上海阿拉丁生化科技；单体为三羟甲基丙烷三丙烯酸酯，购买自上海阿拉丁生化科技；松香组分包括全氢化松香，购买自伊斯曼化工，型号为AX-E；松香组分包括氢化松香，购买自上海荒川化学合成，型号为KE-604；松香组分包括水白氢化松香，购买自广东科茂林产化工，型号为KMDS；高分子树脂为聚乙二醇，购买自默克电子材料，型号为PEG-2000；硅烷偶联剂购自上海阿拉丁生化科技，型号为KH-550；缓蚀剂为苯并三氮唑，购买自默克电子材料，型号为B11400；触变剂为氢化蓖麻油，购买自上海麦克林生化科技；表面活性剂为辛基酚聚氧乙烯醚，购买自上海麦克林生化科技；溶剂为四氢糠醇；助焊粉型号为SAC305；其他原料均可通过市售获得。

制备例

制备例1

将纳米二氧化钛置于70℃高温下加热12h进行预处理并备用；

将无水乙醇和水以质量比为10：100混合，加入γ-氨丙基三乙氧基硅烷溶液并调节pH至2，搅拌并超声2h使其水解，制成质量浓度5％的硅烷偶联剂溶液；

将纳米二氧化钛、十二烷基硫酸钠和去离子水以质量比为1：0.5：50混合均匀，并将硅烷偶联剂溶液逐滴加入到混合溶液中，加热至70℃并调节pH为9，反应4h后离心干燥得改性纳米二氧化钛。

制备例2

将纳米二氧化钛置于90℃高温下加热12h进行预处理并备用；

将无水乙醇和水以质量比为10：100混合，加入γ-氨丙基三乙氧基硅烷溶液并调节pH至4，搅拌并超声2h使其水解，制成质量浓度5％的硅烷偶联剂溶液；

将纳米二氧化钛、十二烷基硫酸钠和去离子水以质量比为1：0.5：50混合均匀，并将硅烷偶联剂溶液逐滴加入到混合溶液中，加热至80℃并调节pH为10，反应5h后离心干燥得改性纳米二氧化钛。

实施例

实施例1

光固化焊锡膏，制备原料包括：助焊剂10g、助焊粉90g。

其中，助焊剂的制备原料包括：全氢化松香5g、聚乙二醇1g、光固化成分3g、己二酸3g、触变剂6g、缓蚀剂0.01g、表面活性剂0.1g，溶剂50g，其中光固化成分的制备原料包括：2-异丙基硫杂蒽酮2g、环氧丙烯酸酯59g、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯38g和三乙醇胺1g。

制备时，按照以上配比将全氢化松香、聚乙二醇、光固化成分、表面活性剂和溶剂加入反应容器中，加热至150℃并混匀，加入己二酸、缓蚀剂、触变剂，混匀后冷却至室温，得助焊剂；

将助焊剂、助焊粉混合并搅拌，直至完全混合均匀，得光固化焊锡膏。

实施例2

光固化焊锡膏，制备原料包括：助焊剂10g、助焊粉90g。

其中，助焊剂的制备原料包括：全氢化松香12g、聚乙二醇3g、光固化成分7g、己二酸6g、触变剂8g、缓蚀剂0.08g、表面活性剂1g，溶剂70g，其中光固化成分的制备原料包括：2-异丙基硫杂蒽酮2g、环氧丙烯酸酯59g、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯38g和三乙醇胺1g。

制备时，按照以上配比将全氢化松香、聚乙二醇、光固化成分、表面活性剂和溶剂加入反应容器中，加热至150℃并混匀，加入己二酸、缓蚀剂、触变剂，混匀后冷却至室温，得助焊剂；

将助焊剂、助焊粉混合并搅拌，直至完全混合均匀，得光固化焊锡膏。

实施例3

光固化焊锡膏，制备原料包括：助焊剂10g、助焊粉90g。

其中，助焊剂的制备原料包括：全氢化松香15g、聚乙二醇4g、光固化成分10g、己二酸8g、触变剂9g、缓蚀剂1g、表面活性剂1.5g，溶剂80g，其中光固化成分的制备原料包括：2-异丙基硫杂蒽酮2g、环氧丙烯酸酯59g、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯38g和三乙醇胺1g。

制备时，按照以上配比将全氢化松香、聚乙二醇、光固化成分、表面活性剂和溶剂加入反应容器中，加热至150℃并混匀，加入己二酸、缓蚀剂、触变剂，混匀后冷却至室温，得助焊剂；

将助焊剂、助焊粉混合并搅拌，直至完全混合均匀，得光固化焊锡膏。

实施例4

光固化焊锡膏，制备原料包括：助焊剂10g、助焊粉90g。

其中，助焊剂的制备原料包括：全氢化松香17g、聚乙二醇5g、光固化成分15g、己二酸10g、触变剂10g、缓蚀剂2g、表面活性剂2g，溶剂90g，其中光固化成分的制备原料包括：2-异丙基硫杂蒽酮2g、环氧丙烯酸酯59g、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯38g和三乙醇胺1g。

制备时，按照以上配比将全氢化松香、聚乙二醇、光固化成分、表面活性剂和溶剂加入反应容器中，加热至150℃并混匀，加入己二酸、缓蚀剂、触变剂，混匀后冷却至室温，得助焊剂；

将助焊剂、助焊粉混合并搅拌，直至完全混合均匀，得光固化焊锡膏。

实施例5

光固化焊锡膏，制备原料包括：助焊剂10g、助焊粉90g。

其中，助焊剂的制备原料包括：全氢化松香5g、聚乙二醇1g、光固化成分3g、己二酸3g、触变剂6g、缓蚀剂0.01g、表面活性剂0.1g，溶剂50g，其中光固化成分的制备原料包括：2-异丙基硫杂蒽酮6g、环氧丙烯酸酯60g、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯32g和三乙醇胺2g。

制备时，按照以上配比将全氢化松香、聚乙二醇、光固化成分、表面活性剂和溶剂加入反应容器中，加热至150℃并混匀，加入己二酸、缓蚀剂、触变剂，混匀后冷却至室温，得助焊剂；

将助焊剂、助焊粉混合并搅拌，直至完全混合均匀，得光固化焊锡膏。

实施例6

光固化焊锡膏，制备原料包括：助焊剂10g、助焊粉90g。

其中，助焊剂的制备原料包括：全氢化松香5g、聚乙二醇1g、光固化成分3g、己二酸3g、触变剂6g、缓蚀剂0.01g、表面活性剂0.1g，溶剂50g，其中光固化成分的制备原料包括：2-异丙基硫杂蒽酮10g、环氧丙烯酸酯70g、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯18g和三乙醇胺2g。

制备时，按照以上配比将全氢化松香、聚乙二醇、光固化成分、表面活性剂和溶剂加入反应容器中，加热至150℃并混匀，加入己二酸、缓蚀剂、触变剂，混匀后冷却至室温，得助焊剂；

将助焊剂、助焊粉混合并搅拌，直至完全混合均匀，得光固化焊锡膏。

实施例7

光固化焊锡膏，制备原料包括：助焊剂10g、助焊粉90g。

其中，助焊剂的制备原料包括：全氢化松香5g、聚乙二醇1g、光固化成分3g、己二酸3g、触变剂6g、缓蚀剂0.01g、表面活性剂0.1g，溶剂50g，其中光固化成分的制备原料包括：阳离子型光引发剂2g、环氧丙烯酸酯98g；

制备时，按照以上配比将全氢化松香、聚乙二醇、光固化成分、表面活性剂和溶剂加入反应容器中，加热至150℃并混匀，加入己二酸、缓蚀剂、触变剂，混匀后冷却至室温，得助焊剂；

将助焊剂、助焊粉混合并搅拌，直至完全混合均匀，得光固化焊锡膏。

实施例8

光固化焊锡膏，制备原料包括：助焊剂10g、助焊粉90g。

其中，助焊剂的制备原料包括：全氢化松香5g、聚乙二醇1g、光固化成分3g、己二酸3g、触变剂6g、缓蚀剂0.01g、表面活性剂0.1g，溶剂50g，其中光固化成分的制备原料包括：2-羟基-2-甲基苯基丙酮2g、环氧丙烯酸酯59g、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯39g。

制备时，按照以上配比将全氢化松香、聚乙二醇、光固化成分、表面活性剂和溶剂加入反应容器中，加热至150℃并混匀，加入己二酸、缓蚀剂、触变剂，混匀后冷却至室温，得助焊剂；

将助焊剂、助焊粉混合并搅拌，直至完全混合均匀，得光固化焊锡膏。

实施例9

光固化焊锡膏，制备原料包括：助焊剂10g、助焊粉90g。

其中，助焊剂的制备原料包括：全氢化松香20g、聚乙二醇1g、光固化成分3g、己二酸3g、触变剂6g、缓蚀剂0.01g、表面活性剂0.1g，溶剂50g，其中光固化成分的制备原料包括：2-异丙基硫杂蒽酮2g、环氧丙烯酸酯59g、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯38g和三乙醇胺1g。

制备时，按照以上配比将全氢化松香、聚乙二醇、光固化成分、表面活性剂和溶剂加入反应容器中，加热至150℃并混匀，加入己二酸、缓蚀剂、触变剂，混匀后冷却至室温，得助焊剂；

将助焊剂、助焊粉混合并搅拌，直至完全混合均匀，得光固化焊锡膏。

实施例10

光固化焊锡膏，制备原料包括：助焊剂10g、助焊粉90g。

其中，助焊剂的制备原料包括：松香组分20g、聚乙二醇1g、光固化成分3g、己二酸3g、触变剂6g、缓蚀剂0.01g、表面活性剂0.1g，溶剂50g，其中松香组成的原料包括：全氢化松香12g、水白氢化松香8g；光固化成分的制备原料包括：2-异丙基硫杂蒽酮2g、环氧丙烯酸酯59g、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯38g和三乙醇胺1g。

制备时，按照以上配比将松香组分、聚乙二醇、光固化成分、表面活性剂和溶剂加入反应容器中，加热至150℃并混匀，加入己二酸、缓蚀剂、触变剂，混匀后冷却至室温，得助焊剂；

将助焊剂、助焊粉混合并搅拌，直至完全混合均匀，得光固化焊锡膏。

实施例11

光固化焊锡膏，制备原料包括：助焊剂10g、助焊粉90g。

其中，助焊剂的制备原料包括：全氢化松香5g、聚乙二醇1g、光固化成分3g、活性剂3g、触变剂6g、缓蚀剂0.01g、表面活性剂0.1g，溶剂50g，其中活性剂的制备原料包括：己二酸1.4g、戊二酸1.6g；其中光固化成分的制备原料包括：2-异丙基硫杂蒽酮2g、环氧丙烯酸酯59g、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯38g和三乙醇胺1g。

制备时，按照以上配比将全氢化松香、聚乙二醇、光固化成分、表面活性剂和溶剂加入反应容器中，加热至150℃并混匀，加入活性剂、缓蚀剂、触变剂，混匀后冷却至室温，得助焊剂；

将助焊剂、助焊粉混合并搅拌，直至完全混合均匀，得光固化焊锡膏。

实施例12

光固化焊锡膏，制备原料包括：助焊剂20g、助焊粉80g。

其中，助焊剂的制备原料包括：全氢化松香5g、聚乙二醇1g、光固化成分3g、己二酸3g、触变剂6g、缓蚀剂0.01g、表面活性剂0.1g，溶剂50g，其中光固化成分的制备原料包括：2-异丙基硫杂蒽酮2g、环氧丙烯酸酯59g、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯38g和三乙醇胺1g。

制备时，按照以上配比将全氢化松香、聚乙二醇、光固化成分、表面活性剂和溶剂加入反应容器中，加热至150℃并混匀，加入己二酸、缓蚀剂、触变剂，混匀后冷却至室温，得助焊剂；

将助焊剂、助焊粉混合并搅拌，直至完全混合均匀，得光固化焊锡膏。

实施例13

光固化焊锡膏，制备原料包括：助焊剂20g、助焊粉80g和制备例1制得的改性纳米二氧化钛0.01g。

其中，助焊剂的制备原料包括：全氢化松香5g、聚乙二醇1g、光固化成分3g、己二酸3g、触变剂6g、缓蚀剂0.01g、表面活性剂0.1g，溶剂50g，其中光固化成分的制备原料包括：2-异丙基硫杂蒽酮2g、环氧丙烯酸酯59g、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯38g和三乙醇胺1g。

制备时，按照以上配比将全氢化松香、聚乙二醇、光固化成分、表面活性剂和溶剂加入反应容器中，加热至150℃并混匀，加入己二酸、缓蚀剂、触变剂，混匀后冷却至室温，得助焊剂；

将助焊剂、助焊粉和制备例1制得的改性纳米二氧化钛混合并搅拌，直至完全混合均匀，得光固化焊锡膏。

实施例14

光固化焊锡膏，制备原料包括：助焊剂20g、助焊粉80g和制备例1制得的改性纳米二氧化钛0.2g。

其中，助焊剂的制备原料包括：全氢化松香5g、聚乙二醇1g、光固化成分3g、己二酸3g、触变剂6g、缓蚀剂0.01g、表面活性剂0.1g，溶剂50g，其中光固化成分的制备原料包括：2-异丙基硫杂蒽酮2g、环氧丙烯酸酯59g、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯38g和三乙醇胺1g。

制备时，按照以上配比将全氢化松香、聚乙二醇、光固化成分、表面活性剂和溶剂加入反应容器中，加热至150℃并混匀，加入己二酸、缓蚀剂、触变剂，混匀后冷却至室温，得助焊剂；

将助焊剂、助焊粉和制备例1制得的改性纳米二氧化钛混合并搅拌，直至完全混合均匀，得光固化焊锡膏。

实施例15

本实施例与实施例14的区别仅在于，改性纳米二氧化钛选用制备例2制得的改性纳米二氧化钛。

对比例1

光固化焊锡膏，制备原料包括：助焊剂20g、助焊粉80g。

其中，助焊剂的制备原料包括：全氢化松香5g、聚乙二醇1g、己二酸3g、触变剂6g、缓蚀剂0.01g、表面活性剂0.1g，溶剂50g；

制备时，按照以上配比将全氢化松香、聚乙二醇、表面活性剂和溶剂加入反应容器中，加热至150℃并混匀，加入己二酸、缓蚀剂、触变剂，混匀后冷却至室温，得助焊剂；

将助焊剂、助焊粉混合并搅拌，直至完全混合均匀，得光固化焊锡膏。

对比例2

光固化焊锡膏，制备原料包括：助焊剂40g、助焊粉60g。

其中，助焊剂的制备原料包括：全氢化松香5g、聚乙二醇1g、光固化成分3g、己二酸3g、触变剂6g、缓蚀剂0.01g、表面活性剂0.1g，溶剂50g，其中光固化成分的制备原料包括：2-异丙基硫杂蒽酮2g、环氧丙烯酸酯59g、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯38g和三乙醇胺1g。

制备时，按照以上配比将全氢化松香、聚乙二醇、光固化成分、表面活性剂和溶剂加入反应容器中，加热至150℃并混匀，加入己二酸、缓蚀剂、触变剂，混匀后冷却至室温，得助焊剂；

将助焊剂、助焊粉混合并搅拌，直至完全混合均匀，得光固化焊锡膏。

性能检测

焊锡膏固化速率评估：使用回流焊接方式将焊锡丝焊接到铜盘上，焊后紫外照射，采用指触干法对焊点处进行固化程度表征，判断残留物粘手程度，同时观测焊点处残留物凝固程度、流动性，测量时需避免人为因素影响。评估等级为：凝固程度：5级表示完全凝固；4级表示凝固状态较好，焊点处基本凝固；3级表示凝固状态一般，焊点处小部分较软；2级表示凝固状态较差，焊点处大部分较软；1级表示未凝固；牢固程度：5级表示牢固；4级表示较牢固；3级表示略微有些晃动；2级表示较不牢固；1级表示不牢固。

焊锡膏黏滞力评估：参照JIS-Z3284，使焊锡膏回流焊后经紫外照射，照射后采用软刷及滑石粉测试其焊锡膏残留物的黏滞力。将滑石粉末分散于焊点处并使软刷对焊点处进行刷除，若软刷能容易地将滑石粉末刷除，则焊锡膏残留物并无黏滞力，若无法或难以清除滑石粉末，则焊锡膏残留物有黏滞力。

焊锡膏焊后残留评估：取多个表面打磨并擦拭后的小块单面覆铜基板，分别用厚0.25mm、开孔Ф6.5mm的不锈钢模板将焊锡膏印刷在单面覆铜基板上，经过回流焊机回流后得焊点。按下述公式计算焊后残留百分比，焊后残留百分比(％)＝1-[(印刷有焊锡膏的覆铜板焊接前的质量-印刷有焊锡膏的覆铜板焊接后的质量)/助焊剂的质量分数×(印刷有焊锡膏的覆铜板焊接前的质量-铜基板的质量)]。

表1固化速率及黏滞力测定结果

参照表1，与对比例1至对比例2相比，实施例1-实施例4中的焊锡膏均表现出较强的固化速率、黏滞力以及焊后残留，表明了本申请助焊剂的复配会对焊锡膏造成一定的影响。本实施例1-实施例4固定光固化成分的变量，通过调节松香组分、高分子树脂以及其他添加剂对焊锡膏进行焊锡膏内部结构的调整，减少焊锡膏的松香残留同时加强焊锡膏力学性能；然后利用光固化成分对焊锡膏进行交联固化反应，提高锡膏焊后固化效果。

实施例1-实施例4中的光引发剂均选用硫杂蒽酮类高分子，当光引发剂为硫杂蒽酮类高分子时需与三乙醇胺进行配合，促使低分子预聚物和单体进行聚合反应，完成固化干燥；反应饱和后可能会产生剩余一部分未与硫杂蒽酮类高分子进行配合的三乙醇胺，在此体系中剩余的三乙醇胺能够充当酸度调节剂或有机胺活性剂与有机酸活性剂进行复配，从而提升助焊剂的pH值，降低锡膏中助焊剂对合金焊粉的腐蚀；在焊接回流过程中，生成的中和产物受热后又会分解成有机酸和三乙醇胺，使助焊剂的活性增强，进而提升助焊剂化学性能。

参照表1，与对比例1相比，实施例1、实施例5-实施例6中的焊锡膏通过对光固化成分进行调整，其固化速率能够发生一定变化。当光引发剂为自由基型光引发剂时，三乙醇胺作为叔胺助引发剂与硫杂蒽酮类高分子进行反应，形成激基复合物发生电子转移，得电子形成引发活性很高的胺烷基自由基和无引发活性的硫杂蒽酮，从而引发低聚物和活性稀释剂进行交联，同时有效抑制表面氧阻聚现象，促使固化干燥反应完成的同时提高其固化速率。在此体系中剩余的三乙醇胺还能在后续与有机酸活性剂进行复配，降低锡膏中助焊剂对合金焊粉的腐蚀。

当光引发剂含量达到6％时，随着光引发剂质量分数的增加，固化速率逐渐增快；但当其含量达到10％时，再添加光引发剂，固化速率会出现下降的趋势。这是由于当光引发剂含量较低时，在接受紫外照射后产生的活性自由基分子数量较少，使其能够充分参加聚合反应；但当光引发剂含量大于6％时，活性自由基分子处于过饱和状态，导致过剩的自由基之间相互耦合，造成光引发速率降低，固化速度下降。

结合实施例7，当光引发剂为阳离子型光引发剂时，光引发剂能够激发阳离子反应，产生酸性物质，使环氧基团反应形成环形结构并发生聚合反应，从而实现固化干燥反应，但其固化速率不如自由基型光引发剂促使的交联加成反应。结合实施例8，当光引发剂为2-羟基-2-甲基苯基丙酮时，光引发剂不需要与叔胺助引发剂相配合，不再加入三乙醇胺导致三乙醇胺不再与有机酸活性剂进行复配，对助焊剂化学性能造成一定影响。

参照表1，对比实施例1，实施例9的焊锡膏其松香组分添加量上升，其固化速率下降、焊后残留增加，这是由于松香中含有大量的树脂酸，在钎焊条件下会发生氧化反应和聚合反应，随着松香组分添加量的上升，松香发生氧化和聚合的程度增加，使其焊后残留增加，从而影响基板的外观以及线路间的腐蚀和绝缘性能下降。并由于残留物的增加，其固化速率下降。

参照表1，对比实施例9，实施例10中的焊锡膏其松香组分由实施例9的全氢化松香调整为全氢化松香与水白氢化松香的复配物，这是由于适当的改性松香以及对改性松香进行复配有利于解决松香耐热性差、易结晶以及高残留等问题，能够提高松香以及助焊剂的稳定性。实施例10选用全氢化松香与水白氢化松香进行复配，全氢化松香可保障活性，水白氢化松香可提高载体热稳定性，可减少烟雾、改善残留变色情况，也可在焊接时成膜防止二次氧发生。同时全氢化松香的铺展率及焊后残留较少，通过对全氢化松香进行复配，有利于提高焊锡膏的焊接性能。

参照表1，对比实施例1，实施例11中的焊锡膏其活性剂由实施例1的单一酸调整为复配酸，其复配酸由己二酸和戊二酸复配而成，这是由于不同热稳定性的活性剂可在不同温度段起作用，从而使不同热稳定性的活性剂搭配产生互补效果，比使用单一的活性剂更好；己二酸具有较好的耐热性能，而戊二酸的耐热性能较差，通过选用耐热性较好的己二酸与热稳定性较差的戊二酸进行复配作为活性剂，有利于形成活性梯度增强活性。

参照表1，对比对比例2，实施例1、实施例12中的焊锡膏对助焊剂、助焊粉的配比进行调控，当助焊剂与助焊粉的添加量为2：8时，焊锡膏的焊后残留稍微上升，而对比例2焊后残留显著上升，这是由于过多的加入助焊剂会影响其焊锡膏的扩展率，从而导致助焊剂焊后残留的上升以及助焊作用的下降。

参照表1，实施例13-实施例15中焊锡膏添加有改性纳米二氧化钛，改性纳米二氧化钛能够提升焊锡膏的化学性能。这是由于改性纳米二氧化钛的颗粒尺寸小、表面活性强，容易在熔融焊料的表面发生偏聚从而降低其焊料的表面张力，有利于熔融焊料的铺展，同时能够减少界面金属间化合物的生长。并由于金属间化合物层属于脆性物质相，其金属间化合物层越厚，则越容易在剪切力作用下断裂，因此适当的金属间化合物层厚度可以有效保证焊点良好的可靠性，而过厚的金属间化合物层则会降低焊点的力学性能。

以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.光固化焊锡膏，其特征在于，包括如下重量份组分：助焊剂10-20重量份、助焊粉80-90重量份；

所述助焊剂包括如下重量份组分：松香组分5-20重量份、高分子树脂1-5重量份、光固化成分3-15重量份、活性剂3-10重量份、触变剂6-10重量份、缓蚀剂0.01-2重量份、表面活性剂0.1-2重量份、溶剂50-90重量份。

2.根据权利要求1所述的光固化焊锡膏，其特征在于：所述光固化成分包括如下重量份组分：光引发剂2-6重量份、叔胺助引发剂0-2重量份、低分子预聚物56-98重量份、单体0-39重量份。

3.根据权利要求2所述的光固化焊锡膏，其特征在于：所述光引发剂为阳离子型和自由基型，所述自由基型光引发剂为硫杂蒽酮类高分子，包括2-异丙基硫杂蒽酮、4-异丙基硫杂蒽酮、2-氯硫杂蒽酮及其衍生物；

所述叔胺助引发剂为三乙醇胺；

所述低分子预聚物包括环氧丙烯酸类、聚醚丙烯酸类、聚氨酯丙烯酸类中的一种或多种；所述单体为丙烯酸酯类。

4.根据权利要求1所述的光固化焊锡膏，其特征在于：还包括如下重量份组分：改性纳米二氧化钛0.01-0.2重量份。

5.根据权利要求4所述的光固化焊锡膏，其特征在于：所述改性纳米二氧化钛的制备如下：将纳米二氧化钛加热进行预处理并备用；

使乙醇溶液加入γ-氨丙基三乙氧基硅烷溶液中并调节pH至2-4，搅拌1-3h使其水解；

将纳米二氧化钛、十二烷基硫酸钠和去离子水搅拌混合直至完全溶解，并将硅烷偶联剂溶液加入到混合溶液中，加热并调节pH，反应3-5h后离心干燥得改性纳米二氧化钛。

6.根据权利要求1所述的光固化焊锡膏，其特征在于：所述松香组分为氢化松香、全氢化松香、水白松香、水白氢化松香、冰白松香和马来松香的一种或多种。

7.根据权利要求1所述的光固化焊锡膏，其特征在于：所述活性剂为有机酸，所述有机酸包括己二酸、丙二酸、丁二酸、辛二酸、戊二酸、癸二酸、草酸、柠檬酸、苯甲酸、苹果酸、水杨酸、二甘醇酸中的一种或多种。

8.根据权利要求1所述的光固化焊锡膏，其特征在于：所述触变剂为蓖麻油及其衍生物和/或酰胺类化合物，所述蓖麻油衍生物包括氢化蓖麻油和改性氢化蓖麻油，所述酰胺类化合物包括聚酰胺蜡、聚酰胺、亚乙基双硬脂酸酰胺中的一种或多种。

9.根据权利要求1所述的光固化焊锡膏，其特征在于：所述缓蚀剂包括咪唑类、吡咯类和有机胺类，具体为苯并咪唑、甲基苯并咪唑、苯并三氮唑、苯并噻唑、甲基苯并三氮唑、三乙胺、三乙醇胺；

所述表面活性剂为聚氧乙烯脂肪醇醚、辛基酚聚氧乙烯醚、壬基酚聚氧乙烯醚、氟表面活性剂、全氟辛基酰胺季铵盐、聚乙二醇、甘油。

10.权利要求1-9任意一项所述的光固化焊锡膏的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

按照配比将松香组分、高分子树脂、光固化成分、表面活性剂和溶剂加入反应容器中，加热至130-150℃，搅拌至完全溶解后，加入活性剂、缓蚀剂、触变剂，不停搅拌冷却至室温，得助焊剂；

将助焊剂、助焊粉和改性纳米二氧化钛搅拌均匀直至完全混合，得光固化焊锡膏。