專利名稱：：散熱器焊接用針筒注射式無鉛焊膏的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種電子產(chǎn)品焊接用無鉛焊膏，特別適用于散熱器上焊膏的針筒注射式滴涂。
背景技術(shù)：
：散熱已經(jīng)成為制約芯片性能高速發(fā)展的一大絆腳石，是整個(gè)信息產(chǎn)業(yè)甚至全球經(jīng)濟(jì)性命攸關(guān)的大問題?？煽康纳崞骱附邮切酒嵝Ч己玫谋ＷC。隨著人們對環(huán)境保護(hù)和自身健康的重視，焊膏無鉛化勢在必行。由于芯片散熱用散熱器抗熱沖擊性能較差，焊接時(shí)需要選擇焊接溫度較低的焊膏?，F(xiàn)有的無鉛焊膏有錫-銀、錫-銅等系列，其焊接溫度大多在20(TC以上，無法滿足散熱器的使用要求。此外，普遍采用的焊膏印刷方法無法進(jìn)行有效的散熱器焊接，嚴(yán)重阻礙了散熱技術(shù)在芯片散熱上的應(yīng)用。專利CN1895836A公開了一種由錫-鉍合金粉和焊劑組成的低溫?zé)o鉛焊膏，該焊膏通過樹脂、溶劑、表面活性劑、觸變劑混合均勻，加熱至完全溶解后靜置至室溫，在15'C的環(huán)境下冷藏72小時(shí)后與錫一鉍釬料一起在真空分散機(jī)內(nèi)攪拌均勻，密封分裝制成。該焊膏焊接溫度較低，適用于抗熱沖擊性能較差的元器件。但該焊膏所用涂布方式為傳統(tǒng)的模板印刷，不適用于散熱器上焊膏的針筒注射式涂布。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是提供一種針筒注射式無鉛焊膏，滿足散熱器焊接的需要。為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的，采用如下技術(shù)方案本發(fā)明的針筒注射式無鉛焊膏由以下組分組成8790%釬料、1013%釬劑(質(zhì)量百分比，沒有特別說明時(shí)文中百分比均為質(zhì)量百分比)。上述針筒注射式無鉛焊膏中，釬料的組分為39.543.98%錫、5660鉍、0.020.5%鑭鈰混合稀土。錫鉍系合金熔點(diǎn)低，可獲得139232'C熔化溫度范圍的焊料合金，特別適合于低溫釬焊，并且錫鉛焊料的潛在替代品之一。但由于超過140'C以后鉍異常粗，性能變脆，使得錫鉍合金的力學(xué)性能惡化；此外合金的潤濕性受雜質(zhì)影響很大，使焊料的服役可靠性變差。本發(fā)明在錫鉍合金中添加鑭鈰混合稀土，可細(xì)化晶粒，改善焊料組織，由于鑭鈰混合稀土元素可促進(jìn)合金在凝固過程中的行核，對合金組織起到變質(zhì)均勻化處理效果，從而改善合金的力學(xué)性能。同時(shí)，鑭鈰混合稀土的加入，有利于減少焊料、被焊件與氧氣的接觸，使得被焊件與液態(tài)焊料之間的表面張力降低，因此能夠使?jié)櫇窀装l(fā)生，顯著改善焊料的潤濕性，從而提高焊料的服役可靠性。如果稀土含量小于0.001%，其作用不明顯；若稀土含量高于1%，則使焊料熔點(diǎn)升高，性能變差。本發(fā)明中的鑭鈰混合稀土含量優(yōu)選為0.020.5%，在鑭鈰混合稀土中鑭占3040%,鈰占4050%，鐠占8%，釹占5%，余量為其他稀土，稀土元素占總質(zhì)量的98%以上；鉍含量優(yōu)選為5660%;錫含量優(yōu)選為39.543.98%。為了確保焊膏粘度適中、觸變性能好，益于針筒注射，釬料不宜過細(xì)，且應(yīng)滿足粒度分布范圍窄、表面光滑。釬料直徑優(yōu)選為4575拜。上述針筒注射式無鉛焊膏中，釬劑的組分為4045%樹脂、1015%活性劑、2.13.1%觸變劑、0.81.2%特殊添加劑、余量為溶劑。樹脂可選擇氫化松香甘油脂、醇酸樹脂、松香多元醇酯、松香改性酚醛樹脂、松香順軒多元醇酯、聚合松香甘油脂中的一種或多種的組合。樹脂中組分的含量沒有特別限制，優(yōu)選為50~65%氫化松香甘油脂分別與3550%松香多元醇酯、松香改性酚醛樹脂、醇酸樹脂的組合。樹脂在釬劑中的含量優(yōu)選為4045%?；钚詣┎捎镁G色表面活性劑，可選擇甲酯乙氧基化物、脂肪酸甲酯磺酸鹽、垸基多苷、單乙醇酰胺琥珀酸酯中的一種或多種的組合。活性劑中組分的含量沒有特別限制，優(yōu)選為5070%垸基多苷分別與3050%甲酯乙氧基化物、脂肪酸甲酯磺酸鹽或單乙醇酰胺琥珀酸酯的組合?；钚詣┰阝F劑中的含量優(yōu)選為1015%。觸變劑可選擇氫化蓖麻油、乙二撐雙硬脂酸酰胺、酰胺改性氫化蓖麻油、壬基酚聚氧乙烯醚、辛基酚聚氧乙烯醚、有機(jī)膨潤土中的一種或多種的組合。觸變劑組分優(yōu)選為4050%酰胺改性氫化蓖麻油分別與5060%乙二撐雙硬脂酸酰胺、壬基酚聚氧乙烯醚、辛基酚聚氧乙烯醚、氫化蓖麻油的組合。觸變劑在釬劑中的含量優(yōu)選為2.13.1%。該優(yōu)選的觸變劑可使制成的焊膏獲得合適的粘度與沉積特性，并起到防止焊膏注射過程中堵塞的作用，且能有效避免焊膏在注射過程中由于注射嘴在焊盤表面分離不利索而把部分粘在咀上的焊膏帶到焊盤上。特殊添加劑在釬劑中的含量優(yōu)選為0.81.2%，包括脫模劑、抗氧劑和抗蝕劑。脫模劑選擇乳化硅油、二甲基硅油、二乙基硅油中的一種或多種的組合。脫模劑中組分的含量沒有特別限制。脫模劑在特殊添加劑中的含量優(yōu)選為3040%?？寡鮿┻x擇烷基化單酚、烷基化多酚、硫代雙酚中的一種或多種的組合?？寡鮿┲薪M分的含量沒有特別限制?？寡鮿┰谔厥馓砑觿┲械暮績?yōu)選為2535%。抗蝕劑選擇聚乙烯吡咯烷酮、聚乙二胺、聚苯并咪唑中的一種或多種的組合。抗蝕劑中組分的含量沒有特別限制?？刮g劑在特殊添加劑中的含量優(yōu)選為2545%。溶劑可選擇1，3-丙二醇、丙二醇甲醚、丙二醇丁醚、丙二醇甲醚、醋酸丁酯、甲乙酮、環(huán)己酮、二乙二醇二甲醚、二丙二醇甲醚、二丙二醇乙醚、聚乙二醇二甲醚、三乙二醇甲醚、三乙二醇乙醚、己二酸二甲酯、二乙二醇乙醚醋酸酯、乙二醇乙醚醋酸酯、丙二醇甲醚醋酸酯、丙二醇甲醚丙酸酯中的一種或多種的組合。溶劑中組分的含量沒有特別限制。釬劑中除樹脂、活性劑、觸變劑、特殊添加劑以外，余量為溶劑。本發(fā)明散熱器焊接用針筒注射式無鉛焊膏的制備方法為首先按釬劑組分比例將各組分混合均勻，加熱溶解后靜置至室溫，在510'C環(huán)境下冷藏48小時(shí)后制得所需釬劑；然后按釬料成分比例用常規(guī)方法制備所需的無鉛釬料；其次按所選比例將釬劑和釬料放于真空分散機(jī)內(nèi)攪拌均勻；最后采用油壓機(jī)將調(diào)制好的焊膏裝入針筒，獲得針筒注射式無鉛焊膏，然后在51(TC條件下冷藏。本發(fā)明的針筒注射式無鉛焊膏，焊接溫度在14517(TC，粘度相對較低、在壓力作用下流變性較好，焊膏涂布后有較好的抗坍塌性能，尤其適用于散熱器焊接，解決了散熱器焊接的無鉛化難題，并且采用針筒注射滴涂方式進(jìn)行焊膏涂布不僅解決了使焊膏在散熱器上進(jìn)行有效涂布，并且益于精確控制，不會造成焊膏的浪費(fèi)。具體實(shí)施方式表l為各實(shí)施例中的釬劑組成。實(shí)施例l:將87%球狀無鉛釬料粉末與13%釬劑攪拌均勻，其中釬料的組成為42.3%錫、57.5%鉍和0.2%鑭鈰混合稀土；釬劑的組成見表1中實(shí)施例1,將其混合均勻，加熱溶解后靜置至室溫，在51(TC環(huán)境下冷藏48小時(shí)后制得所需釬劑，然后再與釬料混合。釆用油壓機(jī)將調(diào)制好的焊膏裝入針筒，制備出針筒注射式無鉛焊膏，然后在510'C條件下冷藏備用。實(shí)施例2:與實(shí)施例l相比，釬料的組成為42.48%錫、58%鉍和0.02%鑭鈰混合稀土；釬劑的組成見表1中實(shí)施例2。實(shí)施例3:與實(shí)施例1相比，將88%球狀無鉛釬料粉末與12%釬劑攪拌均勻，其中釬料的組成為42.2%錫、57.5%鉍和0.3%鑭鈰混合稀土；釬劑的組成見表1中實(shí)施例3。實(shí)施例4:與實(shí)施例l相比，將88%球狀無鉛釬料粉末與12%釬劑攪拌均勻，其中釬料的組成為41.96%錫、58%鉍和0.04%鑭鈰混合稀土；釬劑的組成見表1中實(shí)施例4。實(shí)施例5:與實(shí)施例1相比，將89%球狀無鉛釬料粉末與11%釬劑攪拌均勻，其中釬料的組成為42.15%錫、57.5%鉍和0.35%鑭鈰混合稀土；釬劑的組成見表1中實(shí)施例5。實(shí)施例6:與實(shí)施例l相比，將89%球狀無鉛釬料粉末與11%釬劑攪拌均勻，其中釬料的組成為41.95%錫、58%鉍和0.05%鑭鈰混合稀土；釬劑的組成見表1中實(shí)施例6。實(shí)施例7:與實(shí)施例l相比，將90%球狀無鉛釬料粉末與10%釬劑攪拌均勻，其中釬料的組成為42.1%錫、57.5%鉍和0.4%鑭鈰混合稀土；釬劑的組成見表1中實(shí)施例7。實(shí)施例8:與實(shí)施例l相比，將90%球狀無鉛釬料粉末與10%釬劑攪拌均勻，其中釬料的組成為41.94%錫、58%鉍和0.06%鑭鈰混合稀土；釬劑的組成見表i中實(shí)施例8。表l各實(shí)施例中的釬劑組成質(zhì)量百分?jǐn)?shù)(wt.%)<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>權(quán)利要求1.一種用于散熱器焊接的針筒注射式無鉛焊膏，按質(zhì)量百分?jǐn)?shù)由以下組分組成87～90％釬料、10～13％釬劑。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的針筒注射式無鉛焊膏，其特征在于所述釬料按質(zhì)量百分比由39.543.98%錫、5660%鉍和0.020.5%鑭鈰混合稀土組成。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的針筒注射式無鉛焊膏，其特征在于所述釬劑按質(zhì)量百分比由4045%樹脂、1015%活性劑、2.13.1%觸變劑、0.81.2%特殊添加劑、余量為溶劑組成。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的針筒注射式無鉛焊膏，其特征在于所述樹脂為5065%氫化松香甘油脂分別與3550%松香多元醇酯、松香改性酚醛樹脂、醇酸樹脂的組合；所述活性劑為5070%垸基多苷分別與3050%甲酯乙氧基化物、脂肪酸甲酯磺酸鹽或單乙醇酰胺琥珀酸酯的組合；所述觸變劑為4050%酰胺改性氫化蓖麻油分別與5060%乙二撐雙硬脂酸酰胺、壬基酚聚氧乙烯醚、辛基酚聚氧乙烯醚、氫化蓖麻油的組合；所述特殊添加劑為3040%脫模劑、2535%抗氧劑和2545%抗蝕劑組成；所述溶劑為1，3-丙二醇、丙二醇甲醚、丙二醇丁醚、丙二醇甲醚、醋酸丁酯、甲乙酮、環(huán)己酮、二乙二醇二甲醚、二丙二醇甲醚、二丙二醇乙醚、聚乙二醇二甲醚、三乙二醇甲醚、三乙二醇乙醚、己二酸二甲酯、二乙二醇乙醚醋酸酯、乙二醇乙醚醋酸酯、丙二醇甲醚醋酸酯、丙二醇甲醚丙酸酯中的一種或多種的組合。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的針筒注射式無鉛焊膏，其特征在于所述脫模劑是乳化硅油、二甲基硅油、二乙基硅油中的一種或多種的組合；所述抗氧劑為垸基化單酚、烷基化多酚、硫代雙酚中的一種或多種的組合；所述抗蝕劑為聚乙烯吡咯垸酮、聚乙二胺、聚苯并咪唑中的一種或多種的組合。全文摘要本發(fā)明公開了一種用于散熱器焊接的針筒注射式無鉛焊膏，該無鉛焊膏含有一種與釬劑混合的錫-鉍-稀土系無鉛釬料。所述釬劑由40～45％樹脂(如氫化松香甘油脂、醇酸樹脂)、10～15％活性劑(如烷基多苷、單乙醇酰胺琥珀酸酯)、2.1～3.1％觸變劑(如酰胺改性氫化蓖麻油、乙二撐雙硬脂酸酰胺)、0.8～1.2％特殊添加劑(脫模劑、抗氧劑、抗蝕劑)、余量為溶劑(如乙二醇乙醚醋酸酯、1，3-丙二醇)組成。本發(fā)明的針筒注射式無鉛焊膏，焊接溫度低，粘度相對較低、在壓力作用下流變性較好，焊膏涂布后有較好的抗坍塌性能，尤其適用于散熱器焊接，并且益于精確控制焊膏用量，節(jié)約成本。文檔編號B23K35/363GK101301705SQ200710032128公開日2008年11月12日申請日期2007年12月5日優(yōu)先權(quán)日2007年12月5日發(fā)明者衛(wèi)國強(qiáng),徐安蓮,鄧小安申請人:東莞市普賽特電子科技有限公司