本發(fā)明屬于錫焊材料,具體涉及一種高精密度納米焊錫膏。
背景技術(shù):
1、焊錫膏是伴隨著smt應(yīng)運而生的一種新型焊接材料,是由焊錫粉、助焊劑等形成的膏狀混合物,其主要用于smt行業(yè)pcb表面電阻、電容、ic等電子元器件的焊接,現(xiàn)有焊錫膏按照錫粉的粒徑,錫膏可分為3-8級焊錫膏,其中8級焊錫膏指使用粒徑為2-8μm的錫粉制備得到的焊錫膏,隨著手機等電子設(shè)備的精密程度顯著提升,受設(shè)備裝配規(guī)格的限制,現(xiàn)有的焊錫膏粒徑等級無法滿足精密電子元器件焊接需求,現(xiàn)有納米金屬金屬粉末比表面機大,焊接過程中更容易氧化,焊接完成后焊渣多,不良品率高,不便于電子元器件的焊接,現(xiàn)急需一種精密度更高,抗氧化性能高,滿足電子元器件迭代焊接需求的高精密度納米焊錫。
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、本發(fā)明為了解決現(xiàn)有焊錫膏無法滿足高精密度度電子元器件焊接需求的技術(shù)問題,提出了一種高精密度納米焊錫膏;
2、本發(fā)明的第二個目的是提供一種高精密度納米焊錫膏的制備方法。
3、為了達到第一個目的,本技術(shù)采用如下方案:
4、高精密度納米焊錫膏,按重量份數(shù)計由以下組分組成,液態(tài)焊料75-82份,助焊劑10-17份,溶劑6-8份,助劑1-2份;
5、所述液態(tài)焊料按重量份數(shù)計由以下組分組成,納米銅銻合金3-5份、納米錫28-35份、銀1-3份、丙烯酸樹脂12-18份、異佛爾酮稀釋劑28-33份;
6、所述助焊劑按重量份數(shù)計由以下組分組成,成膜劑5-7份、活化劑2-3份、觸變劑1-2份、緩刻蝕劑0.5-1份、潤濕劑0.5-1份。
7、優(yōu)選的,所述溶劑為乙醇、乙酸乙酯、乙酸丁酯、丙酮中的一種或一種以上的組合物;更優(yōu)選的,所述溶劑為乙醇、乙酸乙酯、丙酮質(zhì)量比為1:3:0.5的混合物。
8、優(yōu)選的,所述助劑按重量份數(shù)計由以下組分組成,穩(wěn)定劑0.5-1份和分散劑0.5-1份。
9、優(yōu)選的,所述觸變劑為甘油基三-12-羥基硬脂酸鹽、聚酰胺、硬脂酰胺的中的一種或一種以上的組合物,所述緩刻蝕劑為苯丙三氮唑,所述潤濕劑為op-10,更優(yōu)選的,所述觸變劑為聚酰胺和硬脂酰胺的1:1混合物,所述成膜劑、活化劑、觸變劑復配后可顯著提升焊錫膏的擴展性,使得焊錫膏與焊盤上的鋪張面積顯著提升。
10、優(yōu)選的,所述活化劑為草酸、檸檬酸、三乙醇胺質(zhì)量比為1:1:2的混合物,其活性優(yōu)良,腐蝕性適中,可高效取出焊盤表面氧化物,且焊接過程中不會腐蝕焊盤。
11、優(yōu)選的,所述納米銅銻合金的制備方法包括以下步驟:
12、s101.將銅銻合金塊置于坩堝內(nèi)于40-60℃條件下,預熱干燥5-20min;
13、s102.將干燥完成的銅銻合金置于電弧等離子體蒸發(fā)機內(nèi),使用真空泵抽真空至真空度0.03-0.056mpa,靜置10-20min;
14、s103.將氫氣、氬氣以及氦氣混合氣體在0.05-0.08mpa的條件下通入電弧等離子體蒸發(fā)機內(nèi),在陰極電流580-650a的條件下蒸發(fā)銅銻合金,冷卻后得到粒徑為190-410nm的粗納米銅銻合金;
15、s104.將所述步驟s103中得到的粗納米銅銻合金進行鈍化改性,即得納米銅銻合金。
16、優(yōu)選的,所述銅銻合金的制備方法包括以下步驟:將質(zhì)量分數(shù)為93wt%的銅以及質(zhì)量分數(shù)為7wt%的銻同時加入坩堝中高溫熔煉,得到液態(tài)銅銻合金,將液態(tài)銅銻合金倒入模具后冷卻至室溫得到銅銻合金。
17、優(yōu)選的,所述步驟s103中氫氣、氬氣以及氦氣的體積比為1-3:5-8:1。
18、實際使用過程中,將銅銻合金置于電弧等離子體蒸發(fā)機中,將銅銻合金蒸發(fā)成為銅銻蒸汽,通入氫氣、氬氣以及氦氣混合氣體后,銅銻蒸汽被氫氣活化,與氦氣和氬氣碰撞后成核,沉降形成粗納米銅銻合金,以0.05-0.08mpa的條件持續(xù)通入氫氣、氬氣以及氦氣混合氣體,可是銅銻蒸汽充分活化并與惰性氣體充分撞擊成核,避免銅銻合金反應(yīng)不完全,并反應(yīng)完全后持續(xù)保護納米銅銻合金避免氧化,與傳統(tǒng)的納米金屬微粒制備方法相比,使用電弧等離子體蒸發(fā)閥可顯著提升金屬的純度,減少納米金屬微粒與氧氣的接觸,降低金屬氧化物的含量,使得納米銅銻合金粒徑為100-568nm。
19、優(yōu)選的,所述步驟s104中鈍化改性包括以下步驟:將所述步驟s103中得到的粗納米銅銻合金投入含有改性劑的磁力攪拌器內(nèi),在40-55℃,1200-1800rpm的條件下攪拌10-20min。
20、優(yōu)選的,所述改性劑為bta、草酸、無水乙醇和聚乙二醇質(zhì)量比為1-3:1:2-3:1的混合物。
21、實際使用過程中,使用bta、草酸、無水乙醇和聚乙二醇混合物改性一方面,使用具有還原性的介質(zhì)對納米銅銻合金進行包覆,提升在有氧環(huán)境下的抗氧化性,延長焊錫膏的保存時間;另一方面,使用還原性介質(zhì)包覆后,提升納米銅銻合金與助焊劑中其他組分的相容性,提升分散程度,放置降沉聚集成團,破壞納米粒徑分布。
22、優(yōu)選的,所述納米錫制備方法包括以下步驟:將錫粉、檸檬酸、乙醇依次投入超聲球磨機內(nèi),在200-350rpm,25-35℃,超聲振動的條件下球磨20-48h后,過濾干燥即得。
23、優(yōu)選的,所述超聲球磨機的球料比為100-150:1,所述超聲振動頻率為15-30khz,功率為200-400w,更優(yōu)選的,所述超聲球磨機研磨球為直徑為1.5-2mm的不銹鋼研磨球。
24、實際使用過程中,將錫粉顏料超聲球磨至粒徑為200-500nm,納米錫為焊料的主要成分,使用球磨工藝可有效降低焊料的成本,錫活性較高,與氫氣活化過程劇烈,危險系數(shù)高,且錫硬度低,球磨工藝便于實施,安全系數(shù)高。
25、優(yōu)選的,所述液態(tài)焊料的制備方法包括以下步驟:將納米銅銻合金、納米錫、銀、丙烯酸樹脂、異佛爾酮稀釋劑依次投入磁力攪拌機內(nèi)在500-1400rpm,25-30℃的條件下攪拌1-2h即得。
26、實際使用過程中,將納米銅銻合金、納米錫、銀進一步使用丙烯酸樹脂進行包覆,進一步隔絕納米銅銻合金、納米錫、銀與氧氣的接觸,丙烯酸樹脂包覆后,金屬氧化物含量進一步降低,焊錫膏的潤濕性欲擴展率顯著提升,焊接效果明顯提升,再者,使用丙烯酸樹脂包覆納米銅銻合金、納米錫、銀后,配合助劑和溶劑,焊接完成后,焊板上殘留物質(zhì)親水性強,使用質(zhì)量分數(shù)為78-90%乙醇溶液浸泡3-5min后即可將錫焊殘留物清除。
27、優(yōu)選的,所述成膜劑為氫化松香、歧化松香、馬來松香、聚合松香中的一種或兩種以上組合物,更優(yōu)選的,所述成膜劑為氫化松香與聚合松香質(zhì)量比1:1混合物。
28、為了達到第二個目的,本技術(shù)采用如下技術(shù)方案:
29、高精密度納米焊錫膏的制備方法,包括以下步驟:
30、s201.將成膜劑、活化劑、觸變劑、緩刻蝕劑、潤濕劑依次投入攪拌釜中于40-50℃,300-420rpm的條件攪拌20-30min,即得助焊劑;
31、s202.將焊料、助焊劑、助劑、溶劑依次投入真空攪拌釜中于25-35℃,400-620rpm的條件下攪拌3-7h,即得高精密度納米焊錫膏。
32、與現(xiàn)有技術(shù)相比,本技術(shù)具有以下有益效果:
33、1.本技術(shù)提供一種高精密度納米焊錫膏及其制備方法,其由液態(tài)焊料、助焊劑、助劑、溶劑組成,其中液態(tài)焊料由納米銅銻合金、納米錫、銀、丙烯酸樹脂、異佛爾酮稀釋劑組成,通過將納米銅銻合金、納米錫作為液態(tài)焊料的主要成分,使得焊錫膏焊接完成后焊點尺寸規(guī)格進一步縮小,滿足現(xiàn)有電子設(shè)備高精密度度焊接的需求,具有焊料粒徑小,但抗氧化程度高,保質(zhì)期較長,便于推廣實施的優(yōu)點。
34、2.本技術(shù)提供一種高精密度納米焊錫膏的其制備方法,通過將焊料、助焊劑、助劑以及溶劑在真空環(huán)境下進行攪拌,制備得環(huán)保型低殘留易清洗焊錫膏,具有應(yīng)用領(lǐng)域廣,對環(huán)境污染小,操作簡便,再現(xiàn)性強,實施成本低的優(yōu)點。