信號處理基板用錫膏及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及錫膏，具體地，設(shè)及一種信號處理基板用錫膏及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 由于歐盟Rohs及REACH等相關(guān)環(huán)境保護(hù)規(guī)范的出臺，傳統(tǒng)的錫鉛合金中的鉛在環(huán) 境禁令之類，逐漸被W含有銀、祕的無鉛合金所取代，然而銀屬于稀有非再生資源，隨著市 場對電子產(chǎn)品的需要不斷擴(kuò)大，W及電子產(chǎn)品更新?lián)Q代的周期愈來愈短，銀不斷被消耗，銀 價不斷攀升，造成成本過高。
[0003] 現(xiàn)有的無鉛焊料基本上都是基于Sn的合金，其包含大比例的Sn和一種或者多種 合金元素，如：Ag、化、Bi、In、訊或化。其中，含Ag的基于Sn的焊料（基于Sn-Ag的焊 料），如Sn-Ag合金和Sn-Ag-化合金由于作為無鉛焊料具有相對良好的潤濕性，從而易于操 作。然而，基于Sn-Ag的無鉛焊料具有約220°C的烙點，其比共晶的Sn-Pb合金的烙點高約 30-40°C，因此工作溫度（在焊接時的加熱溫度）也變得相對較高；變得不適合用于焊接某 些熱敏感的電子部件。
[0004] 含化的基于Sn的焊料（基于Sn-化的焊料），從安全性或者經(jīng)濟(jì)性來說，都具有 較大的優(yōu)勢，因為Zn不僅是對于人體無害和不可或缺的元素，而且大量存在于地下，成本 比Ag、化、Bi、In等低。Sn-化無鉛焊料的典型合金組合物是Sn-9化，該焊料具有199°C的 烙點，其比Sn-Ag無鉛焊料的烙點低約20°C，因此它也具有可用于焊接熱敏感的電子部件 的優(yōu)點，基于Sn-Ag的無鉛焊料不能涂布到所述熱敏感的電子部件上。錫鋒的溫域決定其 推廣不會要求對現(xiàn)有的SMT生產(chǎn)工藝進(jìn)行很大的改進(jìn)和革新；并且在回焊過程中對電子元 器件的熱沖擊與傳統(tǒng)錫鉛錫膏相當(dāng)，優(yōu)于含銀無鉛錫膏。 陽0化]作為一個對策，可使用基于Sn-Ag焊料的焊錫膏中使用一種方法，其中通過減少 加入到基于松香的助焊膏中的活化劑如氨面化胺和有機(jī)酸的量來控制粘度變化，從而抑制 助焊膏與焊料粉末的反應(yīng)。然而，由于該方法削弱了助焊膏的活性，它可能導(dǎo)致焊料球的形 成并不利的影響焊料的潤濕性。因此，需要控制基于Sn的無鉛焊錫膏的粘度變化而不減少 助焊膏中活化劑的量。
[0006] 除此，包含基于Sn-化無鉛焊料粉末的焊錫膏（基于Sn-化的焊錫膏）還存在一個 問題：化是一種金屬，由于它高的電離趨勢導(dǎo)致它易于氧化；因此，在接觸空氣的焊料粉末 表面形成一層氧化層，運(yùn)使得焊料粉末的潤濕性降低。特別是，在通過使用基于松香的助焊 膏制備的基于Sn-Zn的焊錫膏中，通過與助焊膏反應(yīng)產(chǎn)生的焊料粉末的表面氧化甚至變得 更嚴(yán)重，因此常常發(fā)生焊接疵點包括由于焊料極差的潤濕性導(dǎo)致形成空隙和形成焊接球。
[0007]為了增加基于Sn-Zn的焊錫膏中焊料的潤濕性，可W設(shè)想使用含增加量的活化劑 的基于松香的助焊膏。然而，活化劑傾向于與焊料粉末反應(yīng)，并且增加活化劑的量可W使焊 錫膏的粘度迅速增加并且干擾通過印刷或分散進(jìn)行的焊錫膏的進(jìn)料。
[0008] 在基于Sn-Zn的焊錫膏中，可W使用一種方法，即在于助焊膏混合前，用合適的物 質(zhì)基于Sn-Zn的焊料粉末表面，W防止焊料粉末與助焊膏反應(yīng)和導(dǎo)致表面氧化。作為包被 物質(zhì)，可使用稀有金屬如Ag或Pd,從水解的有機(jī)娃化合物等形成的無機(jī)氧化物，或有機(jī)物 如咪挫或S挫。
[0009] 然而，運(yùn)種包被增加了焊錫膏的制造成本，而且不一定能有效提高焊料潤濕性或 可焊性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010] 本發(fā)明的目的是提供一種信號處理基板用錫膏及其制備方法，通過該制備方法制 得的錫膏具有優(yōu)異的化學(xué)穩(wěn)定性、低的焊接溫度和優(yōu)異的擴(kuò)展率。
[0011] 為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種信號處理基板用錫膏的制備方法，包括： 陽01引1)將Sn-化合金、儀、鉆、四水合氯金酸、聚乙締化咯燒酬、還原劑和水混合進(jìn)行接 觸反應(yīng)W制得活化金屬組合物；
[0013] 2)將松香、松香胺、有機(jī)酸、咪挫、二締丙醋異氯尿酸進(jìn)行加熱溶解W制得混合液 I;
[0014] 3)將混合液I、觸變劑和防腐劑混合，然后冷卻W制得混合液II;
[0015] 4)將混合液II與聚乙二醇混合W制得助焊劑；
[0016] 5)將助焊劑進(jìn)行冷藏處理；然后，在X射線存在的條件下，與活化金屬組合物在真 空條件下進(jìn)行分散混合W制得信號處理基板用錫膏。
[0017] 本發(fā)明還提供了一種信號處理基板用錫膏，該信號處理基板用錫膏通過上述的方 法制備而得。 陽018] 通過上述技術(shù)方案，本發(fā)明首先現(xiàn)在Sn-化合金、儀、鉆的表面通過接觸反應(yīng)修飾 納米金粒子W制得活化金屬組合物，接著通過松香、松香胺、有機(jī)酸、咪挫、二締丙醋異氯尿 酸、觸變劑、防腐劑W及聚乙二醇的溶解混合制得助焊劑，最后將助焊劑和活化金屬組合物 進(jìn)行分散混合并在X射線下進(jìn)行處理制得信號處理基板用錫膏。該方法利用各步驟W及各 組分的協(xié)同作用，使制得的錫膏具有合適的粘度，并且能夠抗氧化和抗腐蝕進(jìn)而具有優(yōu)異 的存放壽命；同時該錫膏的焊接溫度較低W便于進(jìn)行焊接，同時具有優(yōu)異的擴(kuò)展率W使得 其具有優(yōu)異的焊接特性；另外，該錫膏中不含有鉛和面素，使其具有優(yōu)異的環(huán)保特性。
[0019] 本發(fā)明的其他特征和優(yōu)點將在隨后的【具體實施方式】部分予W詳細(xì)說明。
【具體實施方式】
[0020] W下對本發(fā)明的【具體實施方式】進(jìn)行詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解的是，此處所描述的具體 實施方式僅用于說明和解釋本發(fā)明，并不用于限制本發(fā)明。
[0021] 本發(fā)明提供了一種信號處理基板用錫膏的制備方法，包括： 陽02引 1)將Sn-化合金、儀、鉆、四水合氯金酸、聚乙締化咯燒酬、還原劑和水混合進(jìn)行接 觸反應(yīng)W制得活化金屬組合物；
[002引。將松香、松香胺、有機(jī)酸、咪挫、二締丙醋異氯尿酸進(jìn)行加熱溶解W制得混合液I;
[0024] 3)將混合液I、觸變劑和防腐劑混合，然后冷卻W制得混合液II;
[00巧]4)將混合液II與聚乙二醇混合W制得助焊劑；
[00%] 5)將助焊劑進(jìn)行冷藏處理；然后，在X射線存在的條件下，與活化金屬組合物在真 空條件下進(jìn)行分散混合W制得信號處理基板用錫膏。
[0027] 在該方法的步驟1)中，各物料的用量可W在寬的范圍內(nèi)選擇，在節(jié)約成本的前提 下，為了使得Sn-化合金、儀、鉆的表面能夠盡可能修飾金納米粒子，優(yōu)選地，在步驟1)中， 相對于100重量份的Sn-化合金，儀的用量為1-1. 5重量份，鉆的用量為0. 5-0. 8重量份， 四水合氯金酸的用量為10-15重量份，聚乙締化咯燒酬的用量為8-15重量份，還原劑的用 量為10-15重量份，水的用量為150-200重量份。
[0028] 在本發(fā)明中，Sn-化合金可W是本領(lǐng)域中任何一種常規(guī)的Sn-化合金，但是為了使 得制得的錫膏具有更優(yōu)異的化學(xué)穩(wěn)定性、焊接溫度和擴(kuò)展率，優(yōu)選地，在步驟1)中，Sn-Zn 合金含有85-90重量％的錫，并且含有10-15重量％的鋒。
[0029] 在本發(fā)明中，還原劑可W是本領(lǐng)域中任何一種常規(guī)的還原劑，但是從成本上考慮， 優(yōu)選地，還原劑為巧樣酸鋼和/或棚氨化鋼。
[0030] 在該方法的步驟1)中，接觸反應(yīng)可W在寬的范圍內(nèi)選擇，但是為了提高接觸反 應(yīng)的效率和產(chǎn)率，優(yōu)選地，接觸反應(yīng)至少滿足W下條件：反應(yīng)溫度為75-85°C，反應(yīng)時間為 2-6h〇
[0031] 在本發(fā)明中，在步驟2)中，各物料的具體用量可W在寬的范圍內(nèi)選擇，但是為了 使得制得的錫膏具有更優(yōu)異的化學(xué)穩(wěn)定性、焊接溫度和擴(kuò)展率，優(yōu)選地，相對于100重量份 的松香，松香胺的用量為30-40重量份，有機(jī)酸的用量為15-25重量份，咪挫的用量為9-17 重量份，二締丙醋異氯尿酸的用量為4-8重量份。
[0032] 在本發(fā)明中，在步驟2)中，有機(jī)酸的具體種類可W在寬的范圍內(nèi)選擇，但是為了 使得制得的錫膏具有更優(yōu)異的化學(xué)穩(wěn)定性、焊接溫度和擴(kuò)展率，優(yōu)選地，有機(jī)酸選自蘋果 酸、水楊酸、月桂酸、硬脂酸和衣康酸中的一種或多種。
[0033] 在本發(fā)明中，在步驟2)中，加熱溶解的條件可W在寬的范圍內(nèi)選擇，但是為了提 高溶解的效率，優(yōu)選地，加熱溶解至少滿足W下條件：加熱溫度為145-165°C，加熱時間為 50-80min〇
[0034] 在本發(fā)明中，在步驟3)中，各物料的用量可W在寬的范圍內(nèi)選擇，但是為了使得 制得的錫膏具有更優(yōu)異的化學(xué)穩(wěn)定性、焊接溫度和擴(kuò)展率，優(yōu)選地，相對于100重量份的混 合液I，觸變劑的用量為18-20重量份，防腐劑的用量為17-25重量份。
[0035] 在本發(fā)明中，在步驟3)中，觸變劑和防腐劑的種類可W在寬的范圍內(nèi)選擇，但是 為了使得制得的錫膏具有更優(yōu)異的化學(xué)穩(wěn)定性、焊接溫度和擴(kuò)展率，優(yōu)選地，觸變劑選自氣 相二氧化娃、沉淀二氧化娃、有機(jī)膨潤±、氨化藍(lán)麻油和聚酷胺蠟中的一種或多種，防腐劑 選自棚酸、亞硝酸鹽、對苯二酪和徑基苯并=挫中的一種或多種。
[0036] 在本發(fā)明中，在步驟3)中，混合液II的溫度可W在寬的范圍內(nèi)選擇，但是為了混 合液II與聚乙二醇快速、充分地混合，優(yōu)選地，混合液II的溫度為15-35°C。
[0037] 在本發(fā)明中，在步驟4)中，各物料的用量可W在寬的范圍內(nèi)選擇，但是為了使得 制得的錫膏具有更優(yōu)異的化學(xué)穩(wěn)定性、焊接溫度和擴(kuò)展率，優(yōu)選地，混合液II與聚乙二醇 的重量比為100 :7-14。
[003引在本發(fā)明中，在步驟5)中，各物料的用量可W在寬的范圍內(nèi)選擇，但是為了使得 制得的錫膏具有更優(yōu)異的化學(xué)穩(wěn)定性、焊接溫度和擴(kuò)展率，優(yōu)選地，相對于100重量份的活 化金屬組合物，助焊劑的用量為15-30重量。
[0039] 在本發(fā)明中，在步驟5)中，冷藏處理的具體條件可W在寬的范圍內(nèi)選擇，但是為 了使得制得的錫膏具有更優(yōu)異的化學(xué)穩(wěn)定性、焊接溫度和擴(kuò)展率，優(yōu)選地，冷藏處理至少