一种低空洞无卤锡膏及其制备方法与流程

本发明属于锡膏领域，尤其涉及一种低空洞无卤锡膏及其制备方法。

背景技术：

1、锡膏是由锡粉或其合金、助焊剂等通过充分混合形成的一种稳定的膏状物。通常情况下，锡膏在常温下具有一定或特定的粘结性，可以将电子元器件初步粘结固定在特定的位置上，在焊接温度下，随着锡粉合金及某些助剂的融化、部分溶剂及添加助剂的挥发或升华，锡膏将电子元器件永久有效的粘合在电路板或其它器件上。

2、现有的锡粉如锡单质或锡合金，在形成焊料后容易发生团聚，造成热量传递不均匀，导致焊接处性能较差。为了解决锡粉易发生团聚带来的问题，现有技术通常在锡膏中加入具有分散作用的表面活性剂来分散锡粉，但现有采用的表面活性剂在焊接过程中不稳定，容易产生气体，使得焊点出现大量孔洞。

3、此外，传统上通常采用sac系列合金(锡银铜系列合金)作为焊接锡膏，焊接温度通常需要高于240℃，导致焊接过程中集成度高的微型电子器件易产生器件变形等问题，因此目前多采用以锡铋系列合金为低温焊料的锡膏。

4、但以锡铋系列合金为低温焊料的锡膏中含有大量的铋金属，导致焊点的韧性较低。现有技术通常采用碳纳米管为增强相，增强锡膏的韧性。但由于碳纳米管的纳米尺寸效应和表面惰性，导致碳纳米管在锡膏中不易分散，在溶剂中的溶解度低，与其他组分特别是锡铋系列合金的相容性差，导致难以发挥碳纳米管在焊锡膏中的增韧补强作用。目前，为提高碳纳米管与锡铋系列合金的相容性，大多对碳纳米管进行表面金属化处理，但该法存在工艺复杂、成本较高、产品质量不稳定等问题。

技术实现思路

1、针对现有技术的不足，本发明提供一种低空洞无卤锡膏，在助焊剂加入两性离子表面活性剂，两性离子表面活性剂对锡粉起到良好的分散作用，且稳定性高，在焊接过程中不易产生气体，使得焊点较少出现孔洞，此外，两性离子表面活性剂的阴离子与锡铋合金存在配位作用，由于碳纳米管的zeta电位是负的，两性离子表面活性剂的阳离子对碳纳米管进行吸附，促进碳纳米管与锡铋合金的相容性，大大改善了碳纳米管在焊锡膏中的分散性，防止碳纳米管发生团聚结块，增强了锡膏的储存稳定性，且本发明的锡膏无铅无卤。

2、本发明的目的在于提供一种低空洞无卤锡膏，包括如下质量百分比的原料：焊料85～90％、助焊剂10～15％；所述助焊剂按质量百分比计，包括两性离子表面活性剂8～12％；所述两性离子表面活性剂的结构如式(ⅰ)所示：

3、

4、其中，r为

5、即所述两性离子表面活性剂的结构为：

6、

7、优选地，所述焊料包括锡铋合金和碳纳米管。

8、优选地，以质量百分比计，所述碳纳米管占所述焊料的0.4～0.6％。

9、更优选地，以质量百分比计，所述碳纳米管占所述焊料的0.5％。

10、优选地，所述助焊剂还包括松香32～43％、触变剂5～9％、抗氧剂1～5％、活性剂4～12％、余量的溶剂。

11、优选地，所述触变剂包括乙二撑双硬脂酸酰胺、聚酰胺改性的氢化蓖麻油、纳米级硅藻土的组合物。

12、优选地，所述二撑双硬脂酸酰胺、聚酰胺改性的氢化蓖麻油、纳米级硅藻土的质量比为1：0.5～1.5：2～4。

13、更优选地，所述二撑双硬脂酸酰胺、聚酰胺改性的氢化蓖麻油、纳米级硅藻土的质量比为1：1：3。

14、优选地，所述抗氧剂包括2-巯基苯并咪唑、2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚、1-乙烯基咪唑、2-甲基咪唑、苯并三氮唑、甲基苯并三氮唑、苯基咪唑中的至少一种。

15、优选地，所述活性剂包括富马酸二异辛酯、水杨酰胺、吡啶甲酸的组合。

16、优选地，所述富马酸二异辛酯、水杨酰胺、吡啶甲酸的质量比为1：2～3：0.8～1.5。

17、更优选地，所述富马酸二异辛酯、水杨酰胺、吡啶甲酸的质量比为1：1.5：1。

18、优选地，所述溶剂包括乙基辛二醇、乙基己二醇、甲基戊二醇、四乙二醇二甲醚、二乙二醇二甲单己醚中的至少一种。

19、本发明再一目的在于提供所述低空洞无卤锡膏的制备方法，包括如下步骤：

20、s1.将松香、抗氧剂和溶剂混合，得混合物a；

21、s2.在所述混合物a中加入活性剂，加热搅拌，加入触变剂，得混合物b；

22、s3.将焊料和两性离子表面活性剂混合，搅拌，得混合物c；

23、s4.将混合物b和混合物c混合，搅拌，得低空洞无卤锡膏。

24、优选地，s2中，所述加热搅拌的温度为80～90℃，时间为30～50min。

25、更优选地，s2中，所述加热搅拌的温度为85℃，时间为40min。

26、与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

27、(1)本发明的触变剂能够有效的调控锡膏的粘稠度及印刷使用性能，在印刷中可以有效的避免拖尾、黏连等现象的出现。

28、(2)本发明的活性剂可以有效的去除锡粉表面与被焊接材料表面氧化物，形成良好的焊接作用，同时，在230℃以下进行焊接时，所添加的活性剂不发生分解或挥发，不会导致焊点内部出现空洞。

技术特征：

1.一种低空洞无卤锡膏，其特征在于，包括如下质量百分比的原料：焊料85～90％、助焊剂10～15％；所述助焊剂按质量百分比计，包括两性离子表面活性剂8～12％；所述两性离子表面活性剂的结构如式(ⅰ)所示：

2.根据权利要求1所述的低空洞无卤锡膏，其特征在于，所述焊料包括锡铋合金和碳纳米管。

3.根据权利要求2所述的低空洞无卤锡膏，其特征在于，以质量百分比计，所述碳纳米管占所述焊料的0.4～0.6％。

4.根据权利要求1所述的低空洞无卤锡膏，其特征在于，所述助焊剂还包括松香32～43％、触变剂5～9％、抗氧剂1～5％、活性剂4～12％、余量的溶剂。

5.根据权利要求4所述的低空洞无卤锡膏，其特征在于，所述触变剂包括乙二撑双硬脂酸酰胺、聚酰胺改性的氢化蓖麻油、纳米级硅藻土的组合物。

6.根据权利要求5所述的低空洞无卤锡膏，其特征在于，所述二撑双硬脂酸酰胺、聚酰胺改性的氢化蓖麻油、纳米级硅藻土的质量比为1：0.5～1.5：2～4。

7.根据权利要求4所述的低空洞无卤锡膏，其特征在于，所述抗氧剂包括2-巯基苯并咪唑、2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚、1-乙烯基咪唑、2-甲基咪唑、苯并三氮唑、甲基苯并三氮唑、苯基咪唑中的至少一种。

8.根据权利要求4所述的低空洞无卤锡膏，其特征在于，所述活性剂包括富马酸二异辛酯、水杨酰胺、吡啶甲酸的组合。

9.根据权利要求8所述的低空洞无卤锡膏，其特征在于，所述富马酸二异辛酯、水杨酰胺、吡啶甲酸的质量比为1：2～3：0.8～1.5。

10.权利要求1～9任一项所述低空洞无卤锡膏的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

技术总结
本发明公开了一种低空洞无卤锡膏及其制备方法，包括如下质量百分比的原料：焊料85～90％、助焊剂10～15％；所述助焊剂按质量百分比计，包括两性离子表面活性剂8～12％；在助焊剂加入两性离子表面活性剂，两性离子表面活性剂对锡粉起到良好的分散作用，且稳定性高，在焊接过程中不易产生气体，使得焊点较少出现孔洞，此外，两性离子表面活性剂的阴离子与锡铋合金存在配位作用，由于碳纳米管的Zeta电位是负的，两性离子表面活性剂的阳离子对碳纳米管进行吸附，大大改善了碳纳米管在焊锡膏中的分散性和相容性，防止碳纳米管发生团聚结块，增强了锡膏的储存稳定性，且本发明的锡膏无铅无卤。

技术研发人员：黄永逸,张兴贤,黄永钦,江伟龙,邓璟琳
受保护的技术使用者：深圳市华远金属有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/2/19