一种甲酸无铅锡膏及其应用的制作方法

本申请涉及电子封装软钎焊，尤其涉及一种甲酸无铅锡膏及其应用。

背景技术：

1、随着半导体封装行业的发展，半导体封装方式更加精密化。igbt和mosfet功率模块，对可靠性要求高，焊料使用预成型焊片居多，但焊片成本较高，需切片摆放，工艺步骤多，且焊接时间长。传统松香型锡膏，焊后残留多，需要使用清洗设备及大量的有机清洗剂清洗，后处理成本极高，且废弃有机清洗剂影响环境。水洗锡膏，焊后残留可用水基清洗剂清洗，降低了后处理成本，有较高的可靠性，但锡膏自身材料不环保。

技术实现思路

1、为了解决现有的技术问题，本申请实施例提供了一种甲酸无铅锡膏及其应用。所述技术方案如下：

2、第一方面，提供了一种甲酸无铅锡膏，以质量百分比计，包括：

3、助焊剂 7-20wt%；

4、无铅合金粉末 80-93wt%；

5、所述无铅合金粉末为sn96.5ag3cu0.5、sn99ag0.3cu0.7、sn89.5sb10ni0.5、sn90sb10、sn95sb5中的任一种。

6、可选的，所述助焊剂以质量百分数计，包括：

7、树脂 0-8wt%；

8、触变剂 2-12wt%；

9、表面活性剂 1-6wt%；

10、活性剂 0-10wt%；

11、缓蚀剂 0-8wt%；

12、抗氧化剂 1-10wt%；

13、溶剂 余量。

14、第二方面，提供一种上述第一方面所述的甲酸无铅锡膏的制备方法，包括以下步骤：

15、按质量百分比分别称取助焊剂和无铅合金粉末，置于分散机中，先以15-25rpm的搅拌速度，搅拌5-20min，然后将分散机抽真空，在真空环境下保持搅拌速度，继续搅拌5-20min。

16、第三方面，提供一种甲酸无铅锡膏助焊剂，以质量百分数计，包括：

17、树脂 0-8wt%；

18、触变剂 2-12wt%；

19、表面活性剂 1-6wt%；

20、活性剂 0-10wt%；

21、缓蚀剂 0-8wt%；

22、抗氧化剂 1-10wt%；

23、溶剂 余量。

24、可选的，所述树脂包括：氢化松香和改性松香中的一种或几种组合；

25、所述触变剂包括：蓖麻油类、聚酰胺蜡类、聚酰胺改性蓖麻油、n,n-1,6-己亚基双（十二羟基）硬脂酰胺中的一种或几种组合；

26、所述表面活性剂包括： lutensol at 25、2-己基癸酸季戊四醇酯、丁二酸二辛酯磺酸钠、三丙胺、二乙醇胺和三乙醇胺中的一种或几种组合；

27、所述活性剂包括：丁二酸、戊二酸、己二酸、辛二酸、苯甲酸、衣康酸和苹果酸中的一种或几种组合；

28、所述缓蚀剂包括：2-甲基咪唑、2-乙基咪唑、2-苯基咪唑、苯并三氮唑和2-甲基苯并咪唑中的一种或几种组合；

29、所述抗氧化剂包括：对苯二酚、2-甲基对苯二酚、2,5-二叔丁基对苯二酚、三苯基膦和受阻酚类中的一种或几种组合；

30、所述溶剂包括：三甘醇、三丙二醇、丁二醇、2-乙基-1,3-己二醇、2-己基-1-癸醇、二乙二醇己醚、二乙二醇丁醚、二乙二醇乙醚、三丙二醇丁醚、酚类溶剂中的一种或几种组合。

31、第四方面，提供一种上述第三方面所述的甲酸无铅锡膏助焊剂的制备方法，包括以下步骤：

32、按质量百分比分别称取树脂、触变剂、表面活性剂、活性剂、缓蚀剂、抗氧化剂和溶剂，置于反应釜中，加热至40-60℃，开始搅拌，搅拌速率5000-6000 rpm，边搅拌边继续升温至90-95℃，停止加热，继续搅拌，得到混合物；

33、将所述混合物冷却至75-80℃，停止搅拌，自然冷却至室温，得到所述甲酸无铅锡膏助焊剂。

34、可选的，所述方法还包括：

35、研磨所述甲酸无铅锡膏助焊剂，再置于0-4℃冰柜里冷藏12h。

36、第五方面，提供一种上述第一方面所述的甲酸无铅锡膏的焊接方法，于180-220℃抽真空，然后通入甲酸气体。

37、可选的，所述甲酸气体通入时间≥100s。

38、第六方面，提供一种上述第一方面所述的甲酸无铅锡膏在焊接中的应用。

39、本申请实施例提供的技术方案带来的有益效果是：

40、本申请实施例中，甲酸无铅锡膏以质量百分比计，包括：助焊剂 7-20wt%；无铅合金粉末 80-93wt%；所述无铅合金粉末为sn96.5ag3cu0.5、sn99ag0.3cu0.7、sn89.5sb10ni0.5、sn90sb10、sn95sb5中的任一种。本申请的甲酸无铅锡膏采用无铅合金粉末，安全环保；能够用于自动化印刷及点胶，通过甲酸还原气氛回流，满足igbt及车规级功率器件的超低空洞率焊接及零残留要求，可以完全替代现有清洗型锡膏及焊片工艺，完全实现免清洗高可靠，在工艺环节、材料上大幅度降低成本。

技术特征：

1.一种甲酸无铅锡膏，其特征在于，以质量百分比计，包括：

2.根据权利要求1所述的甲酸无铅锡膏，其特征在于，所述助焊剂以质量百分数计，包括：

3.根据权利要求1或2任一项所述的甲酸无铅锡膏的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

4.一种甲酸无铅锡膏助焊剂，其特征在于，以质量百分数计，包括：

5.根据权利要求4所述的甲酸无铅锡膏助焊剂，其特征在于，所述树脂包括：氢化松香和改性松香中的一种或几种组合；

6.根据权利要求4或5任一项所述的甲酸无铅锡膏助焊剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述方法还包括：

8.根据权利要求1或2任一项所述的甲酸无铅锡膏的焊接方法，其特征在于，于180-220℃抽真空，然后通入甲酸气体。

9.根据权利要求8所述的焊接方法，其特征在于，所述甲酸气体通入时间≥100s。

10.根据权利要求1或2任一项所述的甲酸无铅锡膏在焊接中的应用。

技术总结
本申请实施例公开了一种甲酸无铅锡膏及其应用，所述甲酸无铅锡膏，以质量百分比计，助焊剂7‑20wt%；无铅合金粉末80‑93wt%；所述无铅合金粉末为Sn96.5Ag3Cu0.5、Sn99Ag0.3Cu0.7、Sn89.5Sb10Ni0.5、Sn90Sb10、Sn95Sb5中的任一种。本申请的甲酸无铅锡膏采用无铅合金粉末，安全环保；能够用于自动化印刷及点胶，通过甲酸还原气氛回流，满足IGBT及车规级功率器件的超低空洞率焊接及零残留要求，可以完全替代现有清洗型锡膏及焊片工艺，完全实现免清洗高可靠，在工艺环节、材料上大幅度降低成本。

技术研发人员：钱雪行,韩飞,杨艳,李胜峰
受保护的技术使用者：深圳市晨日科技股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/6/13