一种用于手机、电脑主板的无铅高温焊锡膏及其制备方法与流程

文档序号:13433943
本发明属于电子工业软钎焊用焊锡膏的
技术领域
,涉及一种用于手机、电脑主板的无铅高温焊锡膏及其制备方法。
背景技术
:焊锡膏是电子工业中最常用到的电子辅料之一,在电子工业中起非常重要的作用。焊锡膏是一种膏状物质,由合金焊料粉和助焊膏两部分混合搅拌而成。其中,合金焊料粉是球状粉末,在工业应用中根据合金熔点区分为高温、中温、低温合金。高温合金最常用的是锡银铜合金(SnAg3.0Cu0.5、SnAg1.0Cu0.5、SnAg0.3Cu0.7),中温合金最常用是锡铅合金(Sn63Pb37),低温合金最常用是锡铋合金(Sn42Bi58)。合金焊料粉的关键参数是球形度、粒径分布、表面氧化程度。助焊膏是一种膏状混合物,由多种化学物质反应组合而成。生产助焊膏的主要物料为松香、溶剂、活性剂、触变剂、缓蚀剂。在生产中,将各类物质按一定的配比和加入顺序加热、搅拌、抽真空、冷却、研磨,最后生成的就是助焊膏。助焊膏主要承担三个作用,第一,是与合金焊料粉的混合搅拌,起载体作用,保证焊料粉在运输、使用过程中不会发生沉降。第二,是在运输、使用前保护合金焊料粉不会氧化的同时,也不会侵蚀焊料粉表面的氧化物。第三,是在锡膏使用过程中,起到去除焊料粉表面氧化物的作用。焊锡膏在电子工业的SMT工艺中主要起到两个作用,一是物理连接作用,即通过合金焊料粉的熔化实现元器件和线路板间的物理连接;一是电气连接作用,即通过合金焊料粉的熔化实现元器件和线路板之间的电气流通。随着电子工业的发展,手机、电脑主板的线路板和电子元器件越来越小,元器件的集成程度逐渐变高。这就造成元器件在线路板上的间距变得更小,多引脚元器件自身引脚间的距离也在变小。轻微的连焊就会造成电气短路,轻微的空洞则会造成电气断路。这些现象的出现对SMT工艺的要求变得更高,其中最重要的就是对焊锡膏的要求更严苛了。现在国内市场上存在的焊锡膏在面对常规产品如电话机、对讲机、路由器、冰箱、洗衣机等家电用品的时候可以满足要求,而面对一些手机、电脑主板的时候往往不如日系焊锡膏。而日系焊锡膏价格昂贵,同时购买周期很长,难以保证生产需求。国产锡膏运输周期短,价格低,但是在实际使用过程中容易发生短路和断路的缺陷,给实际生产带来了很多麻烦,给产线的返修岗位带来很大负担。焊锡膏的触变性是焊锡膏的重要参数,直接体现在焊锡膏的抗坍塌性能上。在SMT制程中,在线路板上印刷焊锡膏后离回流加热制程还有一段时间和距离。焊锡膏的抗坍塌性要保证焊锡膏在这个过程中不会坍塌,否则在还没开始焊接就先产生桥连,焊接后必然会出现短路。焊锡膏的活性成分是焊锡膏的关键参数,以往的一些焊锡膏活性温度太低,即在常温下就会释放活性,就有可能提前破坏合金焊料粉表面的氧化物,造成焊料粉结块。活性温度太高也不行,会造成在SMT回流过程中迟迟没有体现活性,影响焊接效果。为了应对元器件日益精密的趋势,减少手机、电脑主板等精密器件在SMT焊接中产生的缺陷,本发明人对此做进一步研究,研发出一种用于手机、电脑主板的无铅高温焊锡膏及其制备方法,本案由此产生。技术实现要素:本发明所要解决的技术问题在于提供一种用于手机、电脑主板的无铅高温焊锡膏及其制备方法,通过对原材料的选择,生产工艺的调节,精确控制焊锡膏的粘度、触变性、活性释放时间,在SMT回流过程中与回流曲线配合,最大程度减少精密焊接中容易产生的缺陷。为解决上述技术问题,本发明的技术解决方案是:一种用于手机、电脑主板的无铅高温焊锡膏,由以下组分按重量百分比组成,树脂46%,溶剂18%,触变剂7%,活性剂28%,缓蚀剂0.5%,抗氧化剂0.5%。优选的,树脂具体为AR120松香、PoralAX-E树脂、聚异丁烯300R。优选的,溶剂具体为四乙二醇二甲醚。优选的,触变剂具体为亚乙基双硬脂酸酰胺,缓蚀剂选自苯骈三氮唑。优选的,活性剂为顺丁烯二酸、癸二酸、二聚酸BX-H01、马来酸二丁酯、2-苯基咪唑和丁二酸二丁酯。优选的,抗氧化剂具体为2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚。一种用于手机、电脑主板的无铅高温焊锡膏的制备方法,包括以下步骤:(1)按比例分别称取树脂,溶剂,在加热设备上搅拌、加热至树脂完全溶解,得混合物A;(2)在150℃将事先称好的触变剂加入A,继续搅拌直至物料完全溶解,迅速过滤至冷却桶,在冷水中不停手工搅拌冷却到100-110℃,在11±3℃中静置冷却3-4小时得混合物B;(3)取出混合物B放置在室温中,8小时后加入活性剂、缓蚀剂、抗氧化剂研磨和乳化得混合物C;(4)将混合物C研磨成膏状物质,即得该助焊膏。优选的,将助焊膏和合金焊料粉混合搅拌形成,按重量百分比,其组成为:合金焊料粉85-94%,助焊膏6-15%,合金焊料粉的成分为SnAg3.0Cu0.5、SnAg1.0Cu0.5、SnAg0.3Cu0.7。优选的,在步骤(4)中,膏状物质的细度小于10微米。一种用于手机、电脑主板的无铅高温焊锡膏的制备方法,包括以下步骤:(1)按比例分别称取AR120松香、PoralAX-E树脂、聚异丁烯300R、四乙二醇二甲醚,在加热设备上搅拌、加热至树脂完全溶解,得混合物A;(2)在150℃将事先称好的亚乙基双硬脂酸酰胺加入A,继续搅拌直至物料完全溶解,迅速过滤至冷却桶,在冷水中不停手工搅拌冷却到100-110℃,在11±3℃中静置冷却3-4小时得混合物B;(3)取出混合物B放置在室温中,8小时后加入顺丁烯二酸、癸二酸、二聚酸BX-H01、马来酸二丁酯、2-苯基咪唑、丁二酸二丁酯、苯骈三氮唑、2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚研磨和乳化得混合物C。(3)将混合物C研磨成膏状物质,即得该助焊膏。采用上述方案后,由于本发明选用的触变剂为亚乙基双硬脂酸酰胺,这种触变剂可以为焊锡膏提供良好的触变性,在焊锡膏的生产过程中,触变剂在溶剂中加热溶解,冷却后会形成三维互联的网状结构,与传统的触变剂如氢化蓖麻油等相比,抗坍塌性能更好,同时可以在合金焊料粉表面形成保护膜,保护合金焊料粉表面的氧化物在使用之前不会被活性剂破坏,造成结块。本发明选用的活性剂窗口很大,通过加入顺丁烯二酸、癸二酸、二聚酸BX-H01、马来酸二丁酯、2-苯基咪唑、丁二酸二丁酯,能更好的配合回流曲线,这个配合回流曲线设计活性剂的思路是以前所没有的。即在焊锡膏使用之前的常温下,活性剂不释放活性。在进入SMT的回流焊后,顺丁烯二酸、癸二酸、2-苯基咪唑的活性温度在130℃-150℃,用于配合回流曲线的预热阶段,去除合金焊料粉表面部分氧化物,使焊料粉初步结合在一起,保持焊锡膏的形状不变;马来酸二丁酯和丁二酸二丁酯的活性温度在150℃-190℃,用于配合回流曲线的恒温阶段,去除线路板焊盘的表面氧化物,为与熔融的合金焊料粉结合做好准备;二聚酸的活性温度在190℃-230℃,用于配合回流曲线的峰值回流阶段,去除合金焊料粉表面的氧化物,促进合金焊料粉的熔化融合。同时活性剂多余的部分挥发干净,避免在冷却后残留在线路板表面,腐蚀线路板。具体实施方式本发明公开了一种用于手机、电脑主板的无铅高温焊锡膏,由以下组分按重量百分比组成,树脂46%,溶剂18%,触变剂7%,活性剂28%,缓蚀剂0.5%,抗氧化剂0.5%。在此配比下,本发明产品的效果最佳。优选的,树脂具体为AR120松香、PoralAX-E树脂、聚异丁烯300R。可以从市面上直接购买而得。优选的,溶剂具体为四乙二醇二甲醚。该溶剂作为载体可以很好的溶解树脂和活性剂,为最终生产的助焊膏提供合适的粘度。同时该溶剂沸点较高,可以保证焊锡膏在过回流焊的时候,不会由于溶剂的过早挥发而变硬,可以使活性剂在整过回流过程中都能发挥作用。优选的,活性剂为顺丁烯二酸、癸二酸、二聚酸BX-H01、马来酸二丁酯、2-苯基咪唑、丁二酸二丁酯。顺丁烯二酸、癸二酸、2-苯基咪唑的活性温度在130℃-150℃,用于配合回流曲线的预热阶段,去除合金焊料粉表面部分氧化物,使焊料粉初步结合在一起,保持焊锡膏的形状不变;马来酸二丁酯和丁二酸二丁酯的活性温度在150℃-190℃,用于配合回流曲线的恒温阶段,去除线路板焊盘的表面氧化物,为与熔融的合金焊料粉结合做好准备;二聚酸的活性温度在190℃-230℃,用于配合回流曲线的峰值回流阶段,去除合金焊料粉表面的氧化物,促进合金焊料粉的熔化融合。优选的,缓蚀剂选自苯骈三氮唑。对铜及其合金,银及其合金的防腐蚀效果特别明显,该焊锡膏用的合金成分为锡银铜的合金,因此用苯骈三氮唑作为缓蚀剂效果明显。优选的,抗氧化剂具体为2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚。该抗氧化剂沸点较高,可以在整个回流焊过程中都发挥作用,在使用过程中可以防止合金焊料粉和线路板焊盘的二次氧化,为活性剂的使用打下良好的基础。现通过具体实施例的检验结果来说明本发明达到的显著作用,详见表1。实施本发明的方式不限于实施例,而仅仅是举例说明。表1:实施例的组分实施例百分比(%)AR120松香28ProalAX-E树脂12聚异丁烯30R6四乙二醇二甲醚18亚乙基双硬酯酸酰胺7顺丁烯二酸4癸二酸2二聚酸BX-H0172-苯基咪唑5马来酸二丁酯5丁二酸二丁酯52,6-二叔丁基-4-甲基苯酚0.5苯骈三氮唑0.5将上述组分按照以下步骤进行制备:(1)按比例分别称取AR120松香、PoralAX-E树脂、聚异丁烯300R、四乙二醇二甲醚,在加热设备上搅拌、加热至树脂完全溶解,得混合物A;(2)在150℃将事先称好的亚乙基双硬脂酸酰胺加入A,继续搅拌直至物料完全溶解,迅速过滤至冷却桶,在冷水中不停手工搅拌冷却到100-110℃,在11±3℃中静置冷却3-4小时得混合物B;(3)取出混合物B放置在室温中,8小时后加入顺丁烯二酸、癸二酸、二聚酸BX-H01、马来酸二丁酯、2-苯基咪唑、丁二酸二丁酯、苯骈三氮唑、2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚研磨和乳化得混合物C;(4)将混合物C研磨成膏状物质,即得该助焊膏。将本实施例所得助焊膏与合金焊料粉在抽真空条件下充分搅拌混合在焊锡膏。合金焊料粉选用SnAg3.0Cu0.5(粒径20-38微米),按助焊膏与合金焊料粉质量比为10:90进行配制,得到焊锡膏。将上述该种焊锡膏在手机主板上进行试验:通过印刷、贴片、回流工艺后,检查手机主板上的元器件焊接质量。其测试结果如表2所示,贴片良率达到了100%,效果显著。表2:实施例的实验结果参数百分比率(%)贴片良率100贴片后桥连率0回流后桥连率0焊点空焊率0焊点空洞率0.5以上所述,仅是本发明的较佳实施例而已,并非对本发明的技术范围作任何限制,故但凡依本发明的权利要求和说明书所做的变化或修饰,皆应属于本发明专利涵盖的范围之内。当前第1页1 2 3 
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