本发明涉及焊接材料制备技术领域，具体涉及一种改性松香基焊锡膏的制备方法。
背景技术
表面组装技术（smt）是目前电子组装行业里最盛行的一种技术和工艺，焊锡膏是伴随着smt应运而生的一种新型焊接材料。焊锡膏是一个复杂的体系，是由焊锡粉、助焊剂以及其它的添加物混合而成的膏体。随着电子工业的发展，焊锡膏受到了越来越多重视和更加广泛的用途，目前，焊锡膏已部分替代了传统使用的焊锡条和焊锡丝，成为当前锡最重要的深加工产品之一。
传统的焊锡膏产品由锡铅焊料粉和焊剂组成，其中的锡铅焊料粉一般为25μm～75μm的63%sn、37%pb或62%sn、36%pb、2%ag球形粉构成。焊剂一般由树脂、活化剂、触变剂、溶剂、添加剂构成。焊锡膏由可焊性、润湿性、印刷性、粘度大小、粉末抗氧化性、塌边（坍塌）性及搅溶性（触变性）来表征性能。焊锡膏被广泛地应用于高精密电子元器件中，其中，焊锡膏一方面可以使得电子元器件与空气隔离，进而实现隔离并防止氧化；另一方面能够保证电子元器件的焊接性能强，进而实现高抗阻并防止虚焊现象出现的效果。随着电子技术不断地发展，人们对电子产品的焊接质量所提出的要求也越来越高，为清楚地知悉焊接质量，越来越多的电子产品在焊后使用探针测试检测其焊接性能。
近年来，为了减少铅及其化合物对生态环境的污染，世界各国相继研发出用于替代传统锡铅焊锡膏的无铅焊锡膏。目前，无铅焊锡膏种类繁多，在各种无铅焊锡膏中，sn/ag/cu合金是被业界最为广泛接受的一种焊锡成分，虽然它不含铅，更助于保护环境，焊后残留物少，无需清洗，但是其各方面的性能还不是很理想。如由于焊锡膏用膏状焊剂为膏状物质，粘度较大，在制备过程中很容易在体系中产生气泡，夹杂着空气气泡的膏状焊剂最终也影响焊锡膏的稳定性。由于ag含量偏高，成本偏大，不适合市场化需求，而且焊锡膏印刷后容易坍塌，不适合用于精细间距元器件的焊接。另外，还存在焊锡膏焊接不良、活性低、润湿性差、含有卤素等缺陷。
因此，亟需研制出一种能够解决上述问题的焊锡膏非常有必要。
技术实现要素：
本发明所要解决的技术问题：针对目前普通焊锡膏存在润湿性差和耐腐蚀性差，满足不了市场要求的缺陷，提供了一种改性松香基焊锡膏的制备方法。
为解决上述技术问题，本发明采用如下所述的技术方案是：
一种改性松香基焊锡膏的制备方法，其特征在于具体制备步骤为：
（1）称取35～40g脂松香倒入烧杯中，加热升温，待其软化后，向软化后的脂松香中滴加3～5ml棕榈油和2～4ml椰子油，继续混合搅拌，得到混合熔融液，将混合熔融液和锡粉混合搅拌，并将搅拌后的锡粉放入养护室中发霉，高温灭菌，干燥出料，得到改性锡粉；
（2）将香草和去离子水混合置于烧杯中，并将烧杯置于超声波振荡器中超声提取，超声提取结束后，过滤去除滤渣，收集滤液，并将滤液进行减压蒸馏，去除水分，得到自制植物提取液；
（3）将云母粉、硬脂酸镁和过硫酸钾混合搅拌反应，得到预处理云母粉，再将预处理云母粉、十二烷基硫酸钠和去离子水混合置于超声波分散仪中超声处理，待超声处理结束后出料，得到改性云母粉分散液；
（4）按重量份数计，分别称取6～8份改性云母粉分散液、4～6份自制植物提取液和30～32份改性锡粉混合置于搅拌机中，在转速为160～200r/min的条件下搅拌，再添加2～4份戊二酸、3～5份聚酰胺改性氢化蓖麻油和1～3份二甘醇单丁醚，继续保温混合搅拌，冷却出料，即得改性松香基焊锡膏。
步骤（1）所述的加热升温温度为108～112℃，继续搅拌时间为21～24min，混合熔融液和锡粉的质量比为5：1，混合搅拌时间为21～24min，发霉温度为32～35℃，发霉空气相对湿度为70～80%，发霉时间为4～5h。
步骤（2）所述的香草和去离子水的质量比为1：3，超声提取温度为65～70℃，超声提取频率为32～35khz，超声提取时间为24～32min，减压蒸馏时间为4～6min。
步骤（3）所述的云母粉、硬脂酸镁和过硫酸钾的质量比为5：1：2，搅拌反应时间为15～18min，预处理云母粉、十二烷基硫酸钠和去离子水的质量比为4：1：5，超声处理频率为32～35khz，超声处理时间为24～32min。
步骤（4）所述的搅拌温度为65～70℃，搅拌转速为160～200r/min，搅拌时间为1～2h，继续搅拌时间为12～16min。
本发明与其他方法相比，有益技术效果是：
本发明以锡粉为原料，改性云母粉分散液和自制植物提取液作为促进润湿剂，再辅以戊二酸和聚酰胺改性氢化蓖麻油等制备得到改性松香基焊锡膏，首先将脂松香加热软化后与棕榈油和椰子油混合搅拌得到混合熔融液，向锡粉中添加混合熔融液，在养护过程中，将混合熔融液通过高温高湿的条件发霉得到脂肪酸，将脂肪酸吸附在发生腐蚀的活性点处，防止腐蚀进一步发生，从而提高焊锡膏的耐腐蚀性，再从香草中提取植物液，其中植物提取液中含有极性基团，利用含有极性基团的植物提取液对锡粉和填料进行改性，使锡粉和填料的表面呈极性，从而提高锡粉和填料与松香树脂的相容性，植物提取液中含有多个共轭双键体系，具有较强的提供电子对的能力，从而增强了体系的反应活性，同时植物提取液亲水吸附层的空间位阻作用相互排斥，使得锡粉在体系中不再团聚，从而阻碍沉淀粒子进一步生长，使得溶液中的沉淀物呈分散状态，也促进了新晶核的形成，有利于焊锡膏的润湿性能得到提高，继续在引发剂、稳定剂和表面活性剂的作用下，使云母粉均匀分散在体系中，其中云母粉作为片状惰性填料，具有良好的防腐蚀性能，片状惰性填料能够在体系中层叠在一起，形成致密的网络结构，阻碍了腐蚀介质在体系中的穿透，有利于焊锡膏的耐腐蚀性得到提高，具有广泛的应用前景。
具体实施方式
称取35～40g脂松香倒入烧杯中，加热升温至108～112℃，待其软化后，向软化后的脂松香中滴加3～5ml棕榈油和2～4ml椰子油，继续混合搅拌21～24min，得到混合熔融液，按质量比为5：1将混合熔融液和锡粉混合搅拌21～24min，并将搅拌后的锡粉放入养护室中，在温度为32～35℃、空气相对湿度为70～80%的条件下发霉4～5h，高温灭菌，干燥出料，得到改性锡粉；按质量比为1：3将香草和去离子水混合置于烧杯中，并将烧杯置于超声波振荡器中，在温度为65～70℃、频率为32～35khz的条件下超声提取24～32min，超声提取结束后，过滤去除滤渣，收集滤液，并将滤液进行减压蒸馏4～6min，去除水分，得到自制植物提取液；按质量比为5：1：2将云母粉、硬脂酸镁和过硫酸钾混合搅拌反应15～18min，得到预处理云母粉，再将预处理云母粉、十二烷基硫酸钠和去离子水按质量比为4：1：5混合置于超声波分散仪中，在频率为32～35khz的条件下超声处理24～32min，待超声处理结束后出料，得到改性云母粉分散液；按重量份数计，分别称取6～8份改性云母粉分散液、4～6份自制植物提取液和30～32份改性锡粉混合置于搅拌机中，在温度为65～70℃、转速为160～200r/min的条件下搅拌1～2h，再添加2～4份戊二酸、3～5份聚酰胺改性氢化蓖麻油和1～3份二甘醇单丁醚，继续保温混合搅拌12～16min，冷却出料，即得改性松香基焊锡膏。
实例1
称取35g脂松香倒入烧杯中，加热升温至108℃，待其软化后，向软化后的脂松香中滴加3ml棕榈油和2ml椰子油，继续混合搅拌21min，得到混合熔融液，按质量比为5：1将混合熔融液和锡粉混合搅拌21min，并将搅拌后的锡粉放入养护室中，在温度为32℃、空气相对湿度为70%的条件下发霉4h，高温灭菌，干燥出料，得到改性锡粉；按质量比为1：3将香草和去离子水混合置于烧杯中，并将烧杯置于超声波振荡器中，在温度为65℃、频率为32khz的条件下超声提取24min，超声提取结束后，过滤去除滤渣，收集滤液，并将滤液进行减压蒸馏4min，去除水分，得到自制植物提取液；按质量比为5：1：2将云母粉、硬脂酸镁和过硫酸钾混合搅拌反应15min，得到预处理云母粉，再将预处理云母粉、十二烷基硫酸钠和去离子水按质量比为4：1：5混合置于超声波分散仪中，在频率为32khz的条件下超声处理24min，待超声处理结束后出料，得到改性云母粉分散液；按重量份数计，分别称取6份改性云母粉分散液、4份自制植物提取液和30份改性锡粉混合置于搅拌机中，在温度为65℃、转速为160r/min的条件下搅拌1h，再添加2份戊二酸、3份聚酰胺改性氢化蓖麻油和1份二甘醇单丁醚，继续保温混合搅拌12min，冷却出料，即得改性松香基焊锡膏。
实例2
称取38g脂松香倒入烧杯中，加热升温至110℃，待其软化后，向软化后的脂松香中滴加4ml棕榈油和3ml椰子油，继续混合搅拌23min，得到混合熔融液，按质量比为5：1将混合熔融液和锡粉混合搅拌23min，并将搅拌后的锡粉放入养护室中，在温度为34℃、空气相对湿度为75%的条件下发霉4.5h，高温灭菌，干燥出料，得到改性锡粉；按质量比为1：3将香草和去离子水混合置于烧杯中，并将烧杯置于超声波振荡器中，在温度为67℃、频率为33khz的条件下超声提取28min，超声提取结束后，过滤去除滤渣，收集滤液，并将滤液进行减压蒸馏5min，去除水分，得到自制植物提取液；按质量比为5：1：2将云母粉、硬脂酸镁和过硫酸钾混合搅拌反应17min，得到预处理云母粉，再将预处理云母粉、十二烷基硫酸钠和去离子水按质量比为4：1：5混合置于超声波分散仪中，在频率为33khz的条件下超声处理28min，待超声处理结束后出料，得到改性云母粉分散液；按重量份数计，分别称取7份改性云母粉分散液、5份自制植物提取液和31份改性锡粉混合置于搅拌机中，在温度为67℃、转速为180r/min的条件下搅拌1.5h，再添加3份戊二酸、4份聚酰胺改性氢化蓖麻油和2份二甘醇单丁醚，继续保温混合搅拌14min，冷却出料，即得改性松香基焊锡膏。
实例3
称取40g脂松香倒入烧杯中，加热升温至112℃，待其软化后，向软化后的脂松香中滴加5ml棕榈油和4ml椰子油，继续混合搅拌24min，得到混合熔融液，按质量比为5：1将混合熔融液和锡粉混合搅拌24min，并将搅拌后的锡粉放入养护室中，在温度为35℃、空气相对湿度为80%的条件下发霉5h，高温灭菌，干燥出料，得到改性锡粉；按质量比为1：3将香草和去离子水混合置于烧杯中，并将烧杯置于超声波振荡器中，在温度为70℃、频率为35khz的条件下超声提取32min，超声提取结束后，过滤去除滤渣，收集滤液，并将滤液进行减压蒸馏6min，去除水分，得到自制植物提取液；按质量比为5：1：2将云母粉、硬脂酸镁和过硫酸钾混合搅拌反应18min，得到预处理云母粉，再将预处理云母粉、十二烷基硫酸钠和去离子水按质量比为4：1：5混合置于超声波分散仪中，在频率为35khz的条件下超声处理32min，待超声处理结束后出料，得到改性云母粉分散液；按重量份数计，分别称取8份改性云母粉分散液、6份自制植物提取液和32份改性锡粉混合置于搅拌机中，在温度为70℃、转速为200r/min的条件下搅拌2h，再添加4份戊二酸、5份聚酰胺改性氢化蓖麻油和3份二甘醇单丁醚，继续保温混合搅拌16min，冷却出料，即得改性松香基焊锡膏。
对比例
以深圳市某公司生产的焊锡膏作为对比例
对本发明制得的改性松香基焊锡膏和对比例中的焊锡膏进行检测，检测结果如表1所示：
粘度测试
粘度根据ipc-tm-650（2.4.34）的测试方法，在25±1℃环境下，采用旋转式粘度计以7.5r/min连续旋转2min，稳定后读数。
触变指数ti反映的是焊锡膏在外力作用下改变形态的快慢程度，一般良好的ti值在0.4～0.6左右。
粘度不恢复率测试
粘度不恢复率r反映的是当外力减小时，焊锡膏恢复到初始状态的能力。r值可为负值、零以及正值。当r为正值时，反映当作用于焊锡膏的外力减小或消失时，焊锡膏不能快速或不能恢复到初始状态。此时容易造成因焊锡膏流淌到焊盘外而造成锡珠或连锡现象；当r=0时，是最佳的印刷状态，即当作用于焊锡膏的外力减小或消失时，焊锡膏能快速恢复到初始状态；当r为负值时，数值越大，则随着印刷时间的延长，焊锡膏的粘度越大，容易造成焊锡膏滚动性差。
锡珠测试
通过jis.z.3284附录十进行检测，按照等级划分，可以分为4个等级，等级一要求无锡珠；等级二要求锡珠数量必须小于3个，且尺寸不能超过75μm；等级三要求锡珠数量超过3个，但不成环，且尺寸要求不超过75μm。
铜板腐蚀测试
参照《日本工业标准，锡膏检验规范》（jis.z.3284）附录四。
润湿性测试
参照标准《icptm-6502.4.45焊膏-润湿试验》进行测试。
表1性能测定结果
由表1数据可知，本发明制得的改性松香基焊锡膏，无卤素、润湿性强、锡珠少、焊后铜镜无穿透性腐蚀、具有良好的触变性能，完全满足高密度细间距电子贴装工艺的要求，明显优于对比例产品。因此，具有广阔的使用前景。