一种免清洗精密印刷手机专用无铅锡膏的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种免清洗精密印刷手机专用无铅锡膏，属于电子封装用连接材料领域。这种无铅锡膏由下述物质按照一定的重量比组成：助焊膏10.5～15.0％，无铅焊锡粉合金85.0～89.5％混合而成，所述助焊膏由：有机酸活性剂1.5～3.0％，有机溶剂30.0～50.0％，改性松香树脂30.0～50.0％，特种触变剂0.5～2.5％，溶剂抗挥发剂3.0～5.0％，表面活性剂1.0～2.0％，缓蚀剂0.8～1.5％组成。本发明的免清洗精密印刷手机专用无铅锡膏适合手机超细间距印刷和超细间距焊接需求，焊后残留少，无需清洗，可以满足高端精密手机产品的焊接需求。
【专利说明】
一种免清洗精密印刷手机专用无铅锡膏
技术领域
[0001] 本发明属于电子封装用连接材料领域，涉及的是焊锡膏，具体涉及一种免清洗精 密印刷手机专用无铅锡膏。
【背景技术】
[0002] 随着SMT行业的高速发展，焊锡膏已成为电子产品组装中最主要的封装电子焊料， 组装电子元器件的密度越来越高、细间距、微间距化的迅速普及。手机智能化高度集成，手 机体积更趋向于小轻薄，应运而生手机组装电子元器件微型化、细间距化和高密度化的大 量应用，如864、0?10??丄3?等集成芯片和0201、01005微型片状元器件广泛应用，电极间距 变窄、元器件引脚变密、焊盘面积缩小，已成为手机行业的主流;大量应用无引脚元器件等 高集成芯片，因此要严格控制864、〇?1〇??、03?等元器件的焊接质量，将变得尤为重要。一 旦这些元器件的焊接不良率过多，不但影响BGA、QFN、QFP、CSP的机械性能还影响电气性能。 业内研究发现，手机组装的的焊接不良，80%是由锡膏的印刷不良引起的。焊锡膏的印刷质 量成了直接决定着手机产品的焊接质量及其可靠性关键因素。目前手机组装普遍采用全自 动智能生产线，锡膏在PCB板印刷后，需要等待长时间后才进入元器件贴装工序，由于地球 重力的作用下锡膏容易发生坍塌;锡膏在长时间印刷过程中，溶剂挥发锡膏变干，严重影响 锡膏的印刷下锡性和成型性；由于锡膏发生坍塌和印刷下锡性、成型性变差，直接导致下道 工序无法正常进行，浪费大量的人力和物力来进行返修。手机超细微间距焊接技术和超细 间距印刷工艺日益成熟，从而对手机专用无铅锡膏的印刷性、焊接性和焊后残留物提出了 更高的要求。
[0003] 然而，目前市面上高性能、优质能完全满足手机组装焊接要求的免清洗精密印刷 手机专用无铅锡膏产品并不多。业内尤其需要一款免清洗精密印刷手机专用无铅锡膏。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的正是解决当前技术问题，提供一种具有良好印刷性、焊接性能的免 清洗精密印刷手机专用无铅锡膏，从而为手机组装焊接提供一款优质的免清洗精密印刷手 机专用无铅锡膏。
[0005] 本发明的技术问题通过以下技术方案予以解决：
[0006] -种免清洗精密印刷手机专用无铅锡膏，由下述重量配比的物质组成：
[0007] 无铅焊锡粉 85.0~89.5 %
[0008] 助焊膏 10.5 ~15.0%;
[0009] 所述所述助焊膏由以下重量配比的物质组成： 有机酸活性剂 1. &~3. 0% 有机溶剂 30. 0-5Q. 0% 特种触变剂 0. 5~2. 5%
[0010] 溶剂抗挥发剂 3. 0~5. 0% 表面活性剤 1. Q~2. 0% 缓蚀剂 0,8~1.5% 改性松香树脂 余量。
[0011] 优选地，所述无铅焊锡粉由以下重量配比的物质组成：
[0012] 银(Ag) 0·0 ~4.0%
[0013] 铜(Cu) 0.3 ~1.0%
[0014] IM(Sn) 余量。
[0015] 上述的免清洗精密印刷手机专用无铅锡膏的制备方法，包括以下步骤：
[0016] 一、助焊膏的制备
[0017] 将有机溶剂、松香树脂、有机酸活性剂置于带加热装置的反映釜中，加热至为100 °C~120°C，搅拌使其混合均匀，待固体成分完全溶解后加入缓蚀剂、特种触变剂、溶剂抗挥 发剂与表面活性剂，待其完全溶解后，再搅拌，搅拌时间优选30分钟，冷却后到室温静置，静 置时间优选24小时，即成助焊膏；
[0018] 二、无铅焊锡粉
[0019] 可以选择从市售得到不同合金和粉径的无铅焊锡粉；
[0020] 三、免清洗精密印刷手机专用无铅锡膏的制备
[0021 ]将上述步骤一制备好的助焊膏和无铅焊锡粉混合置于搅拌机中，抽真空，充氮气， 经充分搅拌均匀后，即成为本发明的免清洗精密印刷手机专用无铅锡膏。
[0022]可以进一步地，将上述的免清洗精密印刷手机专用无铅锡膏包装成500g/瓶，保存 在2-10 °C冷藏柜中待用。
[0023] 本发明的技术问题通过以下进一步的技术方案予以解决：
[0024] 所述有机酸类活性剂是丁二酸、戊二酸、水杨酸、苹果酸、壬二酸、苯甲酸的一种或 多种混合物，此类活性剂有足够的助焊性，在焊接温度下呈梯度发挥活性，全程参与焊接， 在焊接尚温下能完全汽化。
[0025] 所述有机溶剂是丙三醇、丙二醇单甲醚、二甘醇单丁醚、二甘醇二乙醚、二乙二醇 乙醚、丙二醇的一种或多种混合物。这种复合溶剂可使改性松香脂溶解效果更好，采用高低 温沸点的溶剂起到焊接过程中，溶剂分段挥发，减少锡球和溅锡现象。
[0026]所述特种触变剂是聚乙烯网状纤维、聚丙烯网状纤维的一种或多种混合物。传统 的触变剂触变力线是呈短直线分布的构造，触变力小、持续时间短，在地球重力的作用下发 生断裂，当受到外力时更容易发生断裂失去触变效果。从而失效，使印刷成型后的锡膏极其 容易发生变形，产生连锡、坍塌。聚乙烯网状纤维触变力线是呈网状重叠交互分布、触变力 大，分子间的作用力得到大幅增强，是传统触变剂的2~4倍，触变力分布是呈网状交互重 叠，抗断裂伸长力大、具有很强的吸收能量的能力、耐磨性强。当锡膏印刷时在剪切力作用 下，粘度变小，停止剪切力时，粘度增加迅速恢复到剪切前且长时间持续稳定不变，避免锡 膏在细间距印刷时出现连锡;锡膏印刷成型后也不会出现变形，产生坍塌、连锡。市面有较 多的同类产品，优选触变力大的聚乙烯网状纤维(R0-12美国3M)、聚丙烯网状纤维(PHP68美 国陶氏）。
[0027]所述溶剂抗挥发剂是乳酸钠、聚乙二醇200、聚乙二醇400,锡膏印刷后锡膏内的有 机溶剂会挥发，溶剂抗挥发剂可加大醇醚溶剂间分子的内应力，防止溶剂挥发，增加锡膏体 系内部"湿度"，保持锡膏中溶剂不挥发，使锡膏粘度不会发生变化。持久维持锡膏的粘度不 产生变化，不会变干。
[0028]所述表面活性剂是辛基酚聚氧乙烯醚、壬基酚聚氧乙烯醚、二溴丁烯二醇、FSN100 (美国杜邦)中的一种或多种混合物，降低焊料的表面张力，提高可焊性。
[0029]所述缓蚀剂是乙二撑双硬脂酸酰胺、苯骈三氮唑、烷基咪唑、乙二醇苯唑中的一种 或多种混合物，它的作用是抑制氧化，降低助焊剂腐蚀性。
[0030] 所述改性松香树脂是聚合松香、氢化松香、歧化松香、改性树脂、水白松香中的一 种或多种混合物，增加锡膏粘度和增强可焊性。
[0031] 本发明的有益效果是：
[0032] 本发明的免清洗精密印刷手机专用无铅锡膏，具有良好印刷性、焊接性能，适合手 机超细间距印刷和超细间距焊接需求，焊后残留少，无需清洗，可以满足高端精密手机产品 的精密印印刷和精密焊接需求。
【具体实施方式】
[0033] 下面通过具体的实施例对本发明进行详细说明，但这些例举性实施方式的用途和 目的仅用来例举本发明，并非对本发明的实际保护范围构成任何形式的任何限定，更非将 本发明的保护范围局限于此。
[0034] 另外，除非特别说明，下面实施例组分的配比均为重量百分比。
[0035] 实施例1:
[0036] -种免清洗精密印刷手机专用无铅锡膏由下述重量配比的物质组成：
[0037] Sn96.5%、Ag3.0%、Cu0.5% 的 4# 无铅焊锡粉 89.0%
[0038] 助焊膏 11.0%;
[0039] 其中助焊膏由下述重量配比的物质组成： 丁二骏 1,2% 苯甲酸 1,8% 二乙二醇乙醚 25 0% 丙三醇 17 0% 聚乙烯网状纤維 2.0? 乳酸钠 12%
[0040]聚乙二醇 200 2. 0% 辛基酚聚氧乙烯醚 0.狨 FSN-100 0 7% 乙二撑双硬脂酸酰胺 〇. 8°/〇 烷基咪唑 0.5% 聚合松香 22 0% 水白松香 余量。
[0041]具体制备方法包括以下步骤：
[0042] 一、助焊膏的制备
[0043] 将有机溶剂、松香树脂、有机酸活性剂置于带搅拌器的反映釜中，加热至为100°C ~120°C，搅拌使其混合均匀，待固体成分完全溶解后加入缓蚀剂、特种触变剂、溶剂抗挥发 剂、表面活性剂、缓蚀剂，待其完全溶解后，再搅拌30分钟，冷却后到室温静置24小时，即成 助焊膏。
[0044] 二、无铅焊锡粉
[0045] 市售的Sn96 · 5Ag3 · OCuO · 5 4#无铅合金锡粉（即Sn96 · 5%、Ag3 · 0 %、CuO · 5% 的4# 无铅焊锡粉，后面的实施例参照表示）。
[0046] 三、免清洗精密印刷手机专用无铅锡膏的制备
[0047] 将助焊膏和Sn96.5Ag3. OCuO. 5 4#无铅合金锡粉按配比，置于搅拌机中，抽真空， 充氮气，经搅拌充分混合后，即成为本发明的免清洗精密印刷手机专用无铅锡膏。
[0048]然后包装成500g/瓶，保存在2_10°C冷藏柜中待用。
[0049] 实施例2:
[0050] -种免清洗精密印刷手机专用无铅锡膏由下述重量配比的物质组成：
[0051 ] Sn96.5Ag3.0Cu0.5 5#无铅焊锡粉 90.0%
[0052]助焊膏 10.0%;
[0053]所述助焊膏由下述重量配比的物质组成： 壬二酸 1.2% 戊二酸 0.8% 丙二醇单甲醚 25 0% 二甘醇二乙醚 17. _ 聚丙烯网状纤維 2.0% 乳酸钠 12%
[0054]聚乙二醇 400 2. 2% 辛基酚聚氧乙烯醚 0.8% 壬基酚聚氧乙烯醚 0 6% 苯骈三氮唑 0.滿 乙二醇苯唑 0.5% 改性树脂 23 8% 氢化松香 余量。
[0055] 本实施例的免清洗精密印刷手机专用无铅锡膏的制备：
[0056] 制备方法参照实施例1。
[0057] 实施例3:
[0058] 一种免清洗精密印刷手机专用无铅锡膏由下述重量配比的物质组成：
[0059] Sn98.5Agl.0Cu0.5 4#无铅焊锡粉 89.0%
[0060] 助焊膏 11.0%;
[0061] 其中助焊膏由下述重量配比的物质组成： 苹果酸 1.2?: 水杨酸 0.纖 二甘醇单丁醚 18 0% 丙三醇 28.0% 聚丙烯网状纤维 2. Ql 乳酸钠 10?
[0062]聚乙二醇 200 2.0% 辛基》聚氧乙烯醚 0.6% 二溴丁烯二醇 10% 烷基咪唑 0 5% 乙二撑双硬脂酸酰胺 0. 6% 聚合松香 21 9% 改性树脂 余量。
[0063]本实施例的免清洗精密印刷手机专用无铅锡膏的制备 [0064]制备方法参照实施例1。
[0065] 实施例4:
[0066] -种免清洗精密印刷手机专用无铅锡膏由下述重量配比的物质组成：
[0067] Sn99.OAgl .OCuO.5 5#无铅焊锡粉 90.0%
[0068] 助焊膏 10.0%;
[0069] 其中助焊膏由下述重量配比的物质组成：
[0070] 丁二酸 1.0% 水杨酸 0.8% 二甘醇二乙醚 15..0% 丙二醇单甲醚 24 0% 聚乙烯网状纤维 2 0% 乳酸钠 1.2% 聚乙二醇400 2.0%
[0071] 辛基酚聚氧乙烯醚 0.5% FSN100 1.1% 苯骈三氮唑 0 8% 乙二撑双硬脂酸酰胺 0 5% 歧化松香 25.0% 改性树脂 余量。
[0072] 本实施例的免清洗精密印刷手机专用无铅锡膏的制备 [0073]制备方法参照实施例1。
[0074] 实施例5:
[0075] -种免清洗精密印刷手机专用无铅锡膏由下述重量配比的物质组成：
[0076] Sn99·OAgO·OCuO·7 5#无铅焊锡粉 90.0%
[0077] 助焊膏 10.0%;
[0078] 其中助焊膏由下述重量配比的物质组成： 壬二酸 1,0% 苯甲酸 0 8% 二乙二醇乙醚 20.0%
[0079] 二甘醇单丁醚 25. 0% 聚乙烯网状纤維 2.0% 乳酸钠 10% 聚乙二醇200 2. OI ?酚基酚聚氧乙烯醚 0.5% FSN 0.8%
[0080] 炫基咪啥 0. 8% 乙二醇苯唑 0.4% 水白松香 24 7% 改性树脂851 余量。
[0081] 本实施例的免清洗精密印刷手机专用无铅锡膏的制备：
[0082]制备方法参照实施例1。
[0083] 将实施例1-5得到的免清洗精密印刷手机专用无铅锡膏进行测试，按照美国J-STD-005标准进行了检验，测试结果见表1:
[0084] 表 1
[0085]
[0086]上述各项指标均合格。
[0087]本发明的一种免清洗精密印刷手机专用无铅锡膏主要技术性能指标与国内、国外 同类产品进行比较具有抗干性好、印刷成型性好、脱模快，是具有良好的印刷性能，印刷无 塌陷、桥连、拉尖现象，可以满足细间距手机印刷和焊接需求。
[0088]应当理解，这些实施例的用途仅用于说明本发明而非意欲限制本发明的保护范 围。此外，也应理解，在阅读了本发明的技术内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各 种改动、修改和/或变型，所有的这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的保 护范围之内。
【主权项】
1. 一种免清洗精密印刷手机专用无铅锡膏，其特征在于，由下述重量配比的物质组成： 无铅焊锡粉 85.0~89.5 % 助焊膏 10.5~15.0%; 所述所述助焊膏由以下重量配比的物质组成： 有机酸活性剂 1 · 5~3. 0% 有机溶剂 30.0~50.0% 特种触变剂： 0. 5-2. 5% 溶剂抗挥发剂 3.0~5.0% 表面活性剂 1.0~2.0% 缓蚀剂 0, δ~1,5% 改性松香树脂 余量。2. 根据权利要求1所述的免清洗精密印刷手机专用无铅锡膏，其特征在于，所述无铅焊 锡粉由以下重量配比的物质组成： 银(Ag) 0·0 ~4.0% 铜(Cu) 0.3 ~1.0% 锡(Sn) 余量。3. 根据权利要求1所述的免清洗精密印刷手机专用无铅锡膏，其特征在于，所述有机酸 类活性剂是丁二酸、戊二酸、水杨酸、苹果酸、壬二酸、苯甲酸中的一种或多种混合物。4. 根据权利要求1所述的免清洗精密印刷手机专用无铅锡膏，其特征在于，所述有机溶 剂是丙三醇、丙二醇单甲醚、二甘醇单丁醚、二甘醇二乙醚、二乙二醇乙醚、丙二醇的一种或 多种混合物。5. 根据权利要求1所述的免清洗精密印刷手机专用无铅锡膏，其特征在于，所述特种触 变剂是聚乙烯网状纤维、聚丙烯网状纤维的一种或多种混合物。6. 根据权利要求1所述的免清洗精密印刷手机专用无铅锡膏，其特征在于，所述溶剂抗 挥发剂是乳酸钠、聚乙二醇200、聚乙二醇400。7. 根据权利要求1所述的免清洗精密印刷手机专用无铅锡膏，其特征在于，所述表面活 性剂是辛基酚聚氧乙烯醚、辛基酚聚氧乙烯醚、壬基酚聚氧乙烯醚、二溴丁烯二醇、FSN100 中的一种或多种混合物。8. 根据权利要求1所述的免清洗精密印刷手机专用无铅锡膏，其特征在于，所述缓蚀剂 是乙二撑双硬脂酸酰胺、苯骈三氮唑、烷基咪唑、乙二醇苯唑中的一种或多种混合物。9. 根据权利要求1所述的免清洗精密印刷手机专用无铅锡膏，其特征在于，所述改性松 香树脂是聚合松香、氢化松香、歧化松香、改性树脂、水白松香中的一种或多种混合物。10. -种权利要求1-9任一所述的免清洗精密印刷手机专用无铅锡膏的制备方法，其特 征在于，包括以下步骤： 一、助焊膏的制备 将有机溶剂、改性松香树脂、有机酸活性剂置于带搅拌器的反映釜中，加热至为100°c ~120°C，搅拌使其混合均匀，待固体成分完全溶解后加入缓蚀剂、特种触变剂、溶剂抗挥发 剂与表面活性剂，待其完全溶解后，再搅拌、冷却后到室温静置，即成助焊膏； 二、免清洗精密印刷手机专用无铅锡膏的制备 将步骤一制备好的助焊膏与无铅焊锡粉混合，置于搅拌机中，抽真空，充氮气，经充分 搅拌均匀后，即成为免清洗精密印刷手机专用无铅锡膏。
【文档编号】B23K35/26GK105921904SQ201610428972
【公开日】2016年9月7日
【申请日】2016年6月16日
【发明人】刘竞, 李维俊, 郑世忠, 刘芳, 曹建峰, 廖高兵
【申请人】深圳市唯特偶新材料股份有限公司