专利名称：：散热器焊接用针筒注射式无铅焊膏的制作方法
技术领域：
：本发明涉及一种电子产品焊接用无铅焊膏，特别适用于散热器上焊膏的针筒注射式滴涂。
背景技术：
：散热已经成为制约芯片性能高速发展的一大绊脚石，是整个信息产业甚至全球经济性命攸关的大问题。可靠的散热器焊接是芯片散热效果良好的保证。随着人们对环境保护和自身健康的重视，焊膏无铅化势在必行。由于芯片散热用散热器抗热冲击性能较差，焊接时需要选择焊接温度较低的焊膏。现有的无铅焊膏有锡-银、锡-铜等系列，其焊接温度大多在20(TC以上，无法满足散热器的使用要求。此外，普遍采用的焊膏印刷方法无法进行有效的散热器焊接，严重阻碍了散热技术在芯片散热上的应用。专利CN1895836A公开了一种由锡-铋合金粉和焊剂组成的低温无铅焊膏，该焊膏通过树脂、溶剂、表面活性剂、触变剂混合均匀，加热至完全溶解后静置至室温，在15'C的环境下冷藏72小时后与锡一铋钎料一起在真空分散机内搅拌均匀，密封分装制成。该焊膏焊接温度较低，适用于抗热冲击性能较差的元器件。但该焊膏所用涂布方式为传统的模板印刷，不适用于散热器上焊膏的针筒注射式涂布。
发明内容本发明的目的是提供一种针筒注射式无铅焊膏，满足散热器焊接的需要。为实现本发明目的，采用如下技术方案本发明的针筒注射式无铅焊膏由以下组分组成8790%钎料、1013%钎剂(质量百分比，没有特别说明时文中百分比均为质量百分比)。上述针筒注射式无铅焊膏中，钎料的组分为39.543.98%锡、5660铋、0.020.5%镧铈混合稀土。锡铋系合金熔点低，可获得139232'C熔化温度范围的焊料合金，特别适合于低温钎焊，并且锡铅焊料的潜在替代品之一。但由于超过140'C以后铋异常粗，性能变脆，使得锡铋合金的力学性能恶化；此外合金的润湿性受杂质影响很大，使焊料的服役可靠性变差。本发明在锡铋合金中添加镧铈混合稀土，可细化晶粒，改善焊料组织，由于镧铈混合稀土元素可促进合金在凝固过程中的行核，对合金组织起到变质均匀化处理效果，从而改善合金的力学性能。同时，镧铈混合稀土的加入，有利于减少焊料、被焊件与氧气的接触，使得被焊件与液态焊料之间的表面张力降低，因此能够使润湿更易发生，显著改善焊料的润湿性，从而提高焊料的服役可靠性。如果稀土含量小于0.001%，其作用不明显；若稀土含量高于1%，则使焊料熔点升高，性能变差。本发明中的镧铈混合稀土含量优选为0.020.5%，在镧铈混合稀土中镧占3040%,铈占4050%，镨占8%，钕占5%，余量为其他稀土，稀土元素占总质量的98%以上；铋含量优选为5660%;锡含量优选为39.543.98%。为了确保焊膏粘度适中、触变性能好，益于针筒注射，钎料不宜过细，且应满足粒度分布范围窄、表面光滑。钎料直径优选为4575拜。上述针筒注射式无铅焊膏中，钎剂的组分为4045%树脂、1015%活性剂、2.13.1%触变剂、0.81.2%特殊添加剂、余量为溶剂。树脂可选择氢化松香甘油脂、醇酸树脂、松香多元醇酯、松香改性酚醛树脂、松香顺軒多元醇酯、聚合松香甘油脂中的一种或多种的组合。树脂中组分的含量没有特别限制，优选为50~65%氢化松香甘油脂分别与3550%松香多元醇酯、松香改性酚醛树脂、醇酸树脂的组合。树脂在钎剂中的含量优选为4045%。活性剂采用绿色表面活性剂，可选择甲酯乙氧基化物、脂肪酸甲酯磺酸盐、垸基多苷、单乙醇酰胺琥珀酸酯中的一种或多种的组合。活性剂中组分的含量没有特别限制，优选为5070%垸基多苷分别与3050%甲酯乙氧基化物、脂肪酸甲酯磺酸盐或单乙醇酰胺琥珀酸酯的组合。活性剂在钎剂中的含量优选为1015%。触变剂可选择氢化蓖麻油、乙二撑双硬脂酸酰胺、酰胺改性氢化蓖麻油、壬基酚聚氧乙烯醚、辛基酚聚氧乙烯醚、有机膨润土中的一种或多种的组合。触变剂组分优选为4050%酰胺改性氢化蓖麻油分别与5060%乙二撑双硬脂酸酰胺、壬基酚聚氧乙烯醚、辛基酚聚氧乙烯醚、氢化蓖麻油的组合。触变剂在钎剂中的含量优选为2.13.1%。该优选的触变剂可使制成的焊膏获得合适的粘度与沉积特性，并起到防止焊膏注射过程中堵塞的作用，且能有效避免焊膏在注射过程中由于注射嘴在焊盘表面分离不利索而把部分粘在咀上的焊膏带到焊盘上。特殊添加剂在钎剂中的含量优选为0.81.2%，包括脱模剂、抗氧剂和抗蚀剂。脱模剂选择乳化硅油、二甲基硅油、二乙基硅油中的一种或多种的组合。脱模剂中组分的含量没有特别限制。脱模剂在特殊添加剂中的含量优选为3040%。抗氧剂选择烷基化单酚、烷基化多酚、硫代双酚中的一种或多种的组合。抗氧剂中组分的含量没有特别限制。抗氧剂在特殊添加剂中的含量优选为2535%。抗蚀剂选择聚乙烯吡咯烷酮、聚乙二胺、聚苯并咪唑中的一种或多种的组合。抗蚀剂中组分的含量没有特别限制。抗蚀剂在特殊添加剂中的含量优选为2545%。溶剂可选择1，3-丙二醇、丙二醇甲醚、丙二醇丁醚、丙二醇甲醚、醋酸丁酯、甲乙酮、环己酮、二乙二醇二甲醚、二丙二醇甲醚、二丙二醇乙醚、聚乙二醇二甲醚、三乙二醇甲醚、三乙二醇乙醚、己二酸二甲酯、二乙二醇乙醚醋酸酯、乙二醇乙醚醋酸酯、丙二醇甲醚醋酸酯、丙二醇甲醚丙酸酯中的一种或多种的组合。溶剂中组分的含量没有特别限制。钎剂中除树脂、活性剂、触变剂、特殊添加剂以外，余量为溶剂。本发明散热器焊接用针筒注射式无铅焊膏的制备方法为首先按钎剂组分比例将各组分混合均匀，加热溶解后静置至室温，在510'C环境下冷藏48小时后制得所需钎剂；然后按钎料成分比例用常规方法制备所需的无铅钎料；其次按所选比例将钎剂和钎料放于真空分散机内搅拌均匀；最后采用油压机将调制好的焊膏装入针筒，获得针筒注射式无铅焊膏，然后在51(TC条件下冷藏。本发明的针筒注射式无铅焊膏，焊接温度在14517(TC，粘度相对较低、在压力作用下流变性较好，焊膏涂布后有较好的抗坍塌性能，尤其适用于散热器焊接，解决了散热器焊接的无铅化难题，并且采用针筒注射滴涂方式进行焊膏涂布不仅解决了使焊膏在散热器上进行有效涂布，并且益于精确控制，不会造成焊膏的浪费。具体实施方式表l为各实施例中的钎剂组成。实施例l:将87%球状无铅钎料粉末与13%钎剂搅拌均匀，其中钎料的组成为42.3%锡、57.5%铋和0.2%镧铈混合稀土；钎剂的组成见表1中实施例1,将其混合均匀，加热溶解后静置至室温，在51(TC环境下冷藏48小时后制得所需钎剂，然后再与钎料混合。釆用油压机将调制好的焊膏装入针筒，制备出针筒注射式无铅焊膏，然后在510'C条件下冷藏备用。实施例2:与实施例l相比，钎料的组成为42.48%锡、58%铋和0.02%镧铈混合稀土；钎剂的组成见表1中实施例2。实施例3:与实施例1相比，将88%球状无铅钎料粉末与12%钎剂搅拌均匀，其中钎料的组成为42.2%锡、57.5%铋和0.3%镧铈混合稀土；钎剂的组成见表1中实施例3。实施例4:与实施例l相比，将88%球状无铅钎料粉末与12%钎剂搅拌均匀，其中钎料的组成为41.96%锡、58%铋和0.04%镧铈混合稀土；钎剂的组成见表1中实施例4。实施例5:与实施例1相比，将89%球状无铅钎料粉末与11%钎剂搅拌均匀，其中钎料的组成为42.15%锡、57.5%铋和0.35%镧铈混合稀土；钎剂的组成见表1中实施例5。实施例6:与实施例l相比，将89%球状无铅钎料粉末与11%钎剂搅拌均匀，其中钎料的组成为41.95%锡、58%铋和0.05%镧铈混合稀土；钎剂的组成见表1中实施例6。实施例7:与实施例l相比，将90%球状无铅钎料粉末与10%钎剂搅拌均匀，其中钎料的组成为42.1%锡、57.5%铋和0.4%镧铈混合稀土；钎剂的组成见表1中实施例7。实施例8:与实施例l相比，将90%球状无铅钎料粉末与10%钎剂搅拌均匀，其中钎料的组成为41.94%锡、58%铋和0.06%镧铈混合稀土；钎剂的组成见表i中实施例8。表l各实施例中的钎剂组成质量百分数(wt.%)<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>权利要求1.一种用于散热器焊接的针筒注射式无铅焊膏，按质量百分数由以下组分组成87～90％钎料、10～13％钎剂。2.根据权利要求1所述的针筒注射式无铅焊膏，其特征在于所述钎料按质量百分比由39.543.98%锡、5660%铋和0.020.5%镧铈混合稀土组成。3.根据权利要求1所述的针筒注射式无铅焊膏，其特征在于所述钎剂按质量百分比由4045%树脂、1015%活性剂、2.13.1%触变剂、0.81.2%特殊添加剂、余量为溶剂组成。4.根据权利要求3所述的针筒注射式无铅焊膏，其特征在于所述树脂为5065%氢化松香甘油脂分别与3550%松香多元醇酯、松香改性酚醛树脂、醇酸树脂的组合；所述活性剂为5070%垸基多苷分别与3050%甲酯乙氧基化物、脂肪酸甲酯磺酸盐或单乙醇酰胺琥珀酸酯的组合；所述触变剂为4050%酰胺改性氢化蓖麻油分别与5060%乙二撑双硬脂酸酰胺、壬基酚聚氧乙烯醚、辛基酚聚氧乙烯醚、氢化蓖麻油的组合；所述特殊添加剂为3040%脱模剂、2535%抗氧剂和2545%抗蚀剂组成；所述溶剂为1，3-丙二醇、丙二醇甲醚、丙二醇丁醚、丙二醇甲醚、醋酸丁酯、甲乙酮、环己酮、二乙二醇二甲醚、二丙二醇甲醚、二丙二醇乙醚、聚乙二醇二甲醚、三乙二醇甲醚、三乙二醇乙醚、己二酸二甲酯、二乙二醇乙醚醋酸酯、乙二醇乙醚醋酸酯、丙二醇甲醚醋酸酯、丙二醇甲醚丙酸酯中的一种或多种的组合。5.根据权利要求4所述的针筒注射式无铅焊膏，其特征在于所述脱模剂是乳化硅油、二甲基硅油、二乙基硅油中的一种或多种的组合；所述抗氧剂为垸基化单酚、烷基化多酚、硫代双酚中的一种或多种的组合；所述抗蚀剂为聚乙烯吡咯垸酮、聚乙二胺、聚苯并咪唑中的一种或多种的组合。全文摘要本发明公开了一种用于散热器焊接的针筒注射式无铅焊膏，该无铅焊膏含有一种与钎剂混合的锡-铋-稀土系无铅钎料。所述钎剂由40～45％树脂(如氢化松香甘油脂、醇酸树脂)、10～15％活性剂(如烷基多苷、单乙醇酰胺琥珀酸酯)、2.1～3.1％触变剂(如酰胺改性氢化蓖麻油、乙二撑双硬脂酸酰胺)、0.8～1.2％特殊添加剂(脱模剂、抗氧剂、抗蚀剂)、余量为溶剂(如乙二醇乙醚醋酸酯、1，3-丙二醇)组成。本发明的针筒注射式无铅焊膏，焊接温度低，粘度相对较低、在压力作用下流变性较好，焊膏涂布后有较好的抗坍塌性能，尤其适用于散热器焊接，并且益于精确控制焊膏用量，节约成本。文档编号B23K35/363GK101301705SQ200710032128公开日2008年11月12日申请日期2007年12月5日优先权日2007年12月5日发明者卫国强,徐安莲,邓小安申请人:东莞市普赛特电子科技有限公司