专利名称：基于Sn-Zn的无铅焊锡膏的制作方法
技术领域：
本发明属于电子软钎焊技术领域，尤其是涉及一种基于Sn-Zn的无铅焊锡膏。
背景技术：
由于欧盟Rohs及REACH等相关环境保护规范的出台，传统的锡铅合金中的铅在环境禁令之类，逐渐被以含有银、铋的无铅合金所取代，然而银属于稀有非再生资源，随着市场对电子产品的需要不断扩大，以及电子产品更新换代的周期愈来愈短，银不断被消耗，银价不断攀升，造成成本过高。现有的无铅焊料基本上都是基于Sn的合金，其包含大比例的Sn和一种或者多种合金元素，如Ag、Cu、Bi、In、Sb或Si。其中，含Ag的基于Sn的焊料(基于Sn-Ag的焊料)，如Sn-Ag合金和Sn-Ag-Cu合金由于作为无铅焊料具有相对良好的润湿性，从而易于操作。然而，基于Sn-Ag的无铅焊料具有约220°C的熔点，其比共晶的Sn-Pb合金的熔点高约 30-40°C，因此工作温度(在焊接时的加热温度)也变得相对较高；变得不适合用于焊接某些热敏感的电子部件。与从Sn-Pb焊料粉末和相同的基于松香的助焊膏制得的常规的焊锡膏相比，在包含基于Sn的无铅焊料(包括基于Sn-Ag和Sn-Si的焊料)的粉末的无铅焊锡膏(基于Sn的无铅焊锡膏)与基于松香的助焊膏混合的过程中，由于焊料粉末中存在高含量的活性Sn金属，焊料粉末与助焊膏的组分，特别是与通常存在于基于松香的助焊膏中的活化剂之间的反应可能容易的发生。这种反应可能导致焊锡膏粘度的改变，并产生焊锡膏不能通过印刷或分散来令人满意地进料的问题。含S1的基于Sn的焊料(基于Sn-Si的焊料)，从安全性或者经济性来说，都具有较大的优势，因为ai不仅是对于人体无害和不可或缺的元素，而且大量存在于地下，成本比 Ag、Cu、Bi、In等低。Sn-ai无铅焊料的典型合金组合物是Sn-9ai，该焊料具有199°C的熔点，其比Sn-Ag无铅焊料的熔点低约20°C，因此它也具有可用于焊接热敏感的电子部件的优点，基于Sn-Ag的无铅焊料不能涂布到所述热敏感的电子部件上。锡锌的温域决定其推广不会要求对现有的SMT生产工艺进行很大的改进和革新；并且在回焊过程中对电子元器件的热冲击与传统锡铅锡膏相当，优于含银无铅锡膏。作为一个对策，可使用基于Sn-^Vg焊料的焊锡膏中使用一种方法，其中通过减少加入到基于松香的助焊膏中的活化剂如氢卤化胺和有机酸的量来控制粘度变化，从而抑制助焊膏与焊料粉末的反应。然而，由于该方法削弱了助焊膏的活性，它可能导致焊料球的形成并不利的影响焊料的润湿性。因此，需要控制基于Sn的无铅焊锡膏的粘度变化而不减少助焊膏中活化剂的量。除此，包含基于Sn-Si无铅焊料粉末的焊锡膏(基于Sn-Si的焊锡膏)还存在一个问题 是一种金属，由于它高的电离趋势导致它易于氧化；因此，在接触空气的焊料粉末表面形成一层氧化层，这使得焊料焊料粉末的润湿性降低。特别是，在通过使用基于松香的助焊膏制备的基于Sn-Zn的焊锡膏中，通过与助焊膏反应产生的焊料粉末的表面氧化甚至变得更严重，因此常常发生焊接疵点包括由于焊料极差的润湿性导致形成空隙和形成焊接球。为了增加基于Sn-Zn的焊锡膏中焊料的润湿性，可以设想使用含增加量的活化剂的基于松香的助焊膏。然而，活化剂倾向于与焊料粉末反应，并且增加活化剂的量可以使焊锡膏的粘度迅速增加并且干扰通过印刷或分散进行的焊锡膏的进料。在基于Sn-Zn的焊锡膏中，可以使用一种方法，即在于助焊膏混合前，用合适的物质基于Sn-Zn的焊料粉末表面，以防止焊料粉末与助焊膏反应和导致表面氧化。作为包被物质，可使用稀有金属如Ag或Pd，从水解的有机硅化合物等形成的无机氧化物，或有机物如咪唑或三唑。然而，这种包被增加了焊锡膏的制造成本，而且不一定能有效提高焊料润湿性或可焊性。
发明内容
本发明的目的在于通过优化Sn-ai基无铅锡膏中的助焊膏的成分构成，来提升 Sn-Zn基焊锡膏的钎焊性能，延长焊锡膏的储藏寿命，解决现有技术存在的缺陷。为实现上述目的，本发明采用如下的技术方案
一种基于Sn-ai的无铅焊锡膏，包括组分和含量(重量百分数) Sn-Zn的无铅焊料粉末80-91%
锌基助焊膏9-20% ；
所述组分之和为100%。所述的锌基锡膏包括组分和含量(重量百分数) 溶剂 28-50%
松香树脂观-45%
触变剂1-10%
活性剂0. 5-10%
添加剂0. 1-10%
所述组分之和为100%。所述的溶剂为丙二醇苯醚，二丙二醇二甲醚，三乙基卡必醇醚中的一种或者或者几种混合物。所述的松香为天然松香，或者改性松香。所述的触变剂为改性聚酰胺蜡，或者改性蓖麻油。所述的活性剂为二元羧酸，或者是有机胺，或者是有机胺的卤素化合物。所述的添加剂为金属活性抑制剂，或者消泡剂，或者抗氧剂。所述的金属活性抑制剂为十二烷二酸双[2-(2-羟基苯甲酰基)酰胼]。在本发明的焊锡膏是一种由Sn-Si基的锡粉与松香型助焊膏组成的，其中松香型助焊膏必须包含0. 5-10%重量百分比的十二烷二酸双[2-(2-羟基苯甲酰基)酰胼] (Decamethylenedicarboxy disalycylonlhydrazide,简称 “DD，，)，化学式C28H34N408， CASN0. 63245-38-5，结构式如下
权利要求
1.一种基于Sn-Zn的无铅焊锡膏，包括组分和含量(重量百分数) Sn-Zn的无铅焊料粉末80-91%锌基助焊膏9-20% ；所述组分之和为100%。
2.如权利要求1所述的基于Sn-Zn的无铅焊锡膏，其特征是所述的锌基锡膏包括组分和含量(重量百分数)溶剂28-50%松香树脂观-45% 触变剂1-10%活性剂0. 5-10%添加剂0. 1-10%所述组分之和为100%。
3.如权利要求2所述的基于Sn-Si的无铅焊锡膏，其特征是所述的溶剂为丙二醇苯醚，二丙二醇二甲醚，三乙基卡必醇醚中的一种或者或者几种混合物。
4.如权利要求2所述的基于Sn-Si的无铅焊锡膏，其特征是所述的松香为天然松香， 或者改性松香。
5.如权利要求2所述的基于Sn-Zn的无铅焊锡膏，其特征是所述的触变剂为改性聚酰胺蜡，或者改性蓖麻油。
6.如权利要求2所述的基于Sn-Si的无铅焊锡膏，其特征是所述的活性剂为二元羧酸，或者是有机胺，或者是有机胺的卤素化合物。
7.如权利要求2所述的基于Sn-Zn的无铅焊锡膏，其特征是所述的添加剂为金属活性抑制剂，或者消泡剂，或者抗氧剂。
8.如权利要求7所述的基于Sn-Zn的无铅焊锡膏，其特征是所述的金属活性抑制剂为十二烷二酸双[2-(2-羟基苯甲酰基)酰胼]。
全文摘要
本发明公开了一种基于Sn-Zn的无铅焊锡膏，属于电子软钎焊技术领域。所述的基于Sn-Zn的无铅焊锡膏，包括组分和含量(重量百分数)Sn-Zn的无铅焊料粉末80-91%；锌基助焊膏9-20%。在本发明中，DD作为金属活性抑制剂，能大幅提升焊锡膏的可焊性(钎焊性能)；同时，锡锌锡膏的储存寿命也得到了大幅提升。
文档编号B23K35/26GK102198567SQ20111011779
公开日2011年9月28日 申请日期2011年5月9日 优先权日2011年5月9日
发明者肖大为, 肖德成 申请人:深圳市同方电子新材料有限公司