一种具有良好点胶性能的金基合金焊膏及其制备方法与流程

本发明属于电子封装领域，特别涉及一种具有良好点胶性能的金基合金焊膏及其制备方法。

背景技术：

1、金基合金焊膏具有优良的导电、导热及耐蚀性能，力学性能优异，已在jg、航空航天等高可靠性要求领域广泛应用。作为一种高可靠性高温焊膏，可用于服役温度范围较高(超过150℃)的场合，具有热疲劳性能好、在高温下强度高、抗腐蚀与抗氧化性能优异的特点。

2、金基合金焊膏在使用过程中有点胶和丝网印刷两种方式，点胶过程即是将焊膏灌封在注射式分配器中，通过控制压缩空气的压力将特定质量的焊膏从针嘴压出，精准地点在基体表面的特定位置，在重力的作用下焊膏流平成特定形状的膜层，实现元器件与基体的初始连接，然后在钎焊温度下有机载体分解挥发、助焊剂发挥清洗和润湿作用后从膜层流出、钎料熔化铺展从而实现电子元器件与基体的良好电连接。影响焊膏点胶性能的主要因素是焊膏的触变性，触变性即是焊膏在剪切力的作用下粘度降低的特性。静态下能否保持高粘度，受力后能否瞬间变稀是评价焊膏好坏的重要依据。市面上的国产金基合金焊膏普遍存在点胶性能不稳定、在注射式分配器中助焊剂与粉体分层的问题。

技术实现思路

1、为了克服现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种具有良好点胶性能的金基合金焊膏及其的制备方法，具体技术方案如下：

2、本发明的第一方面，是提供一种金基合金焊膏，以质量百分数计，焊膏包括87～93％的金基合金粉末，7～13％的助焊剂；其中助焊剂的主要成分为改性松香、有机溶剂、活性剂、触变剂等。

3、优选的，所述的金及合金粉中金含量为75～90％。

4、在本发明中，所述改性松香为氢化松香和聚合松香，且氢化松香和聚合松香的比例为2～4:1～2，其含量占助焊剂总量的25～35％。不同种类松香在醇醚类溶剂中的溶解度和结晶趋势不同，本发明选择两种改性松香树脂，再选择恰当的配比以达到较好的助焊效果，聚合松香相对较低酸值和较高粘度，氢化松香抗氧性能好、脆性小、热稳定性高。

5、在本发明中，所述有机溶剂为乙二醇、丙三醇、异丙醇、二甘醇乙醚、丙二醇甲醚或二丙二醇丁醚中的两种以上，醇类与醚类的比例为2～4:1～2，其含量占助焊剂总量的50～70％；每种有机溶剂都有不同的粘度和沸点，选择不同的醇类和醚类调节助焊剂的黏度溶剂，并在接近形成焊点温度时完全挥发，起到减少焊后残留作用。

6、在本发明中，所述活性剂为乙酸、戊二酸、邻羟基苯甲酸、葵二酸、庚二酸中的一种或几种，其含量占助焊剂总量的2～10％；

7、在本发明中，所述触变剂为乙撑双硬脂酸酰胺和改性脂肪酸酰胺，其比例为1～2:2～4，其含量占助焊剂总量的2～10％。触变剂对金基合金锡膏的最终黏度具有显著影响。

8、在本发明中，所述金基合金粉是液相线在250～400℃、含氧量≤50ppm的金基合金粉末；球形度高、无卫星球、无空心球，粒径分布均匀，粒径在25～45μm之间，此类金基合金粉制备的焊膏流动性好、焊粉易与助焊剂充分结合、焊接性能佳。

9、本发明的第二方面，是提供一种本发明的第一方面所述的金基合金焊膏的制备方法，该方法包括：

10、(1)按重量比称取：松香、有机溶剂、活性剂并置于80～100℃的水浴加热反应器中，800～1200转/分钟转速的条件下搅拌20～40分钟，直至形成分散均匀的混合物，冷却至室温；

11、(2)将触变剂加入到(1)所述的混合物中，以1000转/分钟转速搅拌5分钟以上，使其均匀混入混合物中；

12、(3)按重量比称取助焊剂和金基合金粉，使用搅拌器搅拌均匀，然后使用轧机轧制焊膏，金基合金焊膏经3～5道次轧制后细度应小于最大金及合金粉粒径。

13、本发明的有益效果为：

14、(1)根据本发明制备的金基合金焊膏中不含卤素，对电子元器件及环境友好；

15、(2)根据本发明所制备的金基合金焊膏易清洗、点胶性能好、铺展性佳；

16、(3)根据本发明所制备的金基合金焊膏有机溶剂的沸点低，其在焊接时被完全去除，抗氧化剂能有效抑制或还原金属颗粒氧化，提高焊接层的耐热冲击性能及力学性能。

技术特征：

1.一种具有良好点胶性能的金基合金焊膏，其特征在于，以质量百分数计，焊膏包括：87～93％的金基合金粉末，所述的金基合金粉中金含量为75～90％；7～13％的助焊剂，所述的助焊剂主要成分包括：改性松香、有机溶剂、活性剂及触变剂。

2.权利要求1所述的金基合金焊膏，其特征在于，所述的改性松香为氢化松香和聚合松香，比例为2～4:1～2，其含量为助焊剂的15～25％。

3.权利要求1所述的金基合金焊膏，其特征在于，所述的有机溶剂为乙二醇、丙三醇、异丙醇、二甘醇乙醚、丙二醇甲醚或二丙二醇丁醚中的两种以上，醇类与醚类的比例为2～4:1～2，其含量为助焊剂的50～70％。

4.权利要求1所述的金基合金焊膏，其特征在于，所述活性剂为乙酸、戊二酸、邻羟基苯甲酸、葵二酸、庚二酸中的一种或几种，其含量为助焊剂的2～10％。

5.权利要求1所述的金基合金焊膏，其特征在于，所述触变剂为乙撑双硬脂酸酰胺和改性脂肪酸酰胺，二者比例为1～2:2～4，其含量为助焊剂的2～10％。

6.权利要求1所述的金基合金焊膏，其特征在于，所述金基合金粉是液相线在270～360℃、含氧量≤50ppm的金基合金粉末，粒径分布在25～45μm。

7.一种权利要求1所述的金基合金焊膏的制备方法，包括：

技术总结
一种具有良好点胶性能的金基合金焊膏，以质量百分数计，包括：87～93％的金基合金粉末，所述的金基合金粉中金含量为75～90％；7～13％的助焊剂，所述的助焊剂主要成分包括：改性松香、有机溶剂、活性剂及触变剂；所述的改性松香采用氢化松香和聚合松香，所述的有机溶剂为乙二醇、丙三醇、异丙醇、二甘醇乙醚、丙二醇甲醚或二丙二醇丁醚中的两种以上；所述活性剂为乙酸、戊二酸、邻羟基苯甲酸、葵二酸、庚二酸中的一种或几种；所述触变剂为乙撑双硬脂酸酰胺和改性脂肪酸酰胺树脂；本发明制备的金基合金焊膏不含卤素、易清洗、含氧量低，焊点光亮、扩展率高，可实现连续点胶，应用于高可靠电子封装领域。

技术研发人员：罗瑶,吕保国,王鹏,宋瑶,何金江,李海滨,贾志强
受保护的技术使用者：有研亿金新材料有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13