信號處理基板用錫膏及其制備方法
【技術領域】
[0001] 本發明設及錫膏，具體地，設及一種信號處理基板用錫膏及其制備方法。
【背景技術】
[0002] 由于歐盟Rohs及REACH等相關環境保護規范的出臺，傳統的錫鉛合金中的鉛在環 境禁令之類，逐漸被W含有銀、祕的無鉛合金所取代，然而銀屬于稀有非再生資源，隨著市 場對電子產品的需要不斷擴大，W及電子產品更新換代的周期愈來愈短，銀不斷被消耗，銀 價不斷攀升，造成成本過高。
[0003] 現有的無鉛焊料基本上都是基于Sn的合金，其包含大比例的Sn和一種或者多種 合金元素，如：Ag、化、Bi、In、訊或化。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-化合金由于作為無鉛焊料具有相對良好的潤濕性，從而易于操 作。然而，基于Sn-Ag的無鉛焊料具有約220°C的烙點，其比共晶的Sn-Pb合金的烙點高約 30-40°C，因此工作溫度（在焊接時的加熱溫度）也變得相對較高；變得不適合用于焊接某 些熱敏感的電子部件。
[0004] 含化的基于Sn的焊料（基于Sn-化的焊料），從安全性或者經濟性來說，都具有 較大的優勢，因為Zn不僅是對于人體無害和不可或缺的元素，而且大量存在于地下，成本 比Ag、化、Bi、In等低。Sn-化無鉛焊料的典型合金組合物是Sn-9化，該焊料具有199°C的 烙點，其比Sn-Ag無鉛焊料的烙點低約20°C，因此它也具有可用于焊接熱敏感的電子部件 的優點，基于Sn-Ag的無鉛焊料不能涂布到所述熱敏感的電子部件上。錫鋒的溫域決定其 推廣不會要求對現有的SMT生產工藝進行很大的改進和革新；并且在回焊過程中對電子元 器件的熱沖擊與傳統錫鉛錫膏相當，優于含銀無鉛錫膏。 陽0化]作為一個對策，可使用基于Sn-Ag焊料的焊錫膏中使用一種方法，其中通過減少 加入到基于松香的助焊膏中的活化劑如氨面化胺和有機酸的量來控制粘度變化，從而抑制 助焊膏與焊料粉末的反應。然而，由于該方法削弱了助焊膏的活性，它可能導致焊料球的形 成并不利的影響焊料的潤濕性。因此，需要控制基于Sn的無鉛焊錫膏的粘度變化而不減少 助焊膏中活化劑的量。
[0006] 除此，包含基于Sn-化無鉛焊料粉末的焊錫膏（基于Sn-化的焊錫膏）還存在一個 問題：化是一種金屬，由于它高的電離趨勢導致它易于氧化；因此，在接觸空氣的焊料粉末 表面形成一層氧化層，運使得焊料粉末的潤濕性降低。特別是，在通過使用基于松香的助焊 膏制備的基于Sn-Zn的焊錫膏中，通過與助焊膏反應產生的焊料粉末的表面氧化甚至變得 更嚴重，因此常常發生焊接疵點包括由于焊料極差的潤濕性導致形成空隙和形成焊接球。
[0007]為了增加基于Sn-Zn的焊錫膏中焊料的潤濕性，可W設想使用含增加量的活化劑 的基于松香的助焊膏。然而，活化劑傾向于與焊料粉末反應，并且增加活化劑的量可W使焊 錫膏的粘度迅速增加并且干擾通過印刷或分散進行的焊錫膏的進料。
[0008] 在基于Sn-Zn的焊錫膏中，可W使用一種方法，即在于助焊膏混合前，用合適的物 質基于Sn-Zn的焊料粉末表面，W防止焊料粉末與助焊膏反應和導致表面氧化。作為包被 物質，可使用稀有金屬如Ag或Pd,從水解的有機娃化合物等形成的無機氧化物，或有機物 如咪挫或S挫。
[0009] 然而，運種包被增加了焊錫膏的制造成本，而且不一定能有效提高焊料潤濕性或 可焊性。
【發明內容】
[0010] 本發明的目的是提供一種信號處理基板用錫膏及其制備方法，通過該制備方法制 得的錫膏具有優異的化學穩定性、低的焊接溫度和優異的擴展率。
[0011] 為了實現上述目的，本發明提供了一種信號處理基板用錫膏的制備方法，包括： 陽01引1)將Sn-化合金、儀、鉆、四水合氯金酸、聚乙締化咯燒酬、還原劑和水混合進行接 觸反應W制得活化金屬組合物；
[0013] 2)將松香、松香胺、有機酸、咪挫、二締丙醋異氯尿酸進行加熱溶解W制得混合液 I;
[0014] 3)將混合液I、觸變劑和防腐劑混合，然后冷卻W制得混合液II;
[0015] 4)將混合液II與聚乙二醇混合W制得助焊劑；
[0016] 5)將助焊劑進行冷藏處理；然后，在X射線存在的條件下，與活化金屬組合物在真 空條件下進行分散混合W制得信號處理基板用錫膏。
[0017] 本發明還提供了一種信號處理基板用錫膏，該信號處理基板用錫膏通過上述的方 法制備而得。 陽018] 通過上述技術方案，本發明首先現在Sn-化合金、儀、鉆的表面通過接觸反應修飾 納米金粒子W制得活化金屬組合物，接著通過松香、松香胺、有機酸、咪挫、二締丙醋異氯尿 酸、觸變劑、防腐劑W及聚乙二醇的溶解混合制得助焊劑，最后將助焊劑和活化金屬組合物 進行分散混合并在X射線下進行處理制得信號處理基板用錫膏。該方法利用各步驟W及各 組分的協同作用，使制得的錫膏具有合適的粘度，并且能夠抗氧化和抗腐蝕進而具有優異 的存放壽命；同時該錫膏的焊接溫度較低W便于進行焊接，同時具有優異的擴展率W使得 其具有優異的焊接特性；另外，該錫膏中不含有鉛和面素，使其具有優異的環保特性。
[0019] 本發明的其他特征和優點將在隨后的【具體實施方式】部分予W詳細說明。
【具體實施方式】
[0020] W下對本發明的【具體實施方式】進行詳細說明。應當理解的是，此處所描述的具體 實施方式僅用于說明和解釋本發明，并不用于限制本發明。
[0021] 本發明提供了一種信號處理基板用錫膏的制備方法，包括： 陽02引 1)將Sn-化合金、儀、鉆、四水合氯金酸、聚乙締化咯燒酬、還原劑和水混合進行接 觸反應W制得活化金屬組合物；
[002引。將松香、松香胺、有機酸、咪挫、二締丙醋異氯尿酸進行加熱溶解W制得混合液I;
[0024] 3)將混合液I、觸變劑和防腐劑混合，然后冷卻W制得混合液II;
[00巧]4)將混合液II與聚乙二醇混合W制得助焊劑；
[00%] 5)將助焊劑進行冷藏處理；然后，在X射線存在的條件下，與活化金屬組合物在真 空條件下進行分散混合W制得信號處理基板用錫膏。
[0027] 在該方法的步驟1)中，各物料的用量可W在寬的范圍內選擇，在節約成本的前提 下，為了使得Sn-化合金、儀、鉆的表面能夠盡可能修飾金納米粒子，優選地，在步驟1)中， 相對于100重量份的Sn-化合金，儀的用量為1-1. 5重量份，鉆的用量為0. 5-0. 8重量份， 四水合氯金酸的用量為10-15重量份，聚乙締化咯燒酬的用量為8-15重量份，還原劑的用 量為10-15重量份，水的用量為150-200重量份。
[0028] 在本發明中，Sn-化合金可W是本領域中任何一種常規的Sn-化合金，但是為了使 得制得的錫膏具有更優異的化學穩定性、焊接溫度和擴展率，優選地，在步驟1)中，Sn-Zn 合金含有85-90重量％的錫，并且含有10-15重量％的鋒。
[0029] 在本發明中，還原劑可W是本領域中任何一種常規的還原劑，但是從成本上考慮， 優選地，還原劑為巧樣酸鋼和/或棚氨化鋼。
[0030] 在該方法的步驟1)中，接觸反應可W在寬的范圍內選擇，但是為了提高接觸反 應的效率和產率，優選地，接觸反應至少滿足W下條件：反應溫度為75-85°C，反應時間為 2-6h〇
[0031] 在本發明中，在步驟2)中，各物料的具體用量可W在寬的范圍內選擇，但是為了 使得制得的錫膏具有更優異的化學穩定性、焊接溫度和擴展率，優選地，相對于100重量份 的松香，松香胺的用量為30-40重量份，有機酸的用量為15-25重量份，咪挫的用量為9-17 重量份，二締丙醋異氯尿酸的用量為4-8重量份。
[0032] 在本發明中，在步驟2)中，有機酸的具體種類可W在寬的范圍內選擇，但是為了 使得制得的錫膏具有更優異的化學穩定性、焊接溫度和擴展率，優選地，有機酸選自蘋果 酸、水楊酸、月桂酸、硬脂酸和衣康酸中的一種或多種。
[0033] 在本發明中，在步驟2)中，加熱溶解的條件可W在寬的范圍內選擇，但是為了提 高溶解的效率，優選地，加熱溶解至少滿足W下條件：加熱溫度為145-165°C，加熱時間為 50-80min〇
[0034] 在本發明中，在步驟3)中，各物料的用量可W在寬的范圍內選擇，但是為了使得 制得的錫膏具有更優異的化學穩定性、焊接溫度和擴展率，優選地，相對于100重量份的混 合液I，觸變劑的用量為18-20重量份，防腐劑的用量為17-25重量份。
[0035] 在本發明中，在步驟3)中，觸變劑和防腐劑的種類可W在寬的范圍內選擇，但是 為了使得制得的錫膏具有更優異的化學穩定性、焊接溫度和擴展率，優選地，觸變劑選自氣 相二氧化娃、沉淀二氧化娃、有機膨潤±、氨化藍麻油和聚酷胺蠟中的一種或多種，防腐劑 選自棚酸、亞硝酸鹽、對苯二酪和徑基苯并=挫中的一種或多種。
[0036] 在本發明中，在步驟3)中，混合液II的溫度可W在寬的范圍內選擇，但是為了混 合液II與聚乙二醇快速、充分地混合，優選地，混合液II的溫度為15-35°C。
[0037] 在本發明中，在步驟4)中，各物料的用量可W在寬的范圍內選擇，但是為了使得 制得的錫膏具有更優異的化學穩定性、焊接溫度和擴展率，優選地，混合液II與聚乙二醇 的重量比為100 :7-14。
[003引在本發明中，在步驟5)中，各物料的用量可W在寬的范圍內選擇，但是為了使得 制得的錫膏具有更優異的化學穩定性、焊接溫度和擴展率，優選地，相對于100重量份的活 化金屬組合物，助焊劑的用量為15-30重量。
[0039] 在本發明中，在步驟5)中，冷藏處理的具體條件可W在寬的范圍內選擇，但是為 了使得制得的錫膏具有更優異的化學穩定性、焊接溫度和擴展率，優選地，冷藏處理至少