本發明專利技術涉及一種高活性環保低銀Sn-Ag-Cu系無鉛無鹵素錫膏，其主要針對低銀Sn-Ag-Cu系無鉛焊料潤濕性低，當前所使用的含鹵素助焊劑不符合環保要求等問題而設計的。本發明專利技術所述的錫膏是由重量百分比為11.8%的助焊劑和88.2%的Sn99Ag0.3Cu0.5Ni0.2錫粉組成，所述的助焊劑由以下組分組成：聚合松香、丙烯酸松香、丙二酸、己二酸、咪唑啉磷酸鹽、改性氫化蓖麻油、乙二撐雙硬脂酸酰胺、間苯二酚杯芳烴、聚氨酯、聚酰胺、苯并咪唑、苯并三氮唑、二乙二醇辛醚、四甘醇二甲醚。本發明專利技術所提供錫膏印刷性能好，活性強，潤濕性能好，無錫球，焊后殘留物無腐蝕，儲存壽命長，符合市場及環保要求。
【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于微電子封裝領域，涉及一種電子封裝連接材料，即涉及一種高活性環保低銀Sn-Ag-Cu系無鉛無鹵素錫膏。背景知識隨著人類環保意識的增強，微電子封裝行業中使用的Sn-Pb焊料合金中Pb的毒性及其對環境的污染問題日益受到人們的重視。因此，美國和歐盟相繼頒布了 Reid法案和WEEE及ROHS指令，其目的是通過立法來推動電子封裝行業的無鉛化進程。目前，微電子封裝行業中常用的無鉛焊料合金大都是以Sn為主要成分，通過添加Ag、Bi、Zn、Cu、In和Ni等元素構成的二元、三元甚至多元焊料合金。在這些無鉛焊料合金當中，Sn-Ag-Cu系無鉛焊料合金因其優良的綜合力學性能以及較高的可靠性能而被廣泛應 用。但Ag是貴金屬，其在焊料合金中的比例直接影響焊料合金的成本。因此，為了降低焊料合金成本，同時也為了減少粗大Ag3Sn金屬間化合物(易造成焊點過早失效)的形成，低銀的Sn-Ag-Cu系無鉛焊料合金的開發研究已經成為焊料合金發展的一種趨勢。研究發現，Ag含量的降低卻使得Sn-Ag-Cu系無鉛焊料合金自身的潤濕性有所降低，現有的無鹵助焊劑的活性已不滿足焊接要求，而用現有的含鹵素助焊劑配制的焊錫膏雖能在一定程度上滿足焊接要求，但是因為鹵素離子的存在不僅會影響產品的可靠性，而且鹵化物對臭氧層還具有極強的破壞作用，所以無鹵素的助焊劑和無鹵素錫膏已經成為微電子封裝行業的一個必然趨勢。
技術實現思路
本專利技術的目的是提供一種高活性環保低銀Sn-Ag-Cu系無鉛無鹵素錫膏。本專利技術的目的是通過以下技術方案來實現的所述的高活性環保低銀Sn-Ag-Cu系無鉛合金焊錫膏是由重量百分比為88. 2%的Sn99AgO. 3CuO. 5NiO. 2錫粉與11. 8%的助焊劑組成。所述的Sn99AgO. 3CuO. 5Ν 0. 2錫粉用超聲霧化方法來制備，錫粉的粒徑為38 45 μ m0所述的助焊劑由以下重量百分比組分組成聚合松香18% 20%、丙烯酸松香18. 5% 20. 5%、丙二酸4% 5. 5%、己二酸5% 6. 5%、咪唑啉磷酸鹽O. 65% O. 8%、改性氫化蓖麻油3. 5% 4%、乙二撐雙硬脂酸酰胺4% 4. 5%、間苯二酚杯芳烴2. 5% 3. 5%、聚氨酯3% 4. 5%、聚酰胺2. 5% 4%、苯并咪唑O. 1% O. 15%、苯并三氮唑O. 05% O. 1%、二乙二醇辛醚15. 5% 21. 2%、四甘醇二甲醚10. 45% 17%。本專利技術選用的丙烯酸松香酸值較高，約為200 240，配合活性較高的丙二酸和己二酸，可使錫膏具有較高的活性，且在長時間的儲存及印刷過程中活性也不會減弱，滿足焊接生產要求。采用聚合松香、聚酰胺和聚氨酯的配合使用，能確保錫膏具有合適的粘著力和粘度滿足印刷和貼裝要求。選用己二酸作為助焊劑的活性劑是因為其不僅活性強而且不吸潮，配合苯并咪唑和苯并三氮唑能保證錫膏具有較高的存儲壽命。與目前微電子封裝行業所用的含鹵素的錫膏相比，本專利技術所提供的錫膏印刷性能好，活性強，潤濕性能好，無錫球，焊后殘留物無腐蝕，儲存壽命長，符合市場及環保要求。附圖說明圖I為本專利技術實施例4錫膏的外觀形貌。圖2和圖3為本專利技術的實施例4錫膏與比較例錫膏(目前常用的含鹵素Sn99AgO. 3CuO. 5Ν 0. 2錫膏)在180天儲存期內粘度穩定性的對比曲線圖。圖4和圖5為本專利技術的實施例4錫膏與比較例錫膏在180天儲存期內Ti值穩定性的對比曲線圖。圖6和圖7為本專利技術的實施例4錫膏與比較例錫膏焊后殘留物對銅基板腐蝕性的對比圖。圖6和圖7中的A區域為殘留助焊劑覆蓋區域，B區域為銅基板被殘留助焊劑腐蝕的區域。圖8和圖9為本專利技術的實施例4錫膏與比較例錫膏印刷性的對比圖。圖10和圖11為本專利技術的實施例4錫膏與比較例錫膏在回流焊過程中錫球產生程度的對比圖。具體實施例方式實施例I :一種高活性環保低銀Sn-Ag-Cu系無鉛無鹵素錫膏是由重量百分比為88. 2%的Sn99AgO. 3CuO. 5NiO. 2錫粉與11. 8%的助焊劑組成。(I)助焊劑按照表I重量配比配制表I 權利要求1.高活性環保低銀Sn-Ag-Cu系無鉛無鹵素錫膏，由Sn99AgO.3CuO. 5Ν 0. 2錫粉和助焊劑組成，其特征在于，所述的助焊劑由以下重量百分比組分組成聚合松香18% 20%、丙烯酸松香18. 5% 20. 5%、丙二酸4% 5. 5%、己二酸5% 6. 5%、咪唑啉磷酸鹽O. 65% O. 8%、改性氫化蓖麻油3. 5% 4%、乙二撐雙硬脂酸酰胺4% 4. 5%、間苯二酚杯芳烴2. 5% 3. 5%、聚氨酯3% 4. 5%、聚酰胺2. 5% 4%、苯并咪唑O. 1% O. 15%、苯并三氮唑O. 05% O. 1%、二乙二醇辛醚15. 5% 21. 2%、四甘醇二甲醚10. 45% 17%。2.根據權利要求I所述的高活性環保低銀Sn-Ag-Cu系無鉛無鹵素錫膏，其特征在于所述Sn99AgO. 3CuO. 5NiO. 2錫粉和助焊劑的重量比為88. 2:11. 8。全文摘要本專利技術涉及一種高活性環保低銀Sn-Ag-Cu系無鉛無鹵素錫膏，其主要針對低銀Sn-Ag-Cu系無鉛焊料潤濕性低，當前所使用的含鹵素助焊劑不符合環保要求等問題而設計的。本專利技術所述的錫膏是由重量百分比為11.8%的助焊劑和88.2%的Sn99Ag0.3Cu0.5Ni0.2錫粉組成，所述的助焊劑由以下組分組成聚合松香、丙烯酸松香、丙二酸、己二酸、咪唑啉磷酸鹽、改性氫化蓖麻油、乙二撐雙硬脂酸酰胺、間苯二酚杯芳烴、聚氨酯、聚酰胺、苯并咪唑、苯并三氮唑、二乙二醇辛醚、四甘醇二甲醚。本專利技術所提供錫膏印刷性能好，活性強，潤濕性能好，無錫球，焊后殘留物無腐蝕，儲存壽命長，符合市場及環保要求。文檔編號B23K35/362GK102941420SQ20121045918公開日2013年2月27日 申請日期2012年11月15日 優先權日2012年11月15日專利技術者沈駿, 尹恒剛, 趙瑪麗 申請人:重慶大學本文檔來自技高網...
【技術保護點】
高活性環保低銀Sn?Ag?Cu系無鉛無鹵素錫膏，由Sn99Ag0.3Cu0.5Ni0.2錫粉和助焊劑組成，其特征在于，所述的助焊劑由以下重量百分比組分組成：聚合松香18%～20%、丙烯酸松香18.5%～20.5%、丙二酸4%～5.5%、己二酸5%～6.5%、咪唑啉磷酸鹽0.65%～0.8%、改性氫化蓖麻油3.5%～4%、乙二撐雙硬脂酸酰胺4%～4.5%、間苯二酚杯芳烴2.5%～3.5%、聚氨酯3%～4.5%、聚酰胺2.5%～4%、苯并咪唑0.1%～0.15%、苯并三氮唑0.05%～0.1%、二乙二醇辛醚15.5%～21.2%、四甘醇二甲醚10.45%～17%。
【技術特征摘要】
【專利技術屬性】
技術研發人員：沈駿，尹恒剛，趙瑪麗，
申請(專利權)人：重慶大學，
類型：發明
國別省市：
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