用于焊接多级封装贴片元件的专用焊锡膏制造技术

本发明专利技术属于一种用于焊接多级封装贴片元件的专用焊锡膏，具体适用于焊接后服役温度高于240℃以上的应用，包括锡合金、纳米金属、稀土合金和助焊膏，锡合金粉末为锡银合金粉末、锡锑合金粉末、锡铜合金粉末和锡铅合金粉末的一种或者两种的混合物；纳米金属粉末为铜粉、铅粉、钛粉、钴粉和金粉的一种或者多种混合物；所述的助焊膏的有效成分包括氢化松香、二乙二醇单己醚、丁二酸、甲基苯骈三氮唑和柠檬酸；其制作方法包括制备锡合金粉末、纳米金属粉末、稀土合金粉末、助焊膏和混合几个步骤，采用本技术方案的发明专利技术，通过在锡膏中添加单质金属颗粒或合金颗粒，并添加相对应的纳米辅助添加剂，制备成本低于纳米焊膏，且易于实现，应用范围更广泛。

Special solder paste for welding multi-stage packaging chip components

【技术实现步骤摘要】
用于焊接多级封装贴片元件的专用焊锡膏
本专利技术涉及一种专用于多级封装贴片元件焊接的焊锡膏，具体适用于焊接后服役温度高于240℃以上的应用。本专利技术是一种新用途的专利技术专利，改变了原来用于焊接多级封装贴片元件的锡膏的成分和比例。
技术介绍
互连焊点提供电气和机械连接，是电子器件中必不可少的组成部分。焊锡膏作为一种新型焊接材料近年来被广泛用于贴片元件的封装，焊锡膏是由钎料合金粉末与助焊剂均匀混合而成的膏状物，是一种随着SMT技术迅速发展应运而生的高端焊接材料，其为回流焊提供形成焊接点的钎料、促进清洁和润湿表面的助焊剂，并在钎料熔化前发挥固定元器件等作用。焊锡膏作为SMT中关键的连接材料，其品质优劣直接决定表面贴装器件的使用可靠性，如性能不佳的焊锡膏会导致电子元器件在回流焊后出现锡珠、桥连、立碑、不润湿等缺陷，这将严重危及电子产品的正常使用。随着科技的快速发展，电子器件的复杂程度也越来越高，对封装技术提出了更高的要求，随着多级封装的拓展，会对印制电路板（PCB）多次焊接。目前针对该类封装形式，现有技术存在以下问题：一、二次（多次）焊接时，印制电路板（PCB）的温度较高，通常在240℃以上，对于服役熔点低的焊锡膏，会使已形成的焊点再次融化，造成已经焊接好的元件焊接不实，严重影响了焊接的品质，降低了产品性能；二、对于部分已完成底部填充胶保护的元件，在二次（多次）焊接时，高温下熔化的焊锡会由于底部填充胶间隙的毛细现象被吸入胶体内部小孔，造成元件短路。现有技术解决该类问题主要采用烧结银膏替代焊锡膏，烧结银膏在较低温度下实现烧结，连接元件与基底，在高温情况下依然能保持焊接的可靠性。但这种焊接材料相比焊锡膏存在两方面缺点：一、烧结银膏主要原料为贵金属银，生产成本较高；二、利用烧结银膏焊接的器件不利于重工或返修。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供用于焊接多级封装贴片元件的专用焊锡膏，解决目前焊锡膏在焊接熔点低，又适应服役温度高的情况下熔点高的技术问题，替换目前采用的烧结银膏，降低生产成本，有利于焊接的器件的重工或返修。为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案为：用于焊接多级封装贴片元件的专用焊锡膏，所述焊锡膏由锡合金粉末、纳米金属粉末、稀土合金粉末和助焊膏混合而成。锡合金粉末为锡银合金粉末、锡锑合金粉末、锡铜合金粉末和锡铅合金粉末的一种或者两种的混合物；纳米金属粉末为铜粉、铅粉、钛粉、钴粉和金粉的一种或者多种混合物；助焊膏的有效成分包括氢化松香、二乙二醇单己醚、丁二酸、甲基苯骈三氮唑和柠檬酸。锡合金粉末中，按质量百分比，锡2%~96%：铅1%~92%、银0.6%~4%：铜0.05%~0.8%：锑10%~25%；纳米金属粉末中，按质量百分比，铜2%~60%：铅0.5%~15%：钛0.1%~5%：钴0.1%~5%：金0.1%~10%；稀土合金粉末中，按照质量百分比，稀土合金粉末0.01%~2%：纳米金属粉98%~99.9%；助焊膏中，按质量百分比，氢化松香3%~8%：二乙二醇单己醚1%~6%：丁二酸0.1%~0.8%、甲基苯骈三氮唑0.03%~0.1%和柠檬酸0.01%~0.2%。进一步，限定所述的锡合金粉末中，按质量百分比，锡2%~96%：铅1%~92%、银0.6%~4%：铜0.05%~0.8%：锑10%~25%。进一步，限定所述的纳米金属粉末中，按质量百分比，铜2%~60%：铅0.5%~15%：钛0.1%~5%：钴0.1%~5%：金0.1%~10%。进一步，限定所述的稀土合金粉末中，按照质量百分比，稀土合金粉末0.01%~2%：纳米金属粉98%~99.9%。进一步，限定所述的助焊膏中，按质量百分比，氢化松香3%~8%：二乙二醇单己醚1%~6%：丁二酸0.1%~0.8%、甲基苯骈三氮唑0.03%~0.1%和柠檬酸0.01%~0.2%。本专利技术要解决的另外一个技术问题是提供一种用于焊接多级封装贴片元件的专用焊锡膏的制备方法，解决上述这种焊接熔点低，又适应服役温度高的情况下熔点高的焊锡膏制备方法。为了解决上述技术问题，本专利技术，一种用于焊接多级封装贴片元件的专用焊锡膏的制备方法，包括以下步骤，步骤一，制备锡合金粉末，制备锡合金粉末包括制备锡银合金粉末、锡铜合金粉末和锡锑合金粉末，具体步骤如下，a.按照质量百分比3:7的锡银比例将炼制锡银母合金的原料通过进料口加入到中频炉中，中频炉的温度设定为1100-1200℃，到温后把炉体倾斜，将制得母合金倒入不锈钢容器，冷却备用；b.按照质量百分比1:10的锡铜比例将炼制锡铜母合金的原料通过进料口加入到中频炉中，中频炉的温度设定为1100-1200℃，将制得母合金倒入不锈钢容器，冷却备用；c.按照质量百分比1:10的锡锑比例将炼制锡锑母合金的原料通过进料口加入到真空炉中，真空炉的温度设定为650-800℃，将制得母合金倒入不锈钢容器，冷却备用；d.按照质量百分比1:10的锡铅比例将炼制锡铅母合金的原料通过进料口加入到真空炉中，真空炉的温度设定为1300-1400℃，将制得母合金倒入不锈钢容器，冷却备用；e.将从步骤a、b、c、d获得的母合金的其中一种或二种合金倒入不锈钢容器中与质量百分比10%的锡粉在温度200-300℃下充分混合，搅拌60分钟后，静置180分钟，制成合金备用；f.当温度降低到150-180℃时，在上述制得的合金中加入质量百分比为0.6%~12%的钾金属粉末，搅拌60分钟，将温度升至200-300℃，静置20分钟后，舀出冷却，做成合金备用；g.将上述合金通过粉末雾化成型设备，经过分级筛选制备成锡合金粉末备用；步骤二，制备纳米金属粉末，h.将铜、铅、钛、钴、金的其中一种进行熔炼或多种熔炼成合金，通过纳米粉末成型设备，经过离心分级筛选，制备成纳米金属粉末备用；步骤三，制备稀土合金粉末，i.将稀土合金通过粉末成型设备，经过分级筛选，制备成稀土合金粉末备用；步骤四，制备助焊膏，j.助焊膏的制备：将3%~8%的氢化松香加入反应釜中120℃~140℃搅拌熔化后，加入1%~6%的二乙二醇单己醚均匀搅拌，待冷却至80℃~110℃后加入0.1%~0.8%丁二酸及0.03%~0.1%的甲基苯骈三氮唑均匀搅拌，待冷却至40~50℃后加入0.01%~0.2%的柠檬酸均匀搅拌并冷却至室温后，制备成助焊膏备用；步骤五，搅拌混合成焊锡膏，k.将上述制备的助焊膏及锡合金粉末、纳米金属（或合金）粉末、稀土合金粉末先后加入全自动行星搅拌机中，在真空条件下搅拌均匀后分装，在2~10℃条件下保存。进一步，限定所述的用于焊接多级封装贴片元件的专用焊锡膏的制备方法的步骤一，制备锡合金粉末中，还包括有制备锡铅合金粉末，具体步骤为，按照质量百分比63：37的锡铅比例将炼制锡铅母合金的原料通过进料口加入到中频炉中，中频炉的温度设定为1300-1400℃，到温后把炉体倾斜，将制得母合金倒入不锈钢容器，冷却备用。进一步本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于焊接多级封装贴片元件的专用焊锡膏，其特征在于：包括锡合金粉末、纳米金属粉末、稀土合金粉末和助焊膏，其中，所述的锡合金粉末为锡银合金粉末、锡锑合金粉末、锡铜合金粉末和锡铅合金粉末的一种或者两种的混合物；纳米金属粉末为铜粉、铅粉、钛粉、钴粉和金粉的一种或者多种混合物；所述的助焊膏的有效成分包括氢化松香、二乙二醇单己醚、丁二酸、甲基苯骈三氮唑和柠檬酸。/n

【技术特征摘要】
1.一种用于焊接多级封装贴片元件的专用焊锡膏，其特征在于：包括锡合金粉末、纳米金属粉末、稀土合金粉末和助焊膏，其中，所述的锡合金粉末为锡银合金粉末、锡锑合金粉末、锡铜合金粉末和锡铅合金粉末的一种或者两种的混合物；纳米金属粉末为铜粉、铅粉、钛粉、钴粉和金粉的一种或者多种混合物；所述的助焊膏的有效成分包括氢化松香、二乙二醇单己醚、丁二酸、甲基苯骈三氮唑和柠檬酸。


2.根据权利要求1所述的用于焊接多级封装贴片元件的专用焊锡膏，其特征在于：所述的锡合金粉末中，按质量百分比，锡2%~96%：铅1%~92%、银0.6%~4%：铜0.05%~0.8%：锑10%~25%。


3.根据权利要求1所述的用...

【专利技术属性】
技术研发人员：林文良，
申请(专利权)人：深圳群崴半导体材料有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44