环氧树脂复合Sn-Bi无铅焊膏制造技术

本发明专利技术涉及一种环氧树脂复合Sn

【技术实现步骤摘要】
环氧树脂复合Sn-Bi无铅焊膏


[0001]本专利技术涉及冶金领域的钎焊材料，尤其涉及一种环氧树脂复合Sn-Bi焊膏。

技术介绍

[0002]随着电子产品更新换代速度的加快，对电子封装技术尤其是微纳连接领域的要求越来越高。在需要微焊点尺寸越来越小的同时，焊接部位所需要承受的力、电、热能负荷量却与日俱增，因此对于钎焊接头的可靠性和钎焊效率提出了越来越高的要求。
[0003]研究结果表明：焊接材料、封装基板和底部填充物对芯片级封装LED的散热性能均有影响。通过计算，焊接材料的影响因子为8.54，可见，提升焊接材料的性能对LED产品以及众多电子器件的性能乃至产品可靠性具有重要的意义。
[0004]针对LED产品的特殊性，其制造过程中使用的钎料熔点宜选用较低的Sn-Bi钎料。虽然Sn-Bi钎料的抗拉强度和抗蠕变性能都优于Sn-Pb钎料，使得Sn-Bi钎料在温度敏感区以及分级封装的外层钎焊连接中都体现出了巨大的优势，但是具有硬脆性质的富Bi相在液态Sn-Bi钎料冷却过程中易结晶并形成粗大的长条状/块状的不规则组织，导致合金的脆性随着Bi相的含量增高，使其塑性降低，钎焊焊点可靠性无法满足日新月异出现的新型电子产品连接的需要。
[0005]CN109175771A公开了一种“环氧树脂复合Sn-Bi焊膏”，CN108971794A公开了“一种含有环氧树脂的复合Sn-Bi无铅焊膏”。上述专利技术均是采用环氧树脂与Sn-Bi无铅焊膏复合，通过Sn-Bi无铅焊膏、环氧树脂、固化剂、促进剂的合理匹配与优化组合，制备出具有更高“焊点剪切强度”的复合Sn-Bi无铅焊膏。但是，上述环氧树脂复合Sn-Bi焊膏仍然存在不足，特别是在“高温高湿可靠性”、“冷热冲击可靠性”等重要技术指标上，仍然不能满足日益增长的、高速发展的新型电子产品制造的需要。
[0006]然而，众所周知，钎焊焊点可靠性高是保证电子器件使用寿命长的关键技术指标。高的焊点可靠性，除了钎焊焊点的具有较高的强度外，还必需具有优良的高温高湿可靠性、冷热冲击可靠性。由此，亟需开发一种具有优良的高温高湿可靠性、冷热冲击可靠性的焊膏。

技术实现思路

[0007]针对现有技术中存在的以上问题，本专利技术的目的之一在于提供一种环氧树脂复合Sn-Bi无铅焊膏，其具有良好的润湿铺展性能、钎焊接头的抗剪强度高，并且在高温高湿可靠性、冷热冲击可靠性等重要技术指标上具有显著的优势。
[0008]为达成上述的目的，本专利技术提供一种环氧树脂复合Sn-Bi无铅焊膏，按质量百分数计，包含以下组分：
[0009]环氧树脂组合物，3％-10％；
[0010]Ag粉末，0.001％～1.5％；
[0011]金属Ga，0.001％～0.5％；
[0012]Sn-Bi无铅焊膏，余量；
[0013]其中，所述环氧树脂组合物由环氧树脂、固化剂和促进剂按照100︰10～32︰0.5～8的质量配比组成。
[0014]本专利技术提供的上述环氧树脂复合Sn-Bi无铅焊膏中，在环氧树脂组合物和Sn-Bi无铅焊膏的基础上添加了Ag粉末和金属Ga，并且将上述各组分的配比以及环氧树脂组合物中各组分的配比进行了优化，与现有Sn-Bi无铅焊膏相比，不仅具有良好的润湿铺展性能，而且能显著提高钎焊接头的抗剪强度和可靠性，尤其是高温高湿可靠性和冷热冲击可靠性，可用于电子行业元器件的再流焊。并且，焊膏中添加的微量金属Ga可以有效地与Ag元素的产生“协同效应”，提高环氧树脂复合焊膏的高温高湿可靠性、冷热冲击可靠性。由Ag-Ga二元相图可知，金属Ga与Ag元素能够生成Ag-Ga金属间化合物，能有效避免由于钎剂中存在的微量Cl离子与Ag离子生成稳定的AgCl造成再流焊时钎焊焊膏润湿性能恶化的问题。
[0015]本专利技术所述的环氧树脂复合Sn-Bi无铅焊膏，其中优选的是，所述环氧树脂组合物按质量百分数计的配比为3％，所述环氧树脂、所述固化剂与所述促进剂的质量配比为：环氧树脂︰固化剂︰促进剂＝100︰10︰0.5，Ag粉末为0.001％，金属Ga为0.5％。
[0016]本专利技术所述的环氧树脂复合Sn-Bi无铅焊膏，其中优选的是，所述环氧树脂组合物按质量百分数计的配比为5％，所述环氧树脂、所述固化剂与所述促进剂的质量配比为：环氧树脂︰固化剂︰促进剂＝100︰15︰1.5，Ag粉末为0.1％，金属Ga为0.1％。
[0017]本专利技术所述的环氧树脂复合Sn-Bi无铅焊膏，其中优选的是，所述环氧树脂组合物按质量百分数计的配比为7％，所述环氧树脂、所述固化剂与所述促进剂的质量配比为：环氧树脂︰固化剂︰促进剂＝100︰25︰6，Ag粉末为0.5％，金属Ga为0.01％。
[0018]本专利技术所述的环氧树脂复合Sn-Bi无铅焊膏，其中优选的是，所述环氧树脂组合物按质量百分数计的配比为10％，所述环氧树脂、所述固化剂与所述促进剂的质量配比为：环氧树脂︰固化剂︰促进剂＝100︰32︰8，Ag粉末为1.5％，金属Ga为0.001％。
[0019]本专利技术所述的环氧树脂复合Sn-Bi无铅焊膏，其中，所述环氧树脂优选包括NPEL-134酚醛环氧树脂、NPEL-127H型双酚A、E44型双酚A和E51型双酚A中的至少一种。
[0020]本专利技术所述的环氧树脂复合Sn-Bi无铅焊膏，其中，所述固化剂优选包括芳香族多胺、脂环族多胺和双氰胺中的至少一种。
[0021]本专利技术所述的环氧树脂复合Sn-Bi无铅焊膏，其中，所述促进剂优选包括SH-A80、SH-A85、SH-A90和SH-A95中的至少一种。
[0022]本专利技术所述的环氧树脂复合Sn-Bi无铅焊膏，其中优选的是，所述Sn-Bi无铅焊膏为含P的Sn-Bi无铅焊膏，所述Sn-Bi无铅焊膏包含85％～95wt％的Sn-Bi合金粉末和余量的助焊剂。
[0023]上述Sn-Bi无铅焊膏可以选用市售的Sn-Bi无铅焊膏，也可以选用自制的Sn-Bi无铅焊膏。
[0024]本专利技术所述的环氧树脂复合Sn-Bi无铅焊膏，其中优选的是，所述Sn-Bi合金粉末中，按质量百分比计，Bi元素含量为33％～60％，P含量为0.001％～0.1％，余量为Sn。
[0025]上述Sn-Bi合金粉末可以选用市售的Sn-Bi合金粉末，也可以选用自制的Sn-Bi合金粉末。市售或自制的合金粉末，可以采用常规方法制备成Sn-Bi无铅焊膏。
[0026]本专利技术所述的环氧树脂复合Sn-Bi无铅焊膏，其中，所述Sn-Bi合金粉末的颗粒直
径优选为15μm～65μm。
[0027]本专利技术所述的环氧树脂复合Sn-Bi无铅焊膏，其中，所述助焊剂优选为ECO Flux 823或LFD。
[0028]本专利技术所述的环氧树脂复合Sn-Bi无铅焊膏，其中，所述Ag粉末的颗粒直径优选为15μm～65μm。
[0029]本专利技术所述的环氧树脂复合Sn-Bi无铅焊膏，其中，所述金属Ga的添加温度优选为80℃
±
5℃。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种环氧树脂复合Sn-Bi无铅焊膏，其特征在于，按质量百分数计，包含以下组分：环氧树脂组合物，3％-10％；Ag粉末，0.001％～1.5％；金属Ga，0.001％～0.5％；Sn-Bi无铅焊膏，余量；其中，所述环氧树脂组合物由环氧树脂、固化剂和促进剂按照100︰10～32︰0.5～8的质量配比组成。2.根据权利要求1所述的环氧树脂复合Sn-Bi无铅焊膏，其特征在于，所述环氧树脂组合物按质量百分数计的配比为3％，所述环氧树脂、所述固化剂与所述促进剂的质量配比为：环氧树脂︰固化剂︰促进剂＝100︰10︰0.5，Ag粉末为0.001％，金属Ga为0.5％。3.根据权利要求1所述的环氧树脂复合Sn-Bi无铅焊膏，其特征在于，所述环氧树脂组合物按质量百分数计的配比为5％，所述环氧树脂、所述固化剂与所述促进剂的质量配比为：环氧树脂︰固化剂︰促进剂＝100︰15︰1.5，Ag粉末为0.1％，金属Ga为0.1％。4.根据权利要求1所述的环氧树脂复合Sn-Bi无铅焊膏，其特征在于，所述环氧树脂组合物按质量百分数计的配比为7％，所述环氧树脂、所述固化剂与所述促进剂的质量配比为：环氧树脂︰固化剂︰促进剂＝100︰25︰6，Ag粉末为0.5％，金属Ga为0.01％。5.根据权利要求1所述的环氧树脂复合Sn-Bi无铅焊膏，其特征在于，所述环氧树脂组合物按质量百分数计的配比为10％，所述环氧树脂、所述固化剂与所述促进剂的质量配比为：环氧树脂︰固化剂︰促进剂＝100︰32︰8，Ag粉末为1.5％，金属Ga为0.001％。6.根据权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘露，王永元，李柏霖，薛松柏，
申请(专利权)人：中达电子江苏有限公司，
类型：发明
国别省市：