一种焊料助焊剂及其制备方法及焊料技术

本发明专利技术属于电子钎焊技术领域，尤其涉及一种焊料助焊剂及其制备方法及焊料，该焊料助焊剂包括按重量份数计包括5～8份混合酸活性剂、10～15份成膜剂、75～80份溶剂、0.5～1份缓蚀剂、0.5～1份表面活性剂和0.1～3份pH调节剂。本发明专利技术的焊料助焊剂具有低熔点的特点，适用于超低熔点的高熵焊料，避免焊接孔洞、裂纹以及焊接质量差的情况。焊接质量差的情况。焊接质量差的情况。

【技术实现步骤摘要】
一种焊料助焊剂及其制备方法及焊料


[0001]本专利技术属于电子钎焊
，尤其涉及一种焊料助焊剂及其制备方法及焊料。

技术介绍

[0002]作为助焊剂应具有溶解或破坏母材表面氧化膜的能力，钎剂的熔化和活性温度应低于钎料熔化温度，当达到钎料熔化时，钎剂已充分去除母材表面的氧化物，为钎料能充分润湿母材作好铺展准备。目前普遍的助焊剂都是针对130℃以上的焊料，其中专利CN 106271217 A专利技术的免洗无卤助焊剂主要配合135℃～156℃之间的焊料使用。随着3D IC封装向着叠层结构方向发展，市面上出现了一些超低熔点的无铅焊料，例如SnBiInZn高熵焊料，它综合Sn
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Zn、Sn
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Bi和Sn
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In三种低熔点钎料的特性，打破传统二元合金的局限，各元素如按摩尔比1:1:1:1比例的SnBiInZn焊料，熔点在熔点80℃左右，DSC分析如图1所示。SnBiInZn高熵焊料在100℃回流温度下原子扩散非常缓慢，生成的焊点界面金属间化合物(IMC)层厚度非常薄，钎料接头的强度完全满足电子封装技术的要求。IMC层厚度薄可有效延缓焊点的老化进程，目前已引起业界的广泛关注。由于SnBiInZn焊料物理化学性质(如熔点、表面张力和抗氧化能力等)的独特性导致其焊接工艺发生变化，主要体现在对助焊剂体系的活化特性、耐热性和挥发性等问题提出了新的要求。长期以来使用的锡铅、锡铋、锡银铜、锡铟等焊料助剂如果简单运用于SnBiInZn高熵焊料，如果焊料在其熔点2倍以上的温度下钎焊，不但浪费能源，焊料发生严重氧化和过烧，焊点内部的元素发生过度活跃的扩散，焊点金属间化合物出现早期的奥斯特瓦尔德熟化现象，甚至出现Kirkendall孔洞或裂纹；如果在焊料熔化温度下钎焊，市场上的助焊剂的活性尚未起到除膜和铺展作用，使得焊点质量变差。因此必须对SnBiInZn高熵焊料相匹配的助焊剂配方重新设计，目前与之匹配的助焊剂尚少。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的之一在于：针对现有技术的不足，而提供一种焊料助焊剂，具有低熔点的特点，适用于超低熔点的高熵焊料，避免焊接孔洞、裂纹以及焊接质量差的情况。
[0004]为了实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0005]一种焊料助焊剂，按重量份数计包括5～8份混合酸活性剂、10～15份成膜剂、75～80份溶剂、0.5～1份缓蚀剂、0.5～1份表面活性剂和0.1～3份pH调节剂。
[0006]优选地，所述混合酸活性剂包括乳酸、乙醇酸、苹果酸、苯甲酸、马来酸中的一种或几种混合物。
[0007]优选地，所述成膜剂包括以下重量百分比的原料：85％～95％丙烯酸树脂、3％～10％松香以及1％～5％松香甘油酯。
[0008]优选地，所述溶剂包括以下重量百分比的原料：40％～60％丙酮、2％～10％一缩二乙二醇、6％～15％非异氰酸酯聚氨酯、12％～20％二乙二醇单丁醚、12％～20％二乙二醇二丁醚。
[0009]优选地，所述缓蚀剂包括以下重量百分比的原料：70％～90％苯并三氮唑，20％～30％8
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羟基喹啉。
[0010]优选地，所述表面活性剂包括甲基硅油、壬基酚聚氧乙烯醚中的一种或几种混合物。
[0011]优选地，所述pH调节剂包括乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、乙二胺、二乙胺一种或至少两种的混合物。
[0012]本专利技术的目的之二在于：针对现有技术的不足，而提供一种焊料助焊剂的制备方法，制备出的助焊剂具有更好的稳定性和湿润性，焊接效果好，不会存在飞溅问题。
[0013]为了实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0014]一种焊料助焊剂的制备方法，包括以下步骤：
[0015]步骤S1、将部分溶剂与部分成膜剂混合，水浴加热搅拌溶解得到第一组分；
[0016]步骤S2、将部分溶剂与剩余成膜剂混合，水浴加热搅拌溶解得到第二组分；
[0017]步骤S3、将剩余溶剂与混合酸活性剂混合，水浴加热搅拌溶解得到第三组分；
[0018]步骤S4、将第一组分、第二组分、第三组分和缓蚀剂、表面活性剂和pH调节剂混合，溶解冷却即得焊料助焊剂。
[0019]优选地，所述步骤S1、步骤S2、步骤S3中水浴加热的温度为40～90℃。
[0020]本专利技术的目的之三在于：针对现有技术的不足，而提供一种焊料，具有超低焊接温度，适合于3D IC封装。
[0021]为了实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0022]一种焊料，包括上述的焊料助焊剂。
[0023]相对于现有技术，本专利技术白的有益效果在于：本专利技术的焊料助焊剂具有低熔点的特点，适用于超低熔点的高熵焊料，避免焊接孔洞、裂纹以及焊接质量差的情况。
附图说明
[0024]图1是现有技术SnBiInZn焊料的DSC曲线。
[0025]图2是实施例1
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3以及对比例1制备出焊料助焊剂温度稳定性测试对照图。
[0026]图3是实施例1
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3以及对比例1
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3制备出焊料助焊剂焊点宏观形貌对照图。
[0027]图4是实施例1
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3以及对比例1
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3制备出焊料助焊剂焊接后焊接接头微观形貌对照图。
[0028]图5是实施例1
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3以及对比例1
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3制备出焊料助焊剂耐腐蚀性测试对比图。
具体实施方式
[0029]下面结合具体实施方式和说明书附图，对本专利技术作进一步详细的描述，但本专利技术的实施方式并不限于此。
[0030]1、一种焊料助焊剂，按重量份数计包括5～8份混合酸活性剂、10～15份成膜剂、75～80份溶剂、0.5～1份缓蚀剂、0.5～1份表面活性剂和0.1～3份pH调节剂。优选地，一种焊料助焊剂，按重量份数计包括6～8份混合酸活性剂、12～15份成膜剂、76～80份溶剂、0.8～1份缓蚀剂、0.8～1份表面活性剂和0.3～3份pH调节剂，更优选地，一种焊料助焊剂，按重量份数计包括6.5～8份混合酸活性剂、12～15份成膜剂、77～80份溶剂、0.85～1份缓蚀剂、
0.8～0.9份表面活性剂和0.3～2.5份pH调节剂。具体地，混合酸活性剂的重量份数为5份、6份、7份、8份，成膜剂的重量份数比为10份、11份、12份、13份、14份、15份，溶剂的重量份数比为0.5份、0.6份、0.7份、0.8份、0.9份、1份。缓蚀剂的重量份数比为0.5份、0.6份、0.7份、0.8份、0.9份、1份。表面活性剂的重量份数比为0.5份、0.6份、0.7份、0.8份、0.9份、1份。pH调节剂的重量份数比为0.5份、0.6份、0.7份、0.8份、0.9份、1份、1.2份、1.4份、1.6份、1.8份、2.0份、2.5份、3份。
[0031]现有的助焊剂熔点高，而SnBiInZn高熵焊料具有超低熔点，如图1所示，现本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种焊料助焊剂，其特征在于，按重量份数计包括5～8份混合酸活性剂、10～15份成膜剂、75～80份溶剂、0.5～1份缓蚀剂、0.5～1份表面活性剂和0.1～3份pH调节剂。2.根据权利要求1所述的焊料助焊剂，其特征在于，所述混合酸活性剂包括乳酸、乙醇酸、苹果酸、苯甲酸、马来酸中的一种或几种混合物。3.根据权利要求1所述的焊料助焊剂，其特征在于，所述成膜剂包括以下重量百分比的原料：85％～95％丙烯酸树脂、3％～10％松香以及1％～5％松香甘油酯。4.根据权利要求1所述的焊料助焊剂，其特征在于，所述溶剂包括以下重量百分比的原料：40％～60％丙酮、2％～10％一缩二乙二醇、6％～15％非异氰酸酯聚氨酯、12％～20％二乙二醇单丁醚、12％～20％二乙二醇二丁醚。5.根据权利要求1所述的焊料助焊剂，其特征在于，所述缓蚀剂包括以下重量百分比的原料：70％～90％苯并三氮唑，20％～30％8
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羟基喹啉。6.根据权利要求1所述的焊料助焊...

【专利技术属性】
技术研发人员：李蓉，张雪灵，
申请(专利权)人：深圳市聚峰锡制品有限公司，
类型：发明
国别省市：