高精密纳米焊锡膏及其制备方法技术

本申请提供一种高精密纳米焊锡膏及其制备方法，其由液态焊料、助焊剂、助剂、溶剂组成，其中液态焊料由纳米铜锑合金、纳米锡、银、丙烯酸树脂、异佛尔酮稀释剂组成，通过将纳米铜锑合金、纳米锡作为液态焊料的主要成分，使得焊锡膏焊接完成后焊点尺寸规格进一步缩小，满足现有电子设备高精密度焊接的需求，具有焊料粒径小，但抗氧化程度高，保质期较长，便于推广实施的优点。施的优点。

【技术实现步骤摘要】
高精密纳米焊锡膏及其制备方法


[0001]本专利技术属于锡焊材料
，具体涉及一种高精密纳米焊锡膏及其制备方法。

技术介绍

[0002]焊锡膏是伴随着SMT应运而生的一种新型焊接材料，是由焊锡粉、助焊剂等形成的膏状混合物，其主要用于SMT行业PCB表面电阻、电容、IC等电子元器件的焊接，现有焊锡膏按照锡粉的粒径，锡膏可分为3
‑
8级焊锡膏，其中8级焊锡膏指使用粒径为2
‑
8μm的锡粉制备得到的焊锡膏，随着手机等电子设备的精密程度显著提升，受设备装配规格的限制，现有的焊锡膏粒径等级无法满足精密电子元器件焊接需求，现有纳米金属金属粉末比表面机大，焊接过程中更容易氧化，焊接完成后焊渣多，不良品率高，不便于电子元器件的焊接，现急需一种精密度更高，抗氧化性能高，满足电子元器件迭代焊接需求的高精密纳米焊锡。

技术实现思路

[0003]本专利技术为了解决现有焊锡膏无法满足高精密度电子元器件焊接需求的技术问题，提出了一种高精密纳米焊锡膏；
[0004]本专利技术的第二个目的是提供一种高精密纳米焊锡膏的制备方法。
[0005]为了达到第一个目的，本申请采用如下方案：
[0006]高精密纳米焊锡膏，按重量份数计由以下组分组成，液态焊料75
‑
82份，助焊剂10
‑
17份，溶剂6
‑
8份，助剂1
‑
2份；
[0007]所述液态焊料按重量份数计由以下组分组成，纳米铜锑合金3
‑
5份、纳米锡28
‑
35份、银1
‑
3份、丙烯酸树脂12
‑
18份、异佛尔酮稀释剂28
‑
33份；
[0008]所述助焊剂按重量份数计由以下组分组成，成膜剂5
‑
7份、活化剂2
‑
3份、触变剂1
‑
2份、缓刻蚀剂0.5
‑
1份、润湿剂0.5
‑
1份。
[0009]优选的，所述溶剂为乙醇、乙酸乙酯、乙酸丁酯、丙酮中的一种或一种以上的组合物；更优选的，所述溶剂为乙醇、乙酸乙酯、丙酮质量比为1：3：0.5的混合物。
[0010]优选的，所述助剂按重量份数计由以下组分组成，稳定剂0.5
‑
1份和分散剂0.5
‑
1份。
[0011]优选的，所述触变剂为甘油基三
‑
12
‑
羟基硬脂酸盐、聚酰胺、硬脂酰胺的中的一种或一种以上的组合物，所述缓刻蚀剂为苯丙三氮唑，所述润湿剂为OP
‑
10，更优选的，所述触变剂为聚酰胺和硬脂酰胺的1：1混合物，所述成膜剂、活化剂、触变剂复配后可显著提升焊锡膏的扩展性，使得焊锡膏与焊盘上的铺张面积显著提升。
[0012]优选的，所述活化剂为草酸、柠檬酸、三乙醇胺质量比为1：1：2的混合物，其活性优良，腐蚀性适中，可高效取出焊盘表面氧化物，且焊接过程中不会腐蚀焊盘。
[0013]优选的，所述纳米铜锑合金的制备方法包括以下步骤：
[0014]S101.将铜锑合金块置于坩埚内于40
‑
60℃条件下，预热干燥5
‑
20min；
[0015]S102.将干燥完成的铜锑合金置于电弧等离子体蒸发机内，使用真空泵抽真空至
真空度0.03
‑
0.056MPa，静置10
‑
20min；
[0016]S103.将氢气、氩气以及氦气混合气体在0.05
‑
0.08MPa的条件下通入电弧等离子体蒸发机内，在阴极电流580
‑
650A的条件下蒸发铜锑合金，冷却后得到粒径为190
‑
410nm的粗纳米铜锑合金；
[0017]S104.将所述步骤S103中得到的粗纳米铜锑合金进行钝化改性，即得纳米铜锑合金。
[0018]优选的，所述铜锑合金的制备方法包括以下步骤：将质量分数为93wt％的铜以及质量分数为7wt％的锑同时加入坩埚中高温熔炼，得到液态铜锑合金，将液态铜锑合金倒入模具后冷却至室温得到铜锑合金。
[0019]优选的，所述步骤S103中氢气、氩气以及氦气的体积比为1
‑
3：5
‑
8：1。
[0020]实际使用过程中，将铜锑合金置于电弧等离子体蒸发机中，将铜锑合金蒸发成为铜锑蒸汽，通入氢气、氩气以及氦气混合气体后，铜锑蒸汽被氢气活化，与氦气和氩气碰撞后成核，沉降形成粗纳米铜锑合金，以0.05
‑
0.08MPa的条件持续通入氢气、氩气以及氦气混合气体，可是铜锑蒸汽充分活化并与惰性气体充分撞击成核，避免铜锑合金反应不完全，并反应完全后持续保护纳米铜锑合金避免氧化，与传统的纳米金属微粒制备方法相比，使用电弧等离子体蒸发阀可显著提升金属的纯度，减少纳米金属微粒与氧气的接触，降低金属氧化物的含量，使得纳米铜锑合金粒径为100
‑
568nm。
[0021]优选的，所述步骤S104中钝化改性包括以下步骤：将所述步骤S103中得到的粗纳米铜锑合金投入含有改性剂的磁力搅拌器内，在40
‑
55℃，1200
‑
1800rpm的条件下搅拌10
‑
20min。
[0022]优选的，所述改性剂为BTA、草酸、无水乙醇和聚乙二醇质量比为1
‑
3：1：2
‑
3：1的混合物。
[0023]实际使用过程中，使用BTA、草酸、无水乙醇和聚乙二醇混合物改性一方面，使用具有还原性的介质对纳米铜锑合金进行包覆，提升在有氧环境下的抗氧化性，延长焊锡膏的保存时间；另一方面，使用还原性介质包覆后，提升纳米铜锑合金与助焊剂中其他组分的相容性，提升分散程度，放置降沉聚集成团，破坏纳米粒径分布。
[0024]优选的，所述纳米锡制备方法包括以下步骤：将锡粉、柠檬酸、乙醇依次投入超声球磨机内，在200
‑
350rpm，25
‑
35℃，超声振动的条件下球磨20
‑
48h后，过滤干燥即得。
[0025]优选的，所述超声球磨机的球料比为100
‑
150：1，所述超声振动频率为15
‑
30kHz，功率为200
‑
400W，更优选的，所述超声球磨机研磨球为直径为1.5
‑
2mm的不锈钢研磨球。
[0026]实际使用过程中，将锡粉颜料超声球磨至粒径为200
‑
500nm,纳米锡为焊料的主要成分，使用球磨工艺可有效降低焊料的成本，锡活性较高，与氢气活化过程剧烈，危险系数高，且锡硬度低，球磨工艺便于实施，安全系数高。
[0027]优选的，所述液态焊料的制备方法包括以下步骤：将纳米铜锑合金、纳米本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.高精密纳米焊锡膏，其特征在于，按重量份数计由以下组分组成，液态焊料75
‑
82份，助焊剂10
‑
17份，溶剂6
‑
8份，助剂1
‑
2份；所述液态焊料按重量份数计由以下组分组成，纳米铜锑合金3
‑
5份、纳米锡28
‑
35份、银1
‑
3份、丙烯酸树脂12
‑
18份、异佛尔酮稀释剂28
‑
33份；所述助焊剂按重量份数计由以下组分组成，成膜剂5
‑
7份、活化剂2
‑
3份、触变剂1
‑
2份、缓刻蚀剂0.5
‑
1份、润湿剂0.5
‑
1份。2.根据权利要求1所述的高精密纳米焊锡膏，其特征在于，所述纳米铜锑合金的制备方法包括以下步骤：S101.将铜锑合金块置于坩埚内于40
‑
60℃条件下，预热干燥5
‑
20min；S102.将干燥完成的铜锑合金置于电弧等离子体蒸发机内，使用真空泵抽真空至真空度0.03
‑
0.056MPa，静置10
‑
20min；S103.将氢气、氩气以及氦气混合气体在0.05
‑
0.08MPa的条件下通入电弧等离子体蒸发机内，在阴极电流580
‑
650A的条件下蒸发铜锑合金，冷却后得到粗纳米铜锑合金；S104.将所述步骤S103中得到的粗纳米铜锑合金进行钝化改性，即得纳米铜锑合金。3.根据权利要求2所述的高精密纳米焊锡膏，其特征在于，所述步骤S103中氢气、氩气以及氦气的体积比为1
‑
3:5
‑
8:1。4.根据权利要求2所述的高精密纳米焊锡膏，其特征在于，所述步骤S104中钝化改性包括以下步骤：将所述步骤S103中得到的粗纳米铜锑合金投入含有改性剂的磁力搅拌器内，在...

【专利技术属性】
技术研发人员：李爱良，张富文，曹正，童桂辉，马鑫，
申请(专利权)人：中山翰华锡业有限公司，
类型：发明
国别省市：