本发明专利技术提供了一种含稀土无卤素Ｓｎ－Ａｇ－Ｃｕ系焊锡膏。它解决了现有焊锡膏产品含有卤化物，环保性能较差、力学性能差的问题。本含稀土无卤素Ｓｎ－Ａｇ－Ｃｕ系焊锡膏，由以下重量百分比的组分组成：合金焊粉：８５％～９０％，助焊膏：１０％～１５％；其中合金焊粉由以下重量百分比的成分组成：Ａｇ：１．０％～５．０％，Ｃｕ：０．１％～１．０％，稀土元素：０．０２５％～１．５％，其余为Ｓｎ。本含稀土无卤素Ｓｎ－Ａｇ－Ｃｕ系焊锡膏环保无毒，成本低，稳定性高，具有良好的强度、抗疲劳特性和塑性、有优越的溶解性和持续性。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种焊锡膏，具体地说涉及一种含稀土无卤素 Sn-Ag-Cu系焊锡膏。属于微电子行业表面组装
技术介绍
近年计算机、通讯设备、仪器仪表、家用电器向小型化、高 性能、多用途发展。电子零部件也必然小型化。而表面组装技术 (SMT)的发展正是源于微型电子元件及高精密度精细电子集成芯 片的出现。表面组装技术(SMT)的焊接方法及所需的焊接材料也 发生变化，所用原材料焊锡膏在表面组装技术(SMT)行业中的应 用也越来越广泛，日益受到电子制造商的重视。传统的焊锡膏产品由锡铅悍料粉和焊剂混合均匀组成。其中 锡铅焊料较为常规，一般为直径20Wn-45陶的质量分数为 (Sn)63%、 (Pb)37o/o或(Sn) 620/0、 (Pb) 36%和(Ag) 2%球形粉构成; 而作为载体介质的焊剂一般由树脂、活化剂、触变剂、溶剂和添 加剂构成。近年来，焊锡膏的种类也随之增多，焊锡膏的选择不 但要配合生产的需要，同时也要注意到副作用的产生及避免不良 后果。为了避免含铅焊锡膏的危害和符合环保的要求，因此选用 无铅焊锡膏。但是无铅焊锡膏在从有铅到无铅过程中技术还不成 熟，这些无铅焊锡膏存在许多缺点，如粘附性和印刷性不理想； 焊后焊点不饱满光亮；焊后有明显的残留物且残留物色泽较深， 必须用有机溶剂清洗。随着表面组装技术的兴起和越来越广泛的 运用，要求焊锡膏具有良好的工艺性能，比如印刷性能良好、焊 后焊点饱满光亮。目前电子行业中用于配制焊锡膏的助焊剂中大 多含有卤化物的活性剂，由于卤化物在焊后残留物较多，具有很大的腐蚀性，会严重影响产品的质量。同时卤化物对大气臭氧层 有严重的破坏作用，对生态环境产生的极大破坏，环保性能较差。中国专利申请(公开号CN101143407A)涉及一种焊锡膏及 其制备方法，该焊锡膏组分及各组分的重量百分比含量为；合金 焊粉80-90%;有机溶剂6-8%;有机酸1-8%;树脂2-10%;表面活性剂0.2-2%。所述合金焊粉由重量百分比为95. 5%-99. 5%的锡， 重量百分比为0. 3%-4%的银和重量百分比为0. 1-0. 7%的铜组成。 虽然该焊锡膏的助焊剂中不含卤化物，焊锡膏适应性强，焊接后 焊点周围无残留物，免清洗。但是该该焊锡膏的合金焊粉细化程 度较差，分布不均匀，合金焊粉的延伸率较低，焊锡膏的力学性 能较差。
技术实现思路
本专利技术针对现有技术存在的缺陷，提供一种力学综合性能较 好的含稀土无卤素Sn-Ag-Cu系焊锡膏。本专利技术的目的是通过下列技术方案来实现的 一种含稀土无 卤素Sn-Ag-Cu系焊锡膏，该焊锡膏由以下重量百分比的组分组 成合金焊粉85% 90%，助焊膏10% 15%;其中所述的合金 焊粉由以下重量百分比的成分组成Ag: 1. 0% 5. 0%， Cu: 0. 1% 1. 0%，稀土元素0. 025°/。 1. 5%， 其余为Sn。本专利技术的合金焊粉主要由Sn、 Ag、 Cu、稀土元素的球形金属 合金粉末组成，粉末的颗粒大小通常在20um 45um之间，球形 率大于95%。锡银铜合金焊粉具有耐热疲劳，润湿性好，强度大 的特点。本专利技术在合金焊粉中加入稀土元素对其延伸率和抗拉强 度有较大的提高，稀土元素的加入改善合金焊粉的塑性性能，稀 土元素可以细化晶粒，而晶粒细小，相应的应力集中较小，晶粒越细，晶界越多，阻碍作用越大，使接近晶粒界面处产生了阻碍 晶体变化的难变形区。要使其产生滑移，需加较多的力，从而使 抗拉强度增加。采用本专利技术的Sn-Ag-Cu系焊锡膏对元器件进行焊接，焊接后 通过对其焊接面截面的断口进行显微组织观察发现焊接面断口有 明显的塑性变形，其断裂几乎发生在塑性变形阶段，属于韧性断 裂。这是由于本专利技术的Sn-Ag-Cu系焊锡膏中Cu元素含量较低， 焊缝中块状的Cu6Sn5化合物的数量减少，改善了焊缝的组织分布， 而且稀土元素的加入使组织细化均匀，改善了合金焊粉的塑性性 能，使合金焊粉的断裂方式发生了改变，由脆性断裂向韧性断裂 转化。稀土元素具有很强的亲Sn能力，微量的稀土元素与Sn化 合，溶入Sn晶格中，优先析出，使焊缝的组织得到明显细化，进 一步的改善了焊缝的组织分布，从而使焊缝的力学性能得到提高。作为优选，所述的合金焊粉由以下重量百分比的成分组成 Ag: 2. 0% 4. 0%， Cu: 0. 3% 0. 8%，稀土元素:0. 1% 1. 0%，其余为 Sn。在本专利技术的焊锡膏中，Ag元素，Cu元素，稀土元素对焊锡膏 的存放寿命、延伸率、抗拉强度、钎焊性，印刷性都存在最佳含 量，其中Ag元素的优选含量为2.0% 4. 0%，进一步优选Ag元素 的含量为2.5% 3.5%; Cu元素的优选含量为0.3% 0.8%，进一 步优选Cu元素的含量为0.4% 0.6%;稀土元素的优选含量为 0. 1% 1.0%，进一步优选稀土元素的优选含量为0.3% 0. 8%。在上述的含稀土无卤素Sn-Ag-Cu系焊锡膏中，所述的稀土元 素包括由Ce、 La、 Nb、 Pr中的一种或多种元素组成。由于Ce和 La稀土元素的化学性质最为活泼，作为优选，稀土元素中Ce的 百分重量比为30% 60%， La的百分重量比为10% 40%， Nb的百 分重量比为10% 20%， Pr的百分重量比为5 10%，余量为杂质。在上述的含稀土无卤素Sn-Ag-Cu系焊锡膏中，所述的助焊膏 由松香及其衍生物和包括由触变剂、溶剂、有机酸活性剂、表面活性剂、抗氧化剂中的一种或多种组成。其中所述的松香及其衍生物由聚合松香、天然脂松香、氢化 松香、亚克力松香、马来松香、歧化松香、部分聚合松香、氢化 松香甘油脂、季戊四醇松香酯中一种或多种组成。作为优选，所 述的松香及其衍生物由聚合松香、氢化松香、亚克力松香、马来 松香中一种或多种组成。本专利技术采用松香及其衍生物能有效地清除油污、汗迹、尘埃等阻焊物质；能有效地防止被焊接处因暴露 在空气中而被氧化；能有效地增强焊锡熔化后的流动性；焊接完 成后，能有效地保护焊接处均匀地冷却；松香及其衍生物没有腐 蚀性，也没有吸湿性，使用后容易被清除干净；电气绝缘性好， 价格低廉。其中所述的触变剂由氢化蓖麻油、高岭土、改性氢化蓖麻油 中的一种或多种组成。加入上述触变剂后，可以使焊锡膏在静止 时有较高粘度，在外力作用时变成低粘度，提高了焊膏的印刷性 能。其中所述的溶剂由四氢糠醇、二甘醇乙醚、丙二醇甲醚、2-乙基-1， 3-乙二醇、二甘醇二丁醚、聚乙二醇二丁醚、2_甲基-己二醇中的一种或多种组成。作为优选，所述的溶剂由四氢糠醇、 二甘醇乙醚、丙二醇甲醚、2-乙基-1， 3-乙二醇中的一种或多种 组成。上述溶剂有较强的溶解能力，较高的挥发点，能使焊锡膏 中的有效成分完全溶解，便于焊锡膏粘度的调整，使焊锡膏性能 更稳定，保质期延长。其中所述的有机酸活性剂由丁二酸、戊二酸、己二酸、癸二 酸、水杨酸、苯二甲酸、十六酸、十八酸、消旋苹果酸中的一种 或多种组成。作为优选，所述的有机酸活性剂由丁二酸、癸二酸、 十六酸、十八酸、消旋苹果酸中的一种或多种组成。上述活性剂 能有效去除焊盘上的氧化层，使元件焊接强度增强、焊点光亮。其中所述的表面活性剂由乳化剂op-io、三乙醇胺中的一种或两种组成。特本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种含稀土无卤素Ｓｎ－Ａｇ－Ｃｕ系焊锡膏，该焊锡膏由以下重量百分比的组分组成： 合金焊粉：８５％～９０％，助焊膏：１０％～１５％；其中所述的合金焊粉由以下重量百分比的成分组成： Ａｇ：１．０％～５．０％，Ｃｕ：０．１％～１．０％ ，稀土元素：０．０２５％～１．５％，其余为Ｓｎ。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：余洪桂，邓勇，罗建，甘洋生，刘婷，
申请(专利权)人：浙江一远电子材料研究院，
类型：发明
国别省市：33[]
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。