一种树脂补强型焊锡膏及其制备方法技术

本发明专利技术涉及

【技术实现步骤摘要】
一种树脂补强型焊锡膏及其制备方法


[0001]本专利技术涉及
B23K35/26
领域，具体为一种树脂补强型焊锡膏及其制备方法
。

技术介绍

[0002]目前，
smt
低温制程是
smt
行业继无铅化之后的又一次行业革命，能够减少能源使用
、
降低成本
、
提高可靠性并适配最新的半导体芯片工艺以及发展方向，而锡铋系低温焊料几乎是目前唯一能够满足行业要求，并具有广泛应用可能的低温焊料
。
但是锡铋合金本身的非常脆，在最终制品上表现出来对于振动和跌落性能表现非常弱，非常容易在振动和跌落的工作场景中损坏，使得锡铋系低温焊料的应用受到很大限制
。
通常来说，锡铋系列合金的振动跌落性能仅仅相当于常用的
sac
锡银铜系列合金的1～
10
％
。
如何改善锡铋系列低温焊料的跌落振动特性，是所有焊料研究者都关注的问题
。
[0003]目前针对此性能的改善方向，主要包括合金改良以及工艺改良两个方面
。
合金改善，即通过在锡铋合金中增加少量掺杂的微量元素，利用组织细化和颗粒强化原理，把金属的晶格组织变细，从而提高韧性
。
中国专利
CN104014947A
公开了一种纳米
Ag3Sn
颗粒增强的复合无铅焊锡膏及制备方法，通过这种方法，可以适当改善焊点的韧性和跌落性能，但是提升幅度有限，通常提升的比例不超过
30
％
。
仍然无法满足日常的跌落要求
。
另外一种方法则是在需要增强的焊点处增加胶水进行辅助固定，从而实现较好的跌落性能
。
常用的胶水包括例如底部填充胶水
(underfill)
，四角固定胶水
(edgebond、cornerbond
等
)
，贴片环氧胶水
(
贴片红胶
)
等，这种方法能够实现有效地补强，但是需要额外增加点胶固化的工序，并且对器件
pcb
的设计也有要求，仅仅能够对局部器件进行施工，无法实现对所有焊点的补强
。
[0004]除了以上两种手段之外，一种新的思路是在锡膏中增加环氧树脂等补强的成分，利用锡膏焊接时的热量进行固化，从而实现对焊点的有效补强
。
已经有类似的产品在试验中，通常此类锡膏被称为
JRP(jointreinforcedpaste)
，此类锡膏通常使用环氧树脂单体和固化剂添加入锡膏中，在焊接过程中环氧树脂固化，形成一种坚强的热固性补强材料
。
中国专利
CN106825982B
公开了一种低粘度防坍塌无铅焊锡膏及其制备方法，由于环氧树脂的加入，对锡膏的印刷使用特性，以及稳定性
、
储存特性均有较大的影响
。
而且其中最大的困扰在于环氧树脂的起始固化温度往往低于焊料合金的熔化温度，因此容易在焊接过程中由于树脂固化，覆盖在焊点表面，导致枕头效应
(headinpillow
，
hnp)
，容易造成
bga
元件焊接开路失效
。
同时锡膏需要低温
(
‑
40
度
)
保存，保存期限很短，一般少于3个月
。
印刷效果非常差，严重影响使用效果
。
[0005]本专利技术提供一种树脂补强型焊锡膏，在不影响制程和使用方式的前提下，大幅度提高低温焊点的机械可靠性，尤其是振动
/
跌落性能，从而满足焊料低温制程革命要求，扩大低温焊料的适用范围，提高产品可靠性
。

技术实现思路

[0006]为了解决上述问题，本专利技术一方面提供了一种树脂补强型焊锡膏，包括助焊膏和
锡粉，所述助焊膏和锡粉的质量比为
(8
‑
30)
：
(92
‑
70)。
[0007]作为一种优选的技术方案，所述的锡粉为
T2、T3、T3、T5
中的一种
。
[0008]作为一种优选的技术方案，所述锡粉为锡铋系列低温合金；优选的，所述锡铋系列低温合金的熔程为
138
～
180
度；优选的，所述锡铋系列低温合金选自
Sn42Bi58
，
Sn42Bi57Ag1
，
Sn42Bi57.6Ag0.4
中的一种
。
[0009]作为一种优选的技术方案，按重量份计，所述助焊膏的制备原料至少包括树脂
10
‑
40
份
、
松香0‑
20
份
、
溶剂
20
‑
70
份
、
活性剂5‑
20
份
、
增稠剂3‑
10
份
、
缓蚀剂
0.1
‑5份
。
[0010]作为一种优选的技术方案，所述树脂为热塑性树脂，优选的，所述热塑性树脂选自萜烯树脂
、
聚苯氧树脂
、
聚甲基丙烯酸甲酯；优选的，所述热塑性树脂为聚苯氧树脂，所述聚苯氧树脂的熔点为
110
‑
130℃
；所述聚苯氧树脂的牌号可以列举的有亨斯曼
pkhh、pkhb、pkha
，日铁化学
yp
‑
50s
；
[0011]申请人在实验过程中发现，在锡膏中加入热塑性树脂，可以创新性实现树脂补强，大幅提高焊点的振动跌落性能，目前市面上普通的松香基锡膏，其焊接后的残留树脂一般较脆硬，粘接强度不足，无法对焊点提供额外的机械补强
。
已有的
JRP
锡膏大多数采用环氧树脂作为补强树脂，但是环氧树脂的固化反应随温度升高而逐渐加快，开始反应的温度均低于焊料合金的熔点，因此容易在焊接过程中由于树脂固化，覆盖在焊点表面，导致枕头效应
(headinpillow
，
hnp)
，容易造成
bga
元件焊接开路失效
。
申请人采用聚苯氧树脂作为热塑性树脂，熔点为
110
‑
130℃
，略低于合金焊料的熔点起始点，在焊料合金融化形成焊点时以及之前，相关树脂材料已经融化呈液体状态，不会覆盖在焊点焊接面表面，避免了热塑性树脂对焊点形成的影响
。
并且申请人采用的熔点为
110
‑
130℃
的聚苯氧树脂，可以在溶剂中被溶解，具有良好的流变特性和基材附着力
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种树脂补强型焊锡膏，其特征在于，包括助焊膏和锡粉，所述助焊膏和锡粉的质量比为
(8
‑
30)
：
(92
‑
70)。2.
根据权利要求1所述的一种树脂补强型焊锡膏，其特征在于，所述的锡粉为
T2、T3、T3、T5
中的一种
。3.
根据权利要求1或2所述的一种树脂补强型焊锡膏，其特征在于，所述锡粉为锡铋系列低温合金
。4.
根据权利要求3所述的一种树脂补强型焊锡膏，其特征在于，按重量份计，所述助焊膏的制备原料至少包括树脂
10
‑
40
份
、
松香0‑
20
份
、
溶剂
20
‑
70
份
、
活性剂5‑
20
份
、
增稠剂3‑
10
份
、
缓蚀剂
0.1
‑5份
。5.
根据权利要求4所述的一种树脂补强型焊锡膏，其特征在于，所述树脂为热塑性树脂
。6.
根据权利要求5所述的一种树脂补强型焊锡膏，其特征在于，所述热塑性树脂选自萜烯树脂
、
聚苯氧树脂
、
聚甲基丙烯酸甲酯
。7.
根据权利要求6所述的一种树脂补强型焊...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈钦，罗登俊，董仁荣，徐华侨，
申请(专利权)人：苏州优诺电子材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：