CN110303273A - 用于散热模组的无卤低温环保焊锡膏及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于散热模组的无卤低温环保焊锡膏及其制备方法，包括锡粉和助焊剂，所述助焊剂与锡粉的比重为9.5~12%，所述助燃剂包括30~45份的松香、6~9份的触变剂、5~8份的短链有机酸、25~40份的三丙二醇丁醚、6~10份的咪唑类和5~6份的长链有机酸；所述制备方法包括：将松香、触变剂、二甘醇己醚、长链有机酸加入搅拌器，加热至溶解；在135~145℃下加入短链有机酸以及咪唑；冷却凝固；充分研磨；与锡粉按9.5~12%的比重进行混合并搅拌。该焊锡膏为无卤配方，焊接效果良好，并且焊接后不会出现铋黑。
Description
技术领域
本发明涉及焊接材料技术领域，尤其是一种用于散热模组的无卤低温环保焊锡膏及其制备方法。
背景技术
在20世纪70年代的表面贴装技术，简称SMT，是指在印制电路板焊盘上印刷、涂布焊锡膏，并将表面贴装元器件准确的贴放到涂有焊锡膏的焊盘上，按照特定的回流温度曲线加热电路板，让焊锡膏熔化，其合金成分冷却凝固后在元器件与印制电路板之间形成焊点而实现冶金连接的技术。焊锡膏是伴随着SMT应运而生的一种新型焊接材料。焊锡膏是一个复杂的体系，是由焊锡粉、助焊剂以及其它的添加物混合而成的膏体。焊锡膏在常温下有一定的粘性，可将电子元器件初粘在既定位置，在焊接温度下，随着溶剂和部分添加剂的挥发，将被焊元器件与印制电路焊盘焊接在一起形成永久连接。
传统低温环保焊锡膏含有含卤活性剂，导致焊接后容易产生铜绿，导致焊接的可靠性下降，影响使用效果，同时现有的低温焊锡膏焊接后会产生特有的黑色物质，即铋黑，影响焊接质量。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供一种用于散热模组的无卤低温环保焊锡膏及其制备方法，为无卤配方，焊接效果良好，并且焊接后不会出现铋黑。
本发明提供一种残留热固化焊锡膏，包括锡粉和助焊剂，所述助焊剂与锡粉的比重为9.5~12%，所述助燃剂包括30~45份的松香、6~9份的触变剂、5~8份的短链有机酸、25~40份的三丙二醇丁醚、6~10份的咪唑类和5~6份的长链有机酸。
本发明进一步设置为搭配Sn42Bi58合金使用。
本发明进一步设置为所述短链有机酸为为丁二酸或甲基丁二酸或吡啶甲酸或丙二酸或己二酸或癸二酸或壬二酸。
本发明进一步设置为所述长链有机酸为二十八碳烯二酸或二十碳烯酸。
本发明进一步设置为所述咪唑为2-乙基咪唑或苯基咪唑或2-苯基咪唑啉或苯并咪唑。
本发明还公开了一种制备用于散热模组的无卤低温环保焊锡膏的方法，包括助焊剂的制备和锡粉与助焊剂的混合，所述助焊剂的制备包括以下步骤：步骤一，松香、触变剂、二甘醇己醚、长链有机酸加入搅拌器，加热至130~140℃并保持，直至物料完全溶解；步骤二，在135~145℃下加入短链有机酸以及咪唑，充分搅拌10min，使物料完全溶解；步骤三，冷却完全后，充分研磨获得助焊剂粉末待用；
所述锡粉与助焊剂的混合包括将助焊剂粉末与锡粉按9.5~12%的比重进行混合并加入搅拌机，并在-0.08Mpa的条件下，以15rpm/min的转速下搅拌20min。
本方法进一步设置为所述助焊剂的制备步骤四中，凝固物料采用三辊研磨机进行研磨。
这样设置的有益效果是：这种用于散热模组的无卤低温环保焊锡膏为无卤配方，不会在焊接后产生铜绿，焊接效果更好，同时不会产生铋黑，保证焊接质量，提升焊锡膏的使用效果，这里的长链有机酸指的是碳链长度大于24的有机烯二酸，这里的搭配使用，指的是助焊剂和对应合金粉末需要物理混合均匀，从而制备均一的膏状产品。
下面结合具体实施方式做进一步说明。
具体实施方式
实施例一，一种用于散热模组的无卤低温环保焊锡膏，包括锡粉和助焊剂，所述助焊剂与锡粉的比重为9.6%，所述助燃剂包括34份的松香、9份的触变剂、6份的甲基丁二酸、38份的三丙二醇丁醚、8份的苯并咪唑和5份的二十八碳烯二酸。
搭配Sn42Bi58合金使用。
基于实施例一的该焊锡膏提供一种制备方法，包括助焊剂的制备和锡粉与助焊剂的混合，所述助焊剂的制备包括以下步骤：步骤一，松香、触变剂、二甘醇己醚、二十八碳烯二酸加入搅拌器，加热至130℃并保持，直至物料完全溶解；步骤二，在137℃下加入甲基丁二酸以及苯并咪唑，充分搅拌10min，使物料完全溶解；步骤三，冷却完全后，采用三辊研磨机充分研磨获得助焊剂粉末待用。将助焊剂粉末与锡粉按9.6%的比重进行混合并加入搅拌机，并在-0.08Mpa的条件下，以15rpm/min的转速下搅拌20min。
将获得的样品进行试验，焊接完成后，焊点光亮，边缘规则无锯齿，焊点合金与残留边缘处无黑色物质；并在25℃、85%相对湿度下，放置30天，焊点残留覆盖位置没有铜绿产生，即绿色腐蚀现象的出线，同时焊点表面平滑，边缘齐整，残留物透明。
实施例二，一种用于散热模组的无卤低温环保焊锡膏，包括锡粉和助焊剂，所述助焊剂与锡粉的比重为10.2%，所述助燃剂包括38份的松香、7份的触变剂、8份的壬二酸、32份的三丙二醇丁醚、9份的2-乙基咪唑和6份的二十八碳烯二酸。
基于实施例二的该焊锡膏提供一种制备方法，包括助焊剂的制备和锡粉与助焊剂的混合，所述助焊剂的制备包括以下步骤：步骤一，松香、触变剂、二甘醇己醚、二十八碳烯二酸加入搅拌器，加热至138℃并保持，直至物料完全溶解；步骤二，在136℃下加入壬二酸以及2-乙基咪唑，充分搅拌10min，使物料完全溶解；步骤三，冷却完全后，采用三辊研磨机充分研磨获得助焊剂粉末待用；将助焊剂粉末与锡粉按10.2%的比重进行混合并加入搅拌机，并在-0.08Mpa的条件下，以15rpm/min的转速下搅拌20min。
将获得的样品进行试验，焊接完成后，焊点光亮，边缘规则无锯齿，焊点合金与残留边缘处无黑色物质；并在25℃、85%相对湿度下，放置30天，焊点残留覆盖位置没有铜绿产生，即绿色腐蚀现象的出线，同时焊点表面平滑，边缘齐整，残留物透明。
实施例三，一种用于散热模组的无卤低温环保焊锡膏，包括锡粉和助焊剂，所述助焊剂与锡粉的比重为10.8%，所述助燃剂包括41份的松香、9份的触变剂、5份的甲基丁二酸、30份的三丙二醇丁醚、9份的2-苯基咪唑啉和6份的二十八碳烯二酸。
搭配Sn42Bi58合金使用。
基于实施例三的该焊锡膏提供一种制备方法，包括助焊剂的制备和锡粉与助焊剂的混合，所述助焊剂的制备包括以下步骤：步骤一，松香、触变剂、二甘醇己醚、二十八碳烯二酸加入搅拌器，加热至136℃并保持，直至物料完全溶解；步骤二，在141℃下加入甲基丁二酸以及2-苯基咪唑啉，充分搅拌10min，使物料完全溶解；步骤三，冷却完全后，采用三辊研磨机充分研磨获得助焊剂粉末待用；将助焊剂粉末与锡粉按10.8%的比重进行混合并加入搅拌机，并在-0.08Mpa的条件下，以15rpm/min的转速下搅拌20min。
将获得的样品进行试验，焊接完成后，焊点光亮，边缘规则无锯齿，焊点合金与残留边缘处无黑色物质；并在25℃、85%相对湿度下，放置30天，焊点残留覆盖位置没有铜绿产生，即绿色腐蚀现象的出线，同时焊点表面平滑，边缘齐整，残留物透明。
实施例四，一种用于散热模组的无卤低温环保焊锡膏，包括锡粉和助焊剂，所述助焊剂与锡粉的比重为12%，所述助燃剂包括44份的松香、6份的触变剂、5份的壬二酸、34份的三丙二醇丁醚、10份的苯基咪唑和6份的二十碳烯酸。
基于实施例四的该焊锡膏提供一种制备方法，包括助焊剂的制备和锡粉与助焊剂的混合，所述助焊剂的制备包括以下步骤：步骤一，松香、触变剂、二甘醇己醚、二十碳烯酸加入搅拌器，加热至140℃并保持，直至物料完全溶解；步骤二，在144℃下加入壬二酸以及苯基咪唑，充分搅拌10min，使物料完全溶解；步骤三，冷却完全后，采用三辊研磨机充分研磨获得助焊剂粉末待用；将助焊剂粉末与锡粉按12%的比重进行混合并加入搅拌机，并在-0.08Mpa的条件下，以15rpm/min的转速下搅拌20min。
将获得的样品进行试验，焊接完成后，焊点光亮，边缘规则无锯齿，焊点合金与残留边缘处无黑色物质；并在25℃、85%相对湿度下，放置30天，焊点残留覆盖位置没有铜绿产生，即绿色腐蚀现象的出线，同时焊点表面平滑，边缘齐整，残留物透明。
上述的实施例仅为本发明的优选实施例，不能以此来限定本发明的权利范围，因此，依本发明申请专利范围所作的等同变化，比如采用类似工艺、类似结构的等效产品仍属本发明所涵盖的范围。
Claims (7)
1.一种用于散热模组的无卤低温环保焊锡膏，其特征在于：包括锡粉和助焊剂，所述助焊剂与锡粉的比重为9.5~12%，所述助燃剂包括30~45份的松香、6~9份的触变剂、5~8份的短链有机酸、25~40份的三丙二醇丁醚、6~10份的咪唑和5~6份的长链有机酸。
2.根据权利要求1所述的用于散热模组的无卤低温环保焊锡膏，其特征在于：搭配Sn42Bi58合金使用。
3.根据权利要求1所述用于散热模组的无卤低温环保焊锡膏，其特征在于：所述短链有机酸为丁二酸或甲基丁二酸或吡啶甲酸或丙二酸或己二酸或癸二酸或壬二酸。
4.根据权利要求1所述用于散热模组的无卤低温环保焊锡膏，其特征在于：所述长链有机酸为二十八碳烯二酸或二十碳烯酸。
5.根据权利要求1所述用于散热模组的无卤低温环保焊锡膏，其特征在于：所述咪唑为2-乙基咪唑或苯基咪唑或2-苯基咪唑啉或苯并咪唑。
6.一种制备根据权利要求1或2或3所述的用于散热模组的无卤低温环保焊锡膏的方法，其特征在于：包括助焊剂的制备和锡粉与助焊剂的混合，所述助焊剂的制备包括以下步骤：步骤一，松香、触变剂、二甘醇己醚、长链有机酸加入搅拌器，加热至130~140℃并保持，直至物料完全溶解；步骤二，在135~145℃下加入短链有机酸以及咪唑，充分搅拌10min，使物料完全溶解；步骤三，冷却完全后，充分研磨获得助焊剂粉末待用；
所述锡粉与助焊剂的混合包括将助焊剂粉末与锡粉按9.5~12%的比重进行混合并加入搅拌机，并在-0.08Mpa的条件下，以15rpm/min的转速下搅拌20min。
7.根据权利要求4所述的制备用于散热模组的无卤低温环保焊锡膏的方法，其特征在于：所述助焊剂的制备步骤四中，凝固物料采用三辊研磨机进行研磨。
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