无VOC环氧基Sn-Bi无铅焊膏制造技术

无VOC环氧基Sn

【技术实现步骤摘要】
无VOC环氧基Sn
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Bi无铅焊膏


[0001]本专利技术涉及一种无VOC环氧基Sn
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Bi无铅焊膏,属于金属材料类及冶金领域的钎焊材料。主要用于电子行业元器件的连接，属于焊接领域。

技术介绍

[0002]现代电子产品不断向薄型化、小型化、高可靠性方向快速发展，这对焊点的强度和导热性提出了更高的要求。低熔点Sn
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Bi焊膏具有良好的屈服强度、抗蠕变性、成本效益和抗电子封装的热冲击等优点，在低温连接和热敏器件组装方面有重要应用，然而目前市场上的Sn
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Bi无铅焊膏存在机械强度较差、焊点可靠性低等缺陷，这限制了Sn
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Bi焊膏的应用。因此，改善Sn
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Bi焊点的机械性能已成为当前关注的问题之一。
[0003]国内外相关研究主要集中在以下两个研究方向。一是通过在Sn
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Bi合金中加入微量第三元素来制备Sn
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Bi
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X焊料，通过晶粒细化和分散强化机制来改善焊点的机械性能。这种方法虽然有一定的改善效果，然而，由于加入其他元素造成的问题，其效果受到限制或制约，并且这种方法工艺复杂，增加生产成本。另一种方法是通过改变助焊剂的成分，如加入可固化的树脂成分来制备树脂增强的复合焊膏。含环氧树脂的Sn
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Bi无铅焊膏在提高焊点的机械强度和可靠性方面具有一定优势。在焊点成型温度下，从焊料合金中分离出来的可固化树脂成分在焊点周围形成了薄而均匀的固化树脂层，从而增强了焊点和基材之间的结合力。同时焊点表面没有粘性残留物，不再需要焊后清洗步骤。此外，无VOC的配方更能适应绿色环保要求。因此，无VOC环氧基Sn
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Bi无铅焊膏的市场前景较好

技术实现思路

[0004]本专利技术的任务是提供一种可以在焊点表面形成稳定树脂壳层的无VOC环氧基Sn
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Bi无铅焊膏，该焊膏可以提高钎焊接头的剪切性能，且有良好的润湿性同时储存期长。
[0005]一种无VOC环氧基Sn
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Bi无铅焊膏，其特征在于，其组成按质量百分数配比为：6～18％的可固化助焊体系，余量为Sn
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58Bi的钎料粉末。上述可固化助焊体系由环氧组合物、活性剂和促进剂组成，各组分占该组合物质量百分数配比为环氧组合物:活性剂:促进剂＝70～75:24～28:1～3；
[0006]上述环氧组合物由环氧树脂和固化剂组成，环氧树脂:固化剂质量比＝6～10:1；上述环氧树脂为NPEL
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127H型双酚A、E20型双酚A、E44型双酚A、E51型双酚A其中的任意一种或任意两种或三种的任意比例组合；上述固化剂为自制改性双氰胺固化剂，制备方法为：将聚醚胺和E51型双酚A环氧树脂混合，在80℃～100℃加热1～2小时，然后加入双氰胺，在90℃～110℃加热2～3小时，冷却后得到改性双氰胺固化剂，其中双氰胺：E51型双酚A:聚醚胺的质量比＝80～95：70～80:20～40；
[0007]上述活性剂由有机酸和有机胺组成，有机酸:有机胺质量比＝1:3～5；有机胺为三乙醇胺、聚醇胺任意一种或任意两种的任意比例组合，有机酸选自戊二酸、顺丁烯二酸酐任意一种或任意两种的任意比例组合；
[0008]上述促进剂为二甲基
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咪唑、2,4,6—三(二甲胺基甲基)苯酚、间苯二酚其中的任意一种或任意两种或三种的任意比例组合。
[0009]无VOC环氧基Sn
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Bi无铅焊膏应用在低温连接和热敏器件组装方面，使用方法为：固定好PCB板，然后用钢网孔和PCB板上的焊盘对其，用刮刀将无VOC环氧基Sn
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Bi无铅焊膏涂到钢网处，使无VOC环氧基Sn
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Bi无铅焊膏均匀透过钢网印在PCB焊盘上，然后通过特定的热加工工艺在焊盘上形成焊点，完成焊接。
[0010]本专利技术所述环氧基Sn
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Bi无铅焊膏不含VOC，即焊膏中不含挥发性成分。市售焊膏中含有机溶剂，在焊接过程中有机溶剂挥发，对环境和焊点缺陷的产生均有一定影响，同时采用的环氧固化剂为自制改性固化剂，具有潜伏性特征，可延长焊膏的储存期。与市售Sn
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Bi无铅焊膏产品相比，无VOC环氧基Sn
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Bi无铅焊膏的配方成本相差不大。所选用材料均为常见材料，成本较低。配制工艺也没有特殊要求，不会导致成本增加。
附图说明
[0011]图1：无VOC环氧基Sn
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Bi无铅焊膏(Sn
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58Bi)和可固化助焊树脂体系(EP
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FIUX)的DSC曲线；
[0012]图2：不同质量分数的可固化助焊体系对无VOC环氧基Sn
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Bi无铅焊膏润湿、铺展性能的影响规律；
[0013]图3：不同质量分数的可固化助焊体系对无VOC环氧基Sn
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Bi无铅焊膏焊点剪切性能的影响规律；
[0014]图4：实施例1焊点结构图；
[0015]图5：实施例2焊点结构图；
具体实施方式
[0016]1.所述环氧组合物由环氧树脂和固化剂组成，将所述环氧树脂为NPEL
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127H型双酚A、E20型双酚A、E44型双酚A、E51型双酚A其中的任意一种或任意两种或三种的任意比例组合；所述自制改性双氰胺固化剂，制备方法为将双氰胺、聚醚胺和E51型双酚A环氧树脂按照E51型双酚A:聚醚胺质量比＝70～80:20～40的比例混合，在80℃～100℃加热1～2小时，然后按照双氰胺：E51型双酚A:聚醚胺质量比＝80～95：
[0017]70～80:20～40的比例加入双氰胺，在90℃～110℃加热2～3小时，冷却后得到改性双氰胺固化剂，按照环氧树脂:固性剂质量比＝6～10:1预先配比并混合均匀后备用；所述活性剂为由有机酸和有机胺组成，有机胺为三乙醇胺、聚醇胺任意一种或任意两种的任意比例组合，有机酸选自戊二酸、顺丁烯二酸酐任意一种或任意两种的任意比例组，按照有机酸:有机胺质量比＝1:3～5混合均匀后备用；所述促进剂为二甲基
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咪唑、2,4,6—三(二甲胺基甲基)苯酚、间苯二酚其中的任意一种或任意两种或三种的任意比例组合；所述可固化助焊体系由环氧组合物、活性剂和促进剂组成，将环氧组合物、活性剂和促进剂按照环氧组合物:活性剂:促进剂质量比
[0018]＝70～75:24～28:1～3预先配比并混合均匀后备用；使用乙醇清洗市售Sn
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58Bi钎料粉末，并在超声波清洗机中清洗得到实验用Sn
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58Bi钎料粉末；最后使用高速搅拌机(转速为300r/min～1200r/min)将6
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18％的可固化助焊体系、余量为Sn
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58Bi的钎料粉末混
合搅拌20min～30min，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种无VOC环氧基Sn
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Bi无铅焊膏，其特征在于，其组成按质量百分数配比为：6
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18％的可固化助焊体系，余量为Sn
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58Bi的钎料粉末；上述可固化助焊体系由环氧组合物、活性剂和促进剂组成，各组分占该组合物质量百分数配比为环氧组合物:活性剂:促进剂＝70～75:24～28:1～3。2.按照权利要求1所述的一种无VOC环氧基Sn
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Bi无铅焊膏，其特征在于，上述环氧组合物由环氧树脂和固化剂组成，环氧树脂:固化剂质量比＝6～10:1；上述环氧树脂为NPEL
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127H型双酚A、E20型双酚A、E44型双酚A、E51型双酚A其中的任意一种或任意两种或三种的任意比例组合；上述固化剂为自制改性双氰胺固化剂，制备方法为：将聚醚胺和E51型双酚A环氧树脂混合，在80℃～100℃加热1～2小时，然后加入双氰胺，在90℃～110℃加热2～3小时，冷却后得到改性双氰胺固化剂，其中双氰胺：E51型双酚A:聚醚胺的质量比＝80～95：70～80:20～40。3.按照权利要求1所述的一种无VOC环氧基Sn
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Bi无铅焊膏，其特征在于，活性剂由有机酸和有机胺组成，有机酸:有机胺质量比＝1:3～5...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨晓军，李晓光，
申请(专利权)人：北京工业大学，
类型：发明
国别省市：