【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及电子焊接材料制备领域，具体而言，涉及一种高活性无卤助焊膏及其制备方法和应用。
技术介绍
1、锡膏是一种用于电子元器件焊接的核心材料。其由锡基合金粉、助焊剂组成，是一种具有一定粘度、良好的触变性能的膏体，实现了基板与元器件间的电、热和机械互连。其所具有的粘性提供了粘接能力，在元器件与焊盘形成结合之前，使元器件可以粘贴在焊盘上；而其金属特性提供了相对高的电导率和热导率。
2、随着新型显示技术的快速发展以及芯片尺寸的不断减小，封装朝着“短小轻薄”的方向发展，封装助焊剂、锡膏在这个过程中也遇到了巨大的挑战，由于焊料粉末粒径大幅降低，焊料的比表面积大大增加，需要足够活性的助焊剂将超细粉表面的氧化物去除。
3、卤素类物质在高温下容易释放出有害气体，对环境及人体健康有害，已报道的高活性助焊剂大多含有卤素，松香使焊后残留多，焊点暗淡，因此需要研制超高活性无卤、无松香型助焊剂以满足未来对半导体封装领域的需求，并且目前现有技术中，在制备无卤、无松香型助焊剂的方法上，步骤都较为繁琐，采用的设备也比较复杂，制备的成本较高。
技术实现思路
1、本专利技术要解决的技术问题是提供一种高活性无卤助焊膏，通过不同元有机酸中羟基、羧基等的有效匹配，提高助焊剂去除超细粉表面氧化物的能力，解决现有技术中助焊剂大多含有卤素而对环境不友好的问题以及现有技术中的助焊剂活性不足的问题。
2、为了解决上述问题，本专利技术提供一种高活性无卤助焊膏，以质量配比计，所述无卤助焊膏包括50
3、所述活性剂为戊二酸、dl-苹果酸、丁二酸、甲基丁二酸、辛二酸、葵二酸、己二酸、庚二酸、壬二酸和乙酸中的一种或多种；
4、所述溶剂为二乙二醇二甲醚、丙二醇甲醚、二乙二醇二乙醚、四氢糠醇、乙醇和丙二醇甲醚醋酸酯中的一种或多种。
5、所述触变剂为氢化蓖麻油、亚乙基双(12-羟基)硬脂酸酰胺、聚酰胺蜡和脂肪酸酰胺的一种或多种；
6、通过本专利技术上述配方的高活性无卤助焊膏不含卤素且活性强，可以充分去除小尺寸焊料颗粒的表面氧化物，能够充分润湿焊盘与焊料，且焊点的铺展性好；且本专利技术的高活性无卤助焊膏对超细锡基焊粉具有高活性，市场中的助焊剂对超细锡基焊粉活性差。因此本专利技术的助焊剂及其工艺解决了传统助焊剂对超细锡基焊粉活性不足、环境不友好的问题。
7、本专利技术中，选用有机酸作为活性剂，有机酸含量增加和多种酸的匹配使得各种酸基有效的匹配导致活性成倍提高，其次有机酸的复配降低助焊剂的熔点，使其在较低温度区间即发挥去除焊料表面氧化物的作用。
8、在一种可能的实施方式中，以质量配比计，所述无卤助焊膏包括60-70％的活性剂、0.5-3％的表面活性剂、3-4％的触变剂，余量为溶剂。
9、在一种可能的实施方式中，所述表面活性剂为op-10、吐温20 0、曲拉通x-100和np-10中的一种或多种。表面活性剂能够降低助焊剂的表面张力，增加助焊剂对钎料和母材的亲润性，在提高无铅钎料焊接互连可靠性方面的作用更为突出，能够提高无铅钎料的润湿性能，减少无铅焊点缺陷。
10、本专利技术要解决的第二个技术问题是，提供一种高活性无卤助焊膏的制备方法，以解决现有技术中制备无卤助焊膏设备复杂、步骤繁琐、制备成本高的问题。
11、为了解决上述问题，本专利技术提供了一种高活性无卤助焊膏的制备方法，包括以下步骤：
12、s1：按质量配比称取活性剂、表面活性剂以及溶剂；
13、s2：将所述步骤s1的溶剂以及活性剂加入反应容器中，进行加热搅拌，直至活性剂溶解，得到含活性剂的溶液；
14、s3：加入所述步骤s1的触变剂至所述步骤s2处理后的溶液中，继续搅拌，搅拌至触变剂完全溶解。
15、s4：加入所述步骤s1的表面活性剂至所述步骤s3处理后的溶液中，室温继续搅拌，搅拌至所述溶液为膏状，停止搅拌，得到高活性无卤助焊膏。
16、s5：得到高活性无卤助焊膏与金属超细粉按重量比1：1到1：9之间混合搅拌均匀。
17、在一种可能的实施方式中，所述步骤s2中，所述搅拌的转速为500-1000r/min，搅拌的时间为20-40min，搅拌的温度为100-110℃。
18、在一种可能的实施方式中，所述步骤s3中，所述搅拌转速为1000r/min,搅拌温度为100-110℃，搅拌时间为15-30min。
19、上述步骤s2/s3采用的搅拌条件的所用参数是经过对本专利技术中的超微细粉焊料优化确定后而得，目的是让各种组分得到充分搅拌熔化，使得有效基团达到充分稳定有效活化状态，使助焊剂的活性、物理性质如粘度等达到使用要求；搅拌温度越低对有机酸活性的影响越小，但需保证配置时有机酸能充分溶解于溶剂中，需要一定的转速、时间、与温度配合以得到较高活性的助焊剂。
20、在一种可能的实施方式中，所述步骤s4中，所述搅拌的温度为常温。该助焊剂对小尺寸焊粉有符合标准的焊接效果，小尺寸焊粉的粒径是指尺寸<10微米的粒径。最后焊接测试是将我们专利技术的助焊剂与小尺寸金属粉混合搅拌均匀进行回流焊测试。
21、本专利技术要解决的第三个技术问题是，提供一种高活性无卤助焊膏的应用，所述应用包括将所述的高活性无卤助焊膏作为原料应用于超细粉焊膏的制备中，所述制备包括以下步骤：在常温下，向高活性无卤助焊膏中按重量百分比1：1-1：9加入超细锡基焊粉，然后进行搅拌60-80分钟，得到超细粉锡膏。
22、在一种可能的实施方式中，所述锡基焊粉是粒径小于10微米超微粒径焊料。随着芯片尺寸、焊盘尺寸、点间距等就越来越小，传统尺寸的锡粉就不能满足微点间距的焊接，超微粒径焊料的焊接就变的越来越重要，超微粒径焊料使用意味着焊料表面积的增加，相应就要开发新型助焊剂，保证助焊剂性能匹配，有足够活性将超微粒径焊料表面的氧化物去除同时对焊盘无腐蚀。
23、本专利技术要解决的第四个技术问题是，提供一种新型助焊剂专门针对超微粒径焊料制成焊膏，用于微点间距的焊接，所述应用包括超微粒径焊料与本专利技术的助焊剂制成锡膏并应用于元器件与焊盘的微点间距焊接中。
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1.一种高活性无卤助焊膏，其特征在于：以质量配比计，所述无卤助焊膏包括50-80％的活性剂、0.25-5％的表面活性剂、2％-5％的触变剂以及溶剂；
2.根据权利要求1所述的高活性无卤助焊膏，其特征在于：以质量配比计，所述无卤助焊膏包括50-80％的活性剂、0.25-5％的表面活性剂、2％-5％的触变剂，余量为溶剂。
3.根据权利要求1所述的高活性无卤助焊膏，其特征在于：所述表面活性剂为OP-10、吐温20 0、曲拉通X-100和NP-10中的一种或多种。
4.一种权利要求1-3任意一项所述高活性无卤助焊膏的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
5.根据权利要求4所述的高活性无卤助焊膏的制备方法，其特征在于：所述步骤S2中，所述搅拌的转速为500-1000r/min，搅拌的时间为20-40min，搅拌的温度为100-110℃。
6.根据权利要求4所述的高活性无卤助焊膏的制备方法，其特征在于：所述步骤S3中，搅拌转速为1000r/min，搅拌温度为100-110℃，搅拌时间为15-30min。
7.根据权利要求
8.一种高活性无卤助焊膏的应用，其特征在于：所述应用包括将所述权利要求1-3任意一项高活性无卤助焊膏作为原料应用于超细粉焊膏的制备中，所述制备包括以下步骤：在常温下，向高活性无卤助焊膏中按重量百分比1：1-1：9加入锡基焊粉，然后进行搅拌60-80分钟，得到超细粉锡膏。
9.根据权利要求8所述高活性无卤助焊膏的应用，其特征在于：所述锡基焊粉的粒径小于10微米。
10.一种超细粉焊膏的应用，其特征在于：所述应用包括将权利要求8所述的超细粉锡膏应用于元器件与焊盘的焊接中。
...【技术特征摘要】
1.一种高活性无卤助焊膏，其特征在于：以质量配比计，所述无卤助焊膏包括50-80％的活性剂、0.25-5％的表面活性剂、2％-5％的触变剂以及溶剂；
2.根据权利要求1所述的高活性无卤助焊膏，其特征在于：以质量配比计，所述无卤助焊膏包括50-80％的活性剂、0.25-5％的表面活性剂、2％-5％的触变剂，余量为溶剂。
3.根据权利要求1所述的高活性无卤助焊膏，其特征在于：所述表面活性剂为op-10、吐温20 0、曲拉通x-100和np-10中的一种或多种。
4.一种权利要求1-3任意一项所述高活性无卤助焊膏的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
5.根据权利要求4所述的高活性无卤助焊膏的制备方法，其特征在于：所述步骤s2中，所述搅拌的转速为500-1000r/min，搅拌的时间为20-40min，搅拌的温度为100-110℃。
【专利技术属性】
技术研发人员：周丽华，高婷婷，
申请(专利权)人：宁波奇焓新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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