[发明专利]一种高可靠性的无卤无铅焊锡膏及其制备方法

说明书

本发明提供一种高可靠性的无卤无铅焊锡膏，包括焊料合金粉和助焊剂，其中焊料合金粉成分为锡、银、铜、锆、铈、钪、铱，通过加入少量稀土元素钪、铈和少量金属元素锆、铱，可减少焊膏用于集成电路板装联时引起的信号干扰，降低材料非线性引起的信号干扰，且钪铱互相配合有良好的导热导电和延展性，提升焊膏的储存的稳定性，改善合金的强度、硬度和耐热性能，提高表面的绝缘电阻和可靠性，降低介电损耗，本发明提供的一种高可靠性的无卤无铅焊锡膏的制备方法，先后制备助焊剂以及焊料合金粉，工艺简便，反应温和，过程中无有害气体产生，适合大批量生产。

技术领域

本发明焊接材料技术领域，具体涉及一种高可靠性的无卤无铅焊锡膏及其制备方法。

背景技术

电子行业是当下发展最迅速的行业之一，特别是自动化、智能化的推进，电子产品作为人类最重要的必需品，组装材料对其质量起决定性的作用。无铅钎料合金作为电子组装工艺最为基础的材料，其性能也是电子封装技术领域关注的焦点之一，优良的焊接性能够有效降低焊接过程中产生的虚焊、漏焊等问题。

值得注意的是在使用过程中，实际温度与焊料的溶点很接近，这就要求焊接材料还得具有较好的抗蠕变性，现在国际上应用最为广泛为Sn-Ag-Cu焊料，但Sn-Ag-Cu焊料中存在IMC较粗大的问题，相对于Sn-Pb焊料，无铅焊料仍存在润湿性较差，表面绝缘电阻高，介质损耗高等弱点，易造成界面快速长大并在焊接界面形成焊接孔洞，使得焊点可靠性下降。

因此，亟需一种高可靠性的无卤无铅焊锡膏及其制备方法。

发明内容

本发明为了解决无卤无铅焊料存在润湿性较差，表面绝缘电阻高，介质损耗高等弱点提供一种高可靠性的无卤无铅焊锡膏；

本发明的第二个目的是提供一种高可靠性的无卤无铅焊锡膏的制备方法。

为实现上述第一个目的，本发明采用的技术方案是：

一种高可靠性的无卤无铅焊锡膏，包括以下组分：83.1-89.6wt％的焊料合金粉、10.4-18.6wt％的助焊剂；

所述焊料合金粉，包括以下组分：6.1-9.1wt％的银、3.1-4.8wt％的铜、2.5-4.7wt％的锆、1.1-2.2wt％的铈、0.11-0.25wt％的铱和0.09-0.19wt％的钪以及余量的锡，通过加入少量稀土元素钪、铈和少量金属元素锆、铱，可减少焊膏用于集成电路板装联时引起的信号干扰，降低材料非线性引起的信号干扰，且钪铱互相配合有良好的导热导电和延展性，改善合金的强度、硬度和耐热性能，提升焊膏的储存的稳定性以及表面的绝缘电阻和可靠性，降低介电损耗；

所述助焊剂，包括以下组分：35.4-42.6wt％的松香、10.4-14.6wt％的活化剂、5.0-6.1wt％的触变剂、3.3-6.8wt％的热固性树脂、2.4-3.2wt％的抗氧化剂以及余量的有机溶剂；所述热固性树脂由48-56wt％的苯并噁嗪单体改性双马来酰亚胺树脂和44-52wt％的环氧树脂组成，通过使用不含卤化物的活性剂，以减小焊膏对基材的腐蚀性，减少焊接后的残留物；通过加入热固性树脂，包括苯并噁嗪单体改性双马来酰亚胺树脂和环氧树脂，经苯并噁嗪单体改性后的双马来酰亚胺树脂具有较高的耐热性、电气特性、耐潮湿性、耐磨性、尺寸稳定性及高温力学性能，其配合环氧树脂的短链相互连接，形成双马来酰亚胺树脂与环氧树脂的嵌段聚合物，增加分子链长度，降低自身分子链间的相互作用，以提高焊膏性能的稳定性和可靠性。

如上所述的高可靠性的无卤无铅焊锡膏，所述苯并噁嗪单体包括双酚A型苯并噁嗪、DCPD型苯并噁嗪、酚酞型苯并噁嗪中的一种或多种，其用于改性双马来酰亚胺树脂时可显著提高焊膏整体的介电性能，降低介电损耗，提供良好的耐热性能。