本發(fā)明屬于膏體焊接材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種低溫?zé)o鉛錫膏。

背景技術(shù)：

現(xiàn)代電子工業(yè)快速發(fā)展，焊錫膏對(duì)于電子產(chǎn)品的焊接是其重要的生產(chǎn)環(huán)節(jié)，傳統(tǒng)的焊錫膏因?yàn)楹写罅裤U而產(chǎn)生大量煙塵而被逐漸取代，采用低銀化焊料合金是無鉛化電子組裝提高性價(jià)比的發(fā)展趨勢，在現(xiàn)有市場上已有基于SAC305制備的焊錫膏，但其缺點(diǎn)是成本偏高，以此急需通過降低焊料合金中的Ag含量，進(jìn)而提高組裝工藝的性價(jià)比。

Sn-Zn系焊料是目前在電子封裝工業(yè)中替代Sn-Pb焊料的一種無鉛焊料，與Sn-Pb共晶焊料的熔點(diǎn)十分接近，因此引起了人們的關(guān)注。對(duì)Sn-Zn系焊料人們對(duì)其進(jìn)行了多方面的研究，也獲得了很多實(shí)質(zhì)性的進(jìn)展和成就，但在實(shí)際中也顯示了一些不足之處。Sn-Zn系焊料與基板的結(jié)合強(qiáng)度和焊點(diǎn)的可靠性較差。此外，是極易氧化的元素，含Zn較多的熔體表面更容易形成氧化物，且形成的氧化物沒有保護(hù)熔體的作用，從而導(dǎo)致焊料的抗氧化性較差，限制了焊料合金的應(yīng)用。低溫錫膏現(xiàn)存最大的缺點(diǎn)是容易發(fā)黑，原因在于金屬Zn比其他的金屬更易氧化，氧化層也更厚，助焊膏去除氧化物之后形成的金屬鹽也比較多，這些鹽焊后就會(huì)形成一種黑色物質(zhì)。因此，如何改善低溫錫膏的發(fā)黑問題成為現(xiàn)有技術(shù)的關(guān)鍵。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明提出一種低溫?zé)o鉛錫膏，該低溫?zé)o鉛錫膏具有很好的焊點(diǎn)結(jié)合強(qiáng)度，解決目前低溫錫膏易發(fā)黑的問題。

本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的：

一種低溫?zé)o鉛錫膏，按照重量百分?jǐn)?shù)計(jì)算，由無鉛焊料合金粉末85％～90％與助焊膏10～15％混合制成，所述無鉛焊料合金粉末按照重量百分?jǐn)?shù)計(jì)算，包括以下原料制成：鋅5～10％、鎳0.1～0.2％、銅0.3～0.5％、鉍2～4％與石墨烯0.6～2.4％，余量為錫；所述助焊膏的組分為：粘結(jié)成膜劑35～45wt％、二溴乙基苯0.5～2wt％、蓖麻油酰二乙醇胺1～2％、檸檬酸3～6％，余量為有機(jī)溶劑。

進(jìn)一步，所述有機(jī)溶劑由四氫糖醇、二縮三乙二醇、氫化松香丙醚按照體積比為40～50:10～20:30～50組成。

進(jìn)一步，所述粘結(jié)成膜劑為氫化松香、聚合松香或者水白松香。

一種低溫?zé)o鉛錫膏的制備方法，包括以下步驟：

1)無鉛焊料合金粉末制備；

2)助焊膏制備：先按配料量的有機(jī)溶劑和粘結(jié)成膜劑置于帶分散裝置的容器中，加熱并不斷攪拌至物料完全溶解，然后一次性加入其余物料，繼續(xù)加熱攪拌至所有物料完全溶解成清亮稀粘稠液體即停止加熱和攪拌，封好容器口，靜置冷卻至室溫，得到助焊膏；

3)先將助焊膏置于合成器中，然后加入無鉛焊料合金粉末焊料粉，將合成器密封，然后啟動(dòng)真空系統(tǒng)抽真空后充入氮?dú)庵琳龎?，隨后啟動(dòng)攪拌系統(tǒng)攪拌，停止攪拌，出料，即得。

進(jìn)一步，本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例中，所述無鉛焊料合金粉末制備方法為：

a、將純鋅錠、純鎳錠、純銅錠、純鉍錠以及純錫錠封裝在真空石英管中，然后充入高純度的氮?dú)獗Ｗo(hù)性氣體；

b、將步驟a中封裝好的原料放入反應(yīng)爐中熔煉熱處理，完全熔化后的熔液；

c、將石墨烯置于攪拌式球磨機(jī)中，充入液氮至完全浸沒磨球后，進(jìn)行球磨，將球磨后的粉末取出，加入步驟b的熔液中進(jìn)行攪拌，然后置于惰性氣體保護(hù)箱中冷卻至室溫，再裝入模具中熱壓燒結(jié)；

d、將熱壓燒結(jié)后的坯體擠壓加工成型，即得。

本發(fā)明的有益效果：

1、本發(fā)明使用的助焊膏通過對(duì)各種組分的篩選，有效解決了無鉛錫膏發(fā)黑的問題。此外，對(duì)有機(jī)溶劑進(jìn)行篩選發(fā)現(xiàn)使用由四氫糖醇、二縮三乙二醇、氫化松香丙醚組成的有機(jī)溶劑，使得無鉛錫膏潤濕性較好、焊點(diǎn)外形較飽滿，鋪展率都大于92％，較傳統(tǒng)的醇醚復(fù)配溶劑鋪展率提高很多。

2、本發(fā)明通過添加適當(dāng)比例的石墨烯，石墨烯與固溶鎳晶體相互作用，使得固溶鎳優(yōu)先與氧反應(yīng)，在熔融焊料的液面瞬間形成一層薄而致密的氧化膜，該氧化膜能夠有效地隔離外界的氧進(jìn)入膜內(nèi)，能夠抑制熔融焊料中的Zn發(fā)生氧化，從而顯著提高焊料合金的抗氧化性能。

3、經(jīng)檢測和實(shí)際應(yīng)用具如下優(yōu)點(diǎn)：膏體細(xì)膩，不含鹵素，無異味，印刷性優(yōu)良，焊點(diǎn)成型性好，不搭橋，不拔尖，有持久的慢干性。經(jīng)回流后焊點(diǎn)光亮、飽滿，焊面平整，無殘?jiān)馇逑?。焊接產(chǎn)品經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)檢測和破壞性檢測，證明可靠性優(yōu)良。

具體實(shí)施方式

實(shí)施例1

一種低溫?zé)o鉛錫膏，按照重量百分?jǐn)?shù)計(jì)算，由無鉛焊料合金粉末85％與助焊膏15％混合制成。

無鉛焊料合金粉末按照重量百分?jǐn)?shù)計(jì)算，包括以下原料制成：鋅7％、鎳0.15％、銅0.4％、鉍3％與石墨烯1.8％，余量為錫。

助焊膏的組分為：氫化松香35wt％、二溴乙基苯2wt％、蓖麻油酰二乙醇胺2％、檸檬酸6％，余量為有機(jī)溶劑。有機(jī)溶劑由四氫糖醇、二縮三乙二醇、氫化松香丙醚按照體積比為40：20：40組成。

實(shí)施例2

一種低溫?zé)o鉛錫膏，按照重量百分?jǐn)?shù)計(jì)算，由無鉛焊料合金粉末88％與助焊膏12％混合制成。

無鉛焊料合金粉末按照重量百分?jǐn)?shù)計(jì)算，包括以下原料制成：鋅5％、鎳0.2％、銅0.5％、鉍4％與石墨烯2.4％，余量為錫。

助焊膏的組分為：聚合松香40wt％、二溴乙基苯1.2wt％、蓖麻油酰二乙醇胺1.6％、檸檬酸4％，余量為有機(jī)溶劑。有機(jī)溶劑由四氫糖醇、二縮三乙二醇、氫化松香丙醚按照體積比為45:15:40組成。

實(shí)施例3

一種低溫?zé)o鉛錫膏，按照重量百分?jǐn)?shù)計(jì)算，由無鉛焊料合金粉末86％與助焊膏14％混合制成。

無鉛焊料合金粉末按照重量百分?jǐn)?shù)計(jì)算，包括以下原料制成：鋅10％、鎳0.1％、銅0.3％、鉍2％與石墨烯0.6％，余量為錫。

助焊膏的組分為：水白松香42wt％、二溴乙基苯0.8wt％、蓖麻油酰二乙醇胺1.2％、檸檬酸3.6％，余量為有機(jī)溶劑。有機(jī)溶劑由四氫糖醇、二縮三乙二醇、氫化松香丙醚按照體積比為50:20:30組成。

實(shí)施例4

一種低溫?zé)o鉛錫膏，按照重量百分?jǐn)?shù)計(jì)算，由無鉛焊料合金粉末90％與助焊膏10％混合制成。

無鉛焊料合金粉末按照重量百分?jǐn)?shù)計(jì)算，包括以下原料制成：鋅10％、鎳0.1％、銅0.3％、鉍2％與石墨烯0.6％，余量為錫。

助焊膏的組分為：氫化松香45wt％、二溴乙基苯0.5wt％、蓖麻油酰二乙醇胺1％、檸檬酸3％，余量為有機(jī)溶劑。有機(jī)溶劑由四氫糖醇、二縮三乙二醇、氫化松香丙醚按照體積比為48:12:40組成。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。