[发明专利]散热器焊接用针筒注射式无铅焊膏

说明书

技术领域

本发明涉及一种电子产品焊接用无铅焊膏，特别适用于散热器上焊膏的针筒注射式滴涂。

背景技术

散热已经成为制约芯片性能高速发展的一大绊脚石，是整个信息产业甚至全球经济性命攸关的大问题。可靠的散热器焊接是芯片散热效果良好的保证。随着人们对环境保护和自身健康的重视，焊膏无铅化势在必行。由于芯片散热用散热器抗热冲击性能较差，焊接时需要选择焊接温度较低的焊膏。现有的无铅焊膏有锡-银、锡-铜等系列，其焊接温度大多在200℃以上，无法满足散热器的使用要求。此外，普遍采用的焊膏印刷方法无法进行有效的散热器焊接，严重阻碍了散热技术在芯片散热上的应用。

专利CN1895836A公开了一种由锡-铋合金粉和焊剂组成的低温无铅焊膏，该焊膏通过树脂、溶剂、表面活性剂、触变剂混合均匀，加热至完全溶解后静置至室温，在1～5℃的环境下冷藏72小时后与锡-铋钎料一起在真空分散机内搅拌均匀，密封分装制成。该焊膏焊接温度较低，适用于抗热冲击性能较差的元器件。但该焊膏所用涂布方式为传统的模板印刷，不适用于散热器上焊膏的针筒注射式涂布。

发明内容

本发明的目的是提供一种针筒注射式无铅焊膏，满足散热器焊接的需要。为实现本发明目的，采用如下技术方案：

本发明的针筒注射式无铅焊膏由以下组分组成：87～90％钎料、10～13％钎剂(质量百分比，没有特别说明时文中百分比均为质量百分比)。

上述针筒注射式无铅焊膏中，钎料的组分为：39.5～43.98％锡、56～60铋、0.02～0.5％镧铈混合稀土。

锡铋系合金熔点低，可获得139～232℃熔化温度范围的焊料合金，特别适合于低温钎焊，并且锡铅焊料的潜在替代品之一。但由于超过140℃以后铋异常粗，性能变脆，使得锡铋合金的力学性能恶化；此外合金的润湿性受杂质影响很大，使焊料的服役可靠性变差。本发明在锡铋合金中添加镧铈混合稀土，可细化晶粒，改善焊料组织，由于镧铈混合稀土元素可促进合金在凝固过程中的行核，对合金组织起到变质均匀化处理效果，从而改善合金的力学性能。同时，镧铈混合稀土的加入，有利于减少焊料、被焊件与氧气的接触，使得被焊件与液态焊料之间的表面张力降低，因此能够使润湿更易发生，显著改善焊料的润湿性，从而提高焊料的服役可靠性。如果稀土含量小于0.001％，其作用不明显；若稀土含量高于1％，则使焊料熔点升高，性能变差。本发明中的镧铈混合稀土含量优选为0.02～0.5％，在镧铈混合稀土中镧占30～40％，铈占40～50％，镨占8％，钕占5％，余量为其他稀土，稀土元素占总质量的98％以上；铋含量优选为56～60％；锡含量优选为39.5～43.98％。为了确保焊膏粘度适中、触变性能好，益于针筒注射，钎料不宜过细，且应满足粒度分布范围窄、表面光滑。钎料直径优选为45～75μm。

上述针筒注射式无铅焊膏中，钎剂的组分为：40～45％树脂、10～15％活性剂、2.1～3.1％触变剂、0.8～1.2％特殊添加剂、余量为溶剂。

树脂可选择氢化松香甘油脂、醇酸树脂、松香多元醇酯、松香改性酚醛树脂、松香顺酐多元醇酯、聚合松香甘油脂中的一种或多种的组合。树脂中组分的含量没有特别限制，优选为50～65％氢化松香甘油脂分别与35～50％松香多元醇酯、松香改性酚醛树脂、醇酸树脂的组合。树脂在钎剂中的含量优选为40～45％。

活性剂采用绿色表面活性剂，可选择甲酯乙氧基化物、脂肪酸甲酯磺酸盐、烷基多苷、单乙醇酰胺琥珀酸酯中的一种或多种的组合。活性剂中组分的含量没有特别限制，优选为50～70％烷基多苷分别与30～50％甲酯乙氧基化物、脂肪酸甲酯磺酸盐或单乙醇酰胺琥珀酸酯的组合。活性剂在钎剂中的含量优选为10～15％。

触变剂可选择氢化蓖麻油、乙二撑双硬脂酸酰胺、酰胺改性氢化蓖麻油、壬基酚聚氧乙烯醚、辛基酚聚氧乙烯醚、有机膨润土中的一种或多种的组合。触变剂组分优选为40～50％酰胺改性氢化蓖麻油分别与50～60％乙二撑双硬脂酸酰胺、壬基酚聚氧乙烯醚、辛基酚聚氧乙烯醚、氢化蓖麻油的组合。触变剂在钎剂中的含量优选为2.1～3.1％。该优选的触变剂可使制成的焊膏获得合适的粘度与沉积特性，并起到防止焊膏注射过程中堵塞的作用，且能有效避免焊膏在注射过程中由于注射嘴在焊盘表面分离不利索而把部分粘在咀上的焊膏带到焊盘上。