[发明专利]一种用于LED封装的固晶锡膏及其制备方法

说明书

本发明公开了一种用于LED封装的固晶锡膏及其制备方法。所述的固晶锡膏是由锡基合金粉末和助焊剂以(85～90):(10～15)的质量比组成；所述的锡基合金粉末为Sn96.5Ag3Cu0.5、Sn82.5Bi17Cu0.5、Sn80.3Ag3Cu1Bi15Sb0.7、Sn96.5Ag3.5合金中的一种；所述的助焊剂包括以下组分：乳酸‑乙醇酸共聚物、碳酸氢钠、磷酸单酯、水溶性硅油、聚苯胺、树脂、润湿剂、触变剂和溶剂。本发明的固晶锡膏具有良好的印刷性能、优良的可焊性、低的焊后残留及腐蚀性，且热导率高，储存性能良好，显著提高了LED封装的可靠性。

技术领域

本发明涉及LED封装技术领域，具体涉及一种用于LED封装的固晶锡膏及其制备方法。

背景技术

在功率型LED器件的封装中，芯片键合材料在芯片到热沉热量传导过程中起着非常重要的作用，但目前芯片键合材料已经成为大功率LED散热通道的一个瓶颈，因此低热阻、散热性好的芯片键合材料是封装技术关键。

LED芯片封装一般可以通过四种方式：导热胶粘贴、导电型银浆粘贴、锡膏粘贴和锡金合金共晶焊接，其中导热胶、导电型银浆的导热特性较差，不能满足LED芯片封装的散热需求，虽然锡金合金导热性好，但其含有贵金属金，成本高，且易脆，限制其使用。锡膏是伴随表面贴装技术(Surface Mount Technology,SMT)的产生而出现的新型焊接材料，具有成本低，使用方便的特点，是LED芯片封装常用的键合材料。

目前在LED芯片封装领域主要研究和应用的无铅锡膏有Sn-Ag、Sn-Ag-Cu、Sn-Cu、Sn-Zn和Sn-Bi等合金系，其中Sn-Ag-Cu合金锡膏是美国国家电子制造联合会推荐为SMT的最佳无铅钎料。但是现有的Sn-Ag-Cu合金锡膏普遍存在活性低、稳定性差、导热性能低、焊接效果不良、焊点铺展性不佳、抗坍塌效果不佳，易形成焊接空洞等问题，不仅导致界面热阻上升，散热差，还降低LED的光效率和使用寿命。

公开号为CN 104985352 A的中国专利申请公开了一种用于大功率LED的无铅固晶锡膏，该锡膏包括以下材料：无铅锡粉、助焊膏；所述锡粉为锡铜合金，助焊膏由以下材料组成：松香30-40％、溶剂40-45％、缓蚀剂1-4％、活性剂3-8％、触变剂4-6％、增稠剂10-15％，活性剂使用含卤的有机酸，如2-溴正辛酸，腐蚀性较大，不仅影响储存稳定性，还会腐蚀焊接基板材料。

公开号为CN 105552201 A的中国专利申请公开了一种LED封装用固晶材料及其制备方法，该固晶材料包括锡基焊粉、高导热率颗粒和固晶助焊膏，其中高导热率颗粒选自金刚石颗粒、纳米碳管和SiC中的一种或两种以上。通过使用高导热率颗粒获得高导热率，提高LED芯片散热能力，然而高导热率颗粒为无机物质，硬度大，可能会造成芯片和板面的磨损。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于LED封装的固晶锡膏及其制备方法。所述的固晶锡膏具有良好的印刷性能、优良的可焊性、低的焊后残留及腐蚀性，并且热导率高，储存性能良好，解决了LED封装存在的散热差，易形成焊接空洞等技术瓶颈难题，显著提高了LED封装的可靠性。

本发明是通过以下技术方案予以实现的：

一种用于LED封装的固晶锡膏，由锡基合金粉末和助焊剂以(85～90):(10～15)的质量比组成。

所述的锡基合金粉末为Sn96.5Ag3Cu0.5、Sn82.5Bi17Cu0.5、Sn80.3Ag3Cu1Bi15Sb0.7、Sn96.5Ag3.5合金中的一种。

所述的助焊剂包括以下质量百分比计的组分：乳酸-乙醇酸共聚物10～15％、碳酸氢钠1～3％、磷酸单酯3～6％、水溶性硅油2～5％、聚苯胺0.5～3％、树脂10～20％、润湿剂5～10％、触变剂2～10％和溶剂40～50％。

所述的润湿剂为异壬酸异壬酯和低分子量氢化聚异丁烯按质量比(7～10):(2～5)组成。