[发明专利]功率半导体模块用无铅水洗锡膏助焊剂及制备方法

说明书

本申请公开了一种功率半导体模块用无铅水洗锡膏助焊剂及制备方法，通过本技术本发明实施例制得的无铅水洗锡膏，锡膏助焊剂活性适中，存储状态良好，活性适中既能保证焊接又能满足焊接过后的可靠性，助焊剂残留满足水洗工艺可完全去除，很大程度上提高了生产效率。无铅水洗工艺不使用三氯乙烯等有机溶剂，锡膏助焊剂中未添加卤素组分，对于环境保护做出了有益的贡献。

技术领域

本申请涉及电子焊接技术领域，具体而言，涉及一种功率半导体模块用无铅水洗锡膏助焊剂及制备方法。

背景技术

功率半导体器件以功率金属氧化物半导体场效应晶体管(功率mosfet，常简写为功率mos)、绝缘栅双极晶体管(IGBT)以及功率集成电路(power ic，常简写为pic)为主。这些器件或集成电路能在很高的频率下工作，而电路在高频工作时能更节能、节材，能大幅减少设备体积和重量。尤其是集成度很高的单片片上功率系统(power system on a chip，简写psoc)，它能把传感器件与电路、信号处理电路、接口电路、功率器件和电路等集成在一个硅芯片上，使其具有按照负载要求精密调节输出和按照过热、过压、过流等情况自我进行保护的智能功能。国际专家把它的发展喻为第二次电子学革命。

目前功率半导体模块，汽车整流模块，电子电力半导体模块的焊接材料主要为锡膏材料，锡膏由助焊剂与合金粉末按照一定比例混合而成，焊接过后其助焊剂残留物仍然具有一定的腐蚀性与吸湿性，对于焊接器件的电气性能可靠性产生严重的隐患，甚至在电流过载情况下造成芯片的损坏，直接影响整个产品的品质与寿命。所以在封装前，大部分产品特别是品质上要求严格的产品都会进行助焊剂的清洗工作。

传统助焊剂大部分由松香为载体，混合有机酸、触变剂以及表面活性剂等组分组成，其主要载体松香的清洗较为困难，一般需要三氯乙烯、三氯甲烷等溶解能力较强的有机溶剂，这些有机溶剂不仅对某些元器件或者其他构件产生损伤，同时也会对人及环境造成污染伤害。随着全球对环境问题的重视，我们国家对于工业生产中对于环境以及人身的防护方面有了更严格的要求，这类有危害清洗剂的使用在未来会有更多的限制，取而代之的是使用水清洗技术来减少对环境的污染。加之欧盟ROHS法规对于出口到欧盟国家的产品对于铅含量的限制，我们需要一款可以水洗的无铅锡膏助焊剂，其残留物可以用水进行彻底的清洗。

中国发明专利申请CN106514057A公开了“一种水洗助焊膏、焊锡膏及其制备方法”，该水洗助焊膏包括以下重量百分比的组分：1-(3-氨基丙基)咪唑松香盐40-50％、EO-PO-EO嵌段共聚物15-30％、聚乙二醇有酸酯13-25％、卤素活化剂5-8％、气相二氧化硅0.2-2％、缓蚀剂0.05-2％。助焊剂中卤素活化剂提高了助焊剂去氧化能力的同时，存在这对器件的电化学腐蚀和对环境的污染。

中国发明专利申请CN105855749A公开了“一种水洗芯片古井锡膏及其制备方法”，所述固晶锡膏由以下重量百分比的组分组成：松香树脂8％～12％、溶剂40％～50％、活化剂5％～15％、聚乙烯亚胺4％～12％、二聚酸4％～8％和表面活性剂10％～15％。该组分含有松香树脂类产品对于水清洗工艺存在清洗不彻底的隐患。

因此，现有技术中的焊剂存在如下技术缺陷：

1、卤素含量过高，不符合ROHS法规，累积的残留回收过程中也存在污染环境的隐患，卤素在焊接过程中也会释放出有毒物质，影响人类健康；

2、卤素含量过高，会腐蚀焊点，进而影响产品的电性能；

3、组分含有松香树脂，不易彻底清洗干净，清洗成本增加且影响封装效果。

发明内容

本申请的主要目的在于提供一种功率半导体模块用无铅水洗锡膏助焊剂及制备方法，以解决目前的问题。

为了实现上述目的，本申请提供了如下技术：