本發(fā)明涉及焊接,尤其涉及一種錫膏及其制備和使用方法。
背景技術(shù):
1、錫膏是led封裝中極其重要且不可缺少的材料,錫膏是由焊料合金粉末與助焊劑混合而成的具有一定流變性能的膏狀體。在常溫下,將led發(fā)光芯片的電極通過(guò)錫膏與線路板的焊盤連接,隨后進(jìn)行回流焊接,隨著助焊劑中溶劑和部分添加劑的揮發(fā)、焊料合金粉末的熔化及冷卻凝固,led發(fā)光芯片和線路板固定連接,焊接的質(zhì)量直接影響led器件的質(zhì)量。
2、為了提高焊接質(zhì)量,通常需要使用包含很多活性組分的助焊劑來(lái)去除焊料合金粉末表面的氧化物,從而提高鋪展率。相應(yīng)的,在常溫下,助焊劑與焊料合金粉末表面的氧化物易發(fā)生反應(yīng)從而導(dǎo)致錫膏發(fā)干變質(zhì)乃至報(bào)廢失效。尤其在小尺寸led封裝中,需要使用更小粒徑的焊料合金粉末,其表面氧化物更多,使用常規(guī)助焊劑會(huì)加劇錫膏常溫下的發(fā)干變質(zhì)現(xiàn)象,降低錫膏的使用壽命,此外,小粒徑焊料合金粉末錫膏封裝后的性能可靠性需求也進(jìn)一步提高。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題在于,提供一種錫膏及其制備和使用方法,提高小尺寸led封裝中的錫膏封裝性能和使用壽命。
2、為了解決上述問(wèn)題,本發(fā)明公開(kāi)了一種錫膏,按質(zhì)量份包括以下組分:錫基合金粉末80份~110份,納米二氧化鈦粉末0.8份~1.5份,助焊劑15份~30份;
3、所述助焊劑按質(zhì)量百分比包括以下組分:樹脂成膜劑10%~20%,活性劑8%~15%,觸變劑1%~8%,助劑5%~10%,余量為溶劑;其中,所述活性劑由乳酸-乙醇酸共聚物和鄰苯二甲酸組成。
4、作為上述技術(shù)方案的改進(jìn),所述乳酸乙醇酸共聚物和鄰苯二甲酸的質(zhì)量比為1:(0.4~1)。
5、作為上述技術(shù)方案的改進(jìn),所述樹脂成膜劑為氫化松香樹脂、聚合松香、歧化松香樹脂、酸改性松香、丙烯酸樹脂、酚醛樹脂中的一種或多種;
6、所述觸變劑為脫水蓖麻油脂肪酸、蓖麻醇酸、聚合脫水蓖麻油、氫化蓖麻油、改性氫化蓖麻油、乙撐雙硬脂酰胺中的一種或多種;
7、所述助劑包括表面活性劑、消泡劑、抗氧化劑中的一種或多種;所述表面活性劑為ge-511、eb-9、ap-8、op-10、fc-134、ft-134中的一種或多種;所述消泡劑為礦物油、聚氧乙烯甘油醚、聚氧丙基甘油醚、聚氧丙基聚氧乙基甘油醚、甲基硅氧烷油、二甲基硅油中的一種或多種;所述抗氧化劑為磷酸三苯酯、亞磷酸三苯酯、丁基羥基茴香醚、丁基羥基甲苯中的一種或多種;
8、所述溶劑為二丙二醇甲醚、己二醇、四氫糠醇、乙酸丁酯、苯甲醇、硝基甲烷、丙三醇、丙二醇、乙二醇、乙醇、甲醇、二乙二醇二丁醚、二乙二醇單甲醚中的一種或多種。
9、作為上述技術(shù)方案的改進(jìn),所述錫基合金粉末按質(zhì)量百分比包括以下成分:ag0.5%~1%,cu?0.2%~0.6%,ni?0.05%~0.08%,bi?0.005%~0.02%,sb0.005%~0.02%,余量為sn。
10、作為上述技術(shù)方案的改進(jìn),所述納米二氧化鈦粉末的d50為10nm~120nm;
11、所述錫基合金粉末的d50為8μm~12μm,比表面積為1m2/cm3~1.5m2/cm3。
12、相應(yīng)的,本發(fā)明還公開(kāi)了一種錫膏的制備方法,用于制備上述的錫膏,包括以下步驟:按比例將納米二氧化鈦粉末和助焊劑混合,以500r/min~900r/min的轉(zhuǎn)速攪拌120s~180s,然后加入錫基合金粉末混合,以500r/min~900r/min的轉(zhuǎn)速攪拌120s~180s,即得。
13、作為上述技術(shù)方案的改進(jìn),所述助焊劑的制備方法包括以下步驟:按比例將溶劑、樹脂成膜劑和觸變劑混合,加熱至170℃~190℃并攪拌均勻,降溫至60℃~80℃,依次添加活性劑和助劑,攪拌溶解后,冷卻至室溫,即得。
14、相應(yīng)的,本發(fā)明還公開(kāi)了一種錫膏的使用方法,包括以下步驟:
15、(1)取上述的錫膏攪拌均勻,得到第一焊接料,在20℃~25℃下將第一焊接料涂覆于待焊接區(qū)域;
16、(2)間隔4h~6h后檢測(cè)所述第一焊接料的粘度,若第一焊接料的粘度大于240pa·s~260pa·s,加入預(yù)設(shè)用量的上述的錫膏并攪拌均勻,得到第二焊接料,在20℃~25℃下將第二焊接料涂覆于待焊接區(qū)域;
17、(3)重復(fù)直至36h~42h后回收?qǐng)?bào)廢。
18、作為上述技術(shù)方案的改進(jìn),所述錫膏的粘度為160pa·s~200pa·s。
19、作為上述技術(shù)方案的改進(jìn),步驟(1)中,取用的所述錫膏的錫基合金粉末和助焊劑的質(zhì)量比為1:(0.15~0.2);
20、步驟(2)中,加入的所述錫膏的錫基合金粉末和助焊劑的質(zhì)量比為1:(0.2~0.35)。
21、實(shí)施本發(fā)明,具有如下有益效果:
22、1、本發(fā)明將特定組分的助焊劑用于小粒徑錫基合金粉末的錫膏中,有利于降低常溫下助焊劑與錫基合金粉末發(fā)生反應(yīng)的速度,提高錫膏的使用壽命。采用特定組分的活性劑可以在保證助焊劑活性的同時(shí)降低樹脂成膜劑的使用量,降低焊接后的殘留,提高焊接后led器件的性能。
23、2、本發(fā)明通過(guò)選用特定成分的錫基合金粉末,與納米二氧化鈦粉末及助焊劑以特定比例混合,可以有效提高錫膏的力學(xué)性能,提高電氣可靠性。
24、3、本發(fā)明在錫膏使用過(guò)程中,在預(yù)設(shè)時(shí)間重新添加預(yù)設(shè)用量的錫膏,相較于使用8h后直接報(bào)廢,顯著延長(zhǎng)錫膏的使用壽命。
1.一種錫膏,其特征在于,按質(zhì)量份包括以下組分:錫基合金粉末80份~110份,納米二氧化鈦粉末0.8份~1.5份,助焊劑15份~30份;
2.如權(quán)利要求1所述的錫膏,其特征在于,所述乳酸乙醇酸共聚物和鄰苯二甲酸的質(zhì)量比為1:(0.4~1)。
3.如權(quán)利要求1所述的錫膏,其特征在于,所述樹脂成膜劑為氫化松香樹脂、聚合松香、歧化松香樹脂、酸改性松香、丙烯酸樹脂、酚醛樹脂中的一種或多種;
4.如權(quán)利要求1所述的錫膏,其特征在于,所述錫基合金粉末按質(zhì)量百分比包括以下成分:ag?0.5%~1%,cu?0.2%~0.6%,ni?0.05%~0.08%,bi0.005%~0.02%,sb0.005%~0.02%,余量為sn。
5.如權(quán)利要求1所述的錫膏,其特征在于,所述納米二氧化鈦粉末的d50為10nm~120nm;
6.一種錫膏的制備方法,其特征在于,用于制備如權(quán)利要求1~5任一項(xiàng)所述的錫膏,包括以下步驟:按比例將納米二氧化鈦粉末和助焊劑混合,以500r/min~900r/min的轉(zhuǎn)速攪拌120s~180s,然后加入錫基合金粉末混合,以500r/min~900r/min的轉(zhuǎn)速攪拌120s~180s,即得。
7.如權(quán)利要求6所述的錫膏的制備方法,其特征在于,所述助焊劑的制備方法包括以下步驟:按比例將溶劑、樹脂成膜劑和觸變劑混合,加熱至170℃~190℃并攪拌均勻,降溫至60℃~80℃,依次添加活性劑和助劑,攪拌溶解后,冷卻至室溫,即得。
8.一種錫膏的使用方法,其特征在于,包括以下步驟:
9.如權(quán)利要求8所述的錫膏的使用方法,其特征在于,所述錫膏的粘度為160pa·s~200pa·s。
10.如權(quán)利要求8所述的錫膏的使用方法,其特征在于,步驟(1)中,取用的所述錫膏的錫基合金粉末和助焊劑的質(zhì)量比為1:(0.15~0.2);