本發(fā)明屬于電子器件焊接及表面封裝材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種激光回流焊用的復(fù)合焊膏。

背景技術(shù)：

前述的激光回流焊是一種局部加熱的釬焊（也稱“釬接”）技術(shù)，它以精確聚焦的激光束光斑對(duì)焊區(qū)即對(duì)焊位照射，焊區(qū)在吸收了激光后迅速升溫而使焊料熔化，然后停止照射而使焊區(qū)冷卻，焊料凝固成焊點(diǎn)。由于只對(duì)焊區(qū)進(jìn)行局部加熱，整個(gè)組件的其它部位幾乎不受熱的影響并且焊接時(shí)激光的照射時(shí)間通常以毫秒計(jì)，因而激光回流焊特別適合于對(duì)溫度比較敏感的元器件進(jìn)行焊接。此外，激光回流焊的能耗是很低的。

鑒于激光焊接作為一種高質(zhì)量、高精度、低變形和高效率的焊接方法，在機(jī)械制造、航空航天、汽車工業(yè)、粉末冶金、生物醫(yī)藥等方面尤其是電子封裝領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。在電子封裝領(lǐng)域，由于焊接試件體積小且結(jié)構(gòu)精密，因而要求焊點(diǎn)小、焊接強(qiáng)度高、焊接熱影響區(qū)窄，于是傳統(tǒng)的焊接方法難以滿足要求，而激光焊接以其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)得以滿足前述要求并且能良好地適應(yīng)電子封裝行業(yè)的焊接需求，應(yīng)用越來(lái)越廣泛。

如業(yè)界所知，由于電子產(chǎn)品中使用了含鉛的焊料，又由于鉛是一種有毒物質(zhì)并且對(duì)人體健康有害，還由于歐盟ROHS（關(guān)于在電子電氣設(shè)備中限制使用某些有害物質(zhì)的指令）和WEEE（關(guān)于廢舊電子電氣設(shè)備指令）等相關(guān)禁鉛法令的頒布，因而無(wú)鉛釬料日趨為業(yè)界所重視并應(yīng)用。所謂的無(wú)鉛釬料是指：以Sn為基體，加入諸如Ag、Cu、Zn、Bi等其它金屬元素。Sn-Ag-Cu系、Sn-Cu系和Sn-Zn系等釬料以其較好的潤(rùn)濕性能、良好的釬焊性能以及優(yōu)異的力學(xué)性能而得到了廣泛的應(yīng)用。其中，SnBi釬料以其較低的熔點(diǎn)（138℃）、低膨脹系數(shù)、性能優(yōu)異以及環(huán)境協(xié)調(diào)性好等長(zhǎng)處而較受業(yè)界之青睞。

激光焊接雖有局部加熱、熱影響區(qū)小、非接觸加熱、焊接質(zhì)量高和易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化等優(yōu)點(diǎn)，但是運(yùn)用激光作為熱源，焊膏溫度容易過(guò)高，加熱和冷卻速度和潤(rùn)濕鋪展及凝固過(guò)程極快。這些特殊的材料和工藝特點(diǎn)使得焊接過(guò)程的控制極其復(fù)雜，焊點(diǎn)在成型方面易出現(xiàn)諸如焊接不良、橋連、焊盤燒焦，焊膏飛濺之類的問題，其中焊膏飛濺是嚴(yán)重影響產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率的關(guān)鍵問題。下面將要介紹的技術(shù)方案便是在這種背景下產(chǎn)生的。

中國(guó)專利CN103071943B公開了一種低溫復(fù)合焊膏及其制備方法和使用方法，該專利方案在配方中將金屬顆粒（Ni顆粒、Ag顆?；駻u顆粒）的擇量選擇為1-10%，并且依據(jù)該專利的實(shí)施例1至3，在配方中還含有3-4%的鋅。但是，經(jīng)本申請(qǐng)人所做的非有限次數(shù)的大量實(shí)驗(yàn)表明：當(dāng)金屬顆粒如Ag粉顆粒的取量大于5%（不包括5%）時(shí)，由于焊膏在激光焊接時(shí)由于加熱時(shí)間極短，因而焊后有未溶解的單質(zhì)銀；而當(dāng)金屬顆粒如Ag粉顆粒的取量小于2%（不包括2%）時(shí)，因Ag粉顆粒數(shù)量相對(duì)較少而無(wú)法有效地在焊膏內(nèi)部形成期望的導(dǎo)熱通道。因此金屬顆粒如前述的Ag粉顆粒在復(fù)合焊膏中的取量的合理與否會(huì)對(duì)復(fù)合焊膏的性能產(chǎn)生直接影響。此外金屬顆粒的物理性狀也是一個(gè)不可偏廢的重要因素。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的任務(wù)在于提供一種有助于提高焊膏的導(dǎo)熱率而藉以避免焊膏飛濺對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量產(chǎn)生影響的激光回流焊用的復(fù)合焊膏

本發(fā)明的任務(wù)是這樣來(lái)完成的，一種激光回流焊用的復(fù)合焊膏，包括焊膏基體、助焊劑和金屬顆粒，所述的焊膏基體在所述復(fù)合焊膏中所占的質(zhì)量%比為82-88%，所述的助焊劑在復(fù)合焊膏中所占的質(zhì)量%比為10-13%，所述的金屬顆粒為銀粉顆粒并且該銀粉顆粒在復(fù)合焊膏中所占的質(zhì)量%比為2-5%，其中：所述的焊膏基體為Sn-Bi基體并且Bi在Sn-Bi基體中的質(zhì)量%比為41-43%，余為錫。

在本發(fā)明的一個(gè)具體的實(shí)施例中，所述的焊膏基體在所述復(fù)合焊膏中所占的質(zhì)量%比為82%，所述的助焊劑在復(fù)合焊膏中所占的質(zhì)量%比為13%，所述的銀粉顆粒在復(fù)合焊膏中所占的質(zhì)量%比為5%，其中，所述的Bi在所述Sn-Bi基體中所占的質(zhì)量%比為41%，余為錫。

在本發(fā)明的另一個(gè)具體的實(shí)施例中，所述的焊膏基體在所述復(fù)合焊膏中所占的質(zhì)量%比為88%，所述的助焊劑在復(fù)合焊膏中所占的質(zhì)量%比為10%，所述的銀粉顆粒在復(fù)合焊膏中所占的質(zhì)量%比為2%，其中，所述的Bi在所述Sn-Bi基體中所占的質(zhì)量%比為43%，余為錫。

在本發(fā)明的又一個(gè)具體的實(shí)施例中，所述的焊膏基體在所述復(fù)合焊膏中所占的質(zhì)量%比為86%，所述的助焊劑在復(fù)合焊膏中所占的質(zhì)量%比為11%，所述的銀粉顆粒在復(fù)合焊膏中所占的質(zhì)量%比為3%，其中，所述的Bi在所述Sn-Bi基體中所占的質(zhì)量%比為42%，余為錫。

在本發(fā)明的再一個(gè)具體的實(shí)施例中，所述的焊膏基體在所述復(fù)合焊膏中所占的質(zhì)量%比為84%，所述的助焊劑在復(fù)合焊膏中所占的質(zhì)量%比為12%，所述的銀粉顆粒在復(fù)合焊膏中所占的質(zhì)量%比為4%，其中，所述的Bi在所述Sn-Bi基體中所占的質(zhì)量%比為42.5%，余為錫。

在本發(fā)明的還有一個(gè)具體的實(shí)施例中，所述的銀粉顆粒為粒徑在1-10μm的片狀銀粉顆粒。

在本發(fā)明的更而一個(gè)具體的實(shí)施例中，，所述的銀粉顆粒為粒徑在3-8μm的片狀銀粉顆粒。

在本發(fā)明的進(jìn)而一個(gè)具體的實(shí)施例中，所述的助焊劑由活性劑、觸變劑、成膜劑和溶劑按質(zhì)量比1∶2-3∶6-9∶8-10組成。

在本發(fā)明的又更而一個(gè)具體的實(shí)施例中，所述的成膜劑為KE604；所述的活性劑為丁二酸、己二酸、戊二酸、環(huán)己胺氫溴酸鹽中的三種以上的并且按相同質(zhì)量比相混合的混合物；所述的溶劑為三乙二醇丁醚、2-乙基-2,6-戊二醇和四氫糠醇中的兩種或以上的并且按相同質(zhì)量比混合的混合物；所述的觸變劑為氫化蓖麻油（HCO）和乙二撐雙硬脂酸酰胺（EBS）按質(zhì)量比1∶1相混合的混合物。

本發(fā)明提供的技術(shù)方案的技術(shù)效果在于：由于在配方中加入了片狀銀粉，因而得以在焊膏內(nèi)部形成導(dǎo)熱通道而提高焊膏的導(dǎo)熱率。高的導(dǎo)熱率能使焊膏在激光回流時(shí)避免焊膏因?qū)崧实投a(chǎn)生局部溫度過(guò)高的現(xiàn)象，從而有效避免了焊膏的飛濺對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量造成的影響。

具體實(shí)施方式

本發(fā)明提供的激光回流焊用的復(fù)合焊膏，選用1-10μm粒徑的片狀銀粉，可以使得有足夠多銀粉顆粒在焊膏內(nèi)部形成導(dǎo)熱通道，提高材料的熱導(dǎo)率。目前，銀在焊膏中的使用都是在焊料合金中添加，不能起到導(dǎo)熱作用。眾所周知，純銀是良好的導(dǎo)熱材料，在導(dǎo)熱膠當(dāng)中應(yīng)用非常普遍。而錫鉍焊料合金的導(dǎo)熱率在錫基焊料中是較差的，發(fā)明人嘗試了在錫鉍焊膏中參雜銀粉以改進(jìn)焊膏的導(dǎo)熱性，并對(duì)銀粉參雜的比例及尺寸、形態(tài)進(jìn)行了優(yōu)選。除提高焊膏的導(dǎo)熱性外，銀在焊接過(guò)程中可以溶入焊料中，提高焊點(diǎn)的力學(xué)性能，但當(dāng)銀粉比例高于5%時(shí)，焊膏在激光焊接時(shí)由于加熱時(shí)間極短，焊后有未溶解的單質(zhì)銀。當(dāng)銀粉粒徑大時(shí)，在總含量較低的條件下，顆粒數(shù)量也相對(duì)較少?gòu)亩鵁o(wú)法有效的在焊膏內(nèi)部形成導(dǎo)熱通道，進(jìn)而導(dǎo)致導(dǎo)熱效率的低下；當(dāng)銀粉直徑過(guò)小，界面過(guò)多，導(dǎo)熱效率降低。

實(shí)施例1：

本發(fā)明提供的激光回流焊用的復(fù)合焊膏包括焊膏基體、助焊劑和金屬顆粒，焊膏基體在復(fù)合焊膏中所占的質(zhì)量%比為82%，助焊劑在復(fù)合焊膏中所占的質(zhì)量%比為13%，金屬顆粒即銀粉顆粒在復(fù)合焊膏中所占的質(zhì)量%比為5%，所述的焊膏基體為Sn-Bi基體，并且Bi在焊膏基體中所占的質(zhì)量%比為41%，余為錫，即錫為59%，在本實(shí)施例中，所述的銀粉顆粒為粒徑在10μm的片狀銀粉顆粒；所述的助焊劑由活性劑、觸變劑、成膜劑和溶劑按質(zhì)量比為1∶3∶7∶9組成，所述的成膜劑為RE604，所述活性劑為丁二酸、己二酸和戊二酸按相同質(zhì)量比相混合的混合物，所述的溶劑為三乙二醇丁醚與2-乙基-2,6-戊二醇按相同質(zhì)量比相混合的混合物，所述的觸變劑為氫化蓖麻油（HCO）和乙二撐雙硬脂酸酰胺（EBS）按質(zhì)量比1∶1相混合的混合物。

實(shí)施例2：

本發(fā)明提供的激光回流焊用的復(fù)合焊膏包括焊膏基體、助焊劑和金屬顆粒，焊膏基體在復(fù)合焊膏中所占的質(zhì)量%比為88%，助焊劑在復(fù)合焊膏中所占的質(zhì)量%比為10%，金屬顆粒即銀粉顆粒在復(fù)合焊膏中所占的質(zhì)量%比為2%，所述的焊膏基體為Sn-Bi基體，并且Bi在焊膏基體中所占的質(zhì)量%比為43%，余為錫，即錫為57%，在本實(shí)施例中，所述的銀粉顆粒為粒徑在1μm的片狀銀粉顆粒；所述的助焊劑由活性劑、觸變劑、成膜劑和溶劑按質(zhì)量比為1∶2∶6∶8組成，所述的成膜劑為RE604，所述活性劑為丁二酸、己二酸、戊二酸和環(huán)己胺氫溴酸鹽按相同質(zhì)量比相混合的混合物，所述的溶劑為三乙二醇丁醚與2-乙基-2,6-戊二醇按相同質(zhì)量比相混合的混合物，所述的觸變劑為氫化蓖麻油（HCO）和乙二撐雙硬脂酸酰胺（EBS）按質(zhì)量比1∶1相混合的混合物。

實(shí)施例3：

本發(fā)明提供的激光回流焊用的復(fù)合焊膏包括焊膏基體、助焊劑和金屬顆粒，焊膏基體在復(fù)合焊膏中所占的質(zhì)量%比為86%，助焊劑在復(fù)合焊膏中所占的質(zhì)量%比為11%，金屬顆粒即銀粉顆粒在復(fù)合焊膏中所占的質(zhì)量%比為3%，所述的焊膏基體為Sn-Bi基體，并且Bi在焊膏基體中所占的質(zhì)量%比為42%，余為錫，即錫為58%，在本實(shí)施例中，所述的銀粉顆粒為粒徑在4μm的片狀銀粉顆粒；所述的助焊劑由活性劑、觸變劑、成膜劑和溶劑按質(zhì)量比為1∶2.4∶8∶10組成，所述的成膜劑為RE604，所述活性劑為丁二酸、己二酸和戊二酸按相同質(zhì)量比相混合的混合物，所述的溶劑為三乙二醇丁醚與2-乙基-2,6-戊二醇按相同質(zhì)量比相混合的混合物，所述的觸變劑為氫化蓖麻油（HCO）和乙二撐雙硬脂酸酰胺（EBS）按質(zhì)量比1∶1相混合的混合物。

實(shí)施例4：

本發(fā)明提供的激光回流焊用的復(fù)合焊膏包括焊膏基體、助焊劑和金屬顆粒，焊膏基體在復(fù)合焊膏中所占的質(zhì)量%比為84%，助焊劑在復(fù)合焊膏中所占的質(zhì)量%比為12%，金屬顆粒即銀粉顆粒在復(fù)合焊膏中所占的質(zhì)量%比為4%，所述的焊膏基體為Sn-Bi基體，并且Bi在焊膏基體中所占的質(zhì)量%比為42.5%，余為錫，即錫為57.5%，在本實(shí)施例中，所述的銀粉顆粒為粒徑在8μm的片狀銀粉顆粒；所述的助焊劑由活性劑、觸變劑、成膜劑和溶劑按質(zhì)量比為1∶2.8∶9∶9.5組成，所述的成膜劑為RE604，所述活性劑為丁二酸、己二酸和戊二酸按相同質(zhì)量比相混合的 混合物，所述的溶劑為三乙二醇丁醚、2-乙基-2,6-戊二醇以及四氫糠醇按相同質(zhì)量比相混合的混合物，所述的觸變劑為氫化蓖麻油（HCO）和乙二撐雙硬脂酸酰胺（EBS）按質(zhì)量比1∶1相混合的混合物。