【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及錫焊膏，具體是一種空洞率低的錫焊膏及其制備方法和在電子元器件封裝中的應用。
技術介紹
1、錫焊膏是電子制造領域中廣泛使用的一種材料，主要用于表面貼裝技術中，以實現電子元件與印刷電路板(pcb)間的焊接連接，它是由細小的金屬粉末(通常以錫為基礎，加入銀、銅等合金元素)和一系列化學助焊劑組成的漿狀物質。
2、現有的錫焊膏存在空洞率過高且熱導率和機械強度不佳的現象，錫焊膏中經常因為氣體被困或者焊膏成分分離而形成較高的空洞率，空洞會顯著影響焊點的機械強度和電性能，且傳統錫焊膏由于金屬粉末的不均勻混合或不恰當的助焊劑配比導致焊接強度不足，導致焊點在使用過程中出現早期失效，增加維修成本及影響用戶滿意度。
技術實現思路
1、本部分的目的在于概述本專利技術的實施例的一些方面以及簡要介紹一些較佳實施例。在本部分以及本申請的說明書摘要和專利技術名稱中可能會做些簡化或省略以避免使本部分、說明書摘要和專利技術名稱的目的模糊，而這種簡化或省略不能用于限制本專利技術的范圍。
2、為實現上述目的，本專利技術提供如下技術方案：
3、一種空洞率低的錫焊膏，其材料包括金屬粉末、助焊劑組分以及添加劑；
4、金屬粉末：錫96.5％、銀3.0％、銅0.5％；
5、粒徑范圍：20-38μm；
6、助焊劑組分：聚乙二醇(peg)作為粘合劑2.5％、環保型松香作為活化劑0.5％以及高效防氧化劑(含硅烷偶聯劑)0.1％；
7、添加劑：
8、一種空洞率低的錫焊膏的制備方法，包括，
9、s1、金屬粉末預處理；
10、s2、助焊劑和添加劑配置；
11、s3、混合金屬粉末與助焊劑；
12、s4、脫泡與黏度調整；
13、s5、包裝。
14、作為本專利技術再進一步的方案：所述步驟s1中，稱量sn96.5ag3.0cu0.5合金：錫(96.5％)、銀(3％)、銅(0.5％)，使用高精度電子秤稱量各元素，誤差控制在±0.1g以內，將所有金屬粉末放入氬氣氛圍的球磨機中，設置球磨速度為400轉/分鐘，持續球磨24小時，確保金屬粒子充分細化并均勻混合；
15、采用化學鍍方法，將金屬粉末浸入含有硅烷偶聯劑的溶液中，溫控在室溫(25℃)，靜置反應30分鐘，隨后從溶液中取出粉末，放入60℃的烘箱中干燥4小時，以固化表面處理層。
16、作為本專利技術再進一步的方案：所述步驟s2中，按2.5％的peg、0.5％的環保型松香和0.1％的防氧化劑計算，若總質量為1kg，則分別稱量25gpeg，5g松香，1g防氧化劑，配置均勻后，加熱至60℃并持續攪拌直至完全溶解；
17、加入10g納米銀粒子和1g碳納米管，并使用高速分散機在5000轉/分鐘的速度下分散30分鐘，確保添加劑在助焊劑中充分分散無聚集。
18、作為本專利技術再進一步的方案：所述步驟s3中，在40℃的條件下，緩慢將預處理金屬粉末加入助焊劑混合物中，并使用攪拌機在200轉/分鐘的速度下混合60分鐘，確保徹底融合；
19、所述步驟s4中，將混合物放入真空除泡機中，設置-0.1mpa的壓力，持續30分鐘，觀察并記錄脫泡效果，確保無顯著氣泡生成，必要時根據流變儀結果調整黏度，通過適當增減peg的量來控制最終產品的黏度。
20、作為本專利技術再進一步的方案：所述步驟s5中，在無塵環境中，將焊膏分裝入小容器，并密封保存，避免空氣接觸和污染，對照焊接標準進行印刷性能測試，對完成的焊點進行x射線檢查、微觀結構分析等，確保焊點低空洞率并具有良好的機械性能。
21、作為本專利技術再進一步的方案：所述金屬粉末的粒徑范圍通過以下步驟獲得：
22、s11、基于球磨機的轉速和時間設定，計算金屬粉末的平均粒徑，其中平均粒徑(d)由公式d＝20+18×(轉速/400)0.5×(時間/24)1確定；
23、s12、調整球磨機的轉速和時間，使得計算出的平均粒徑(d)大于等于20μm且小于等于38μm；
24、s13、通過篩分法驗證粒徑分布，確保90％以上的金屬粉末粒徑位于2038μm范圍內；
25、s14、若粒徑分布不符合要求，則返回步驟s11重新調整球磨機的轉速和時間。
26、作為本專利技術再進一步的方案：所述步驟s11中，當計算出的平均粒徑(d)小于20μm時，增加球磨機的轉速；
27、當計算出的平均粒徑(d)大于38μm時，減少球磨機的轉速；
28、所述步驟s12中，如果經過調整后的平均粒徑(d)仍然不在2038μm范圍內，則進一步調整球磨時間，其中球磨時間(t)由公式t＝24×(38d)/d20)確定；
29、所述步驟s13中，如果通過篩分法驗證后發現粒徑分布不符合要求，則根據篩分結果調整球磨機的轉速和時間，其中轉速(r)由公式r＝400×38dmax)/(dmin20)確定，其中dmax和dmin分別為最大和最小粒徑；
30、所述步驟s14中，如果經過多次調整后仍無法滿足粒徑分布的要求，則需檢查球磨機的工作狀態或更換金屬原料，確保最終金屬粉末的粒徑范圍符合2038μm的標準。
31、一種錫焊膏在電子元器件封裝中的應用，所述錫焊膏應用于ball?grid?array(bga)封裝技術。
32、作為本專利技術再進一步的方案：其應用方法如下：
33、(1)準備：確保待焊接的電路板(pcb)表面和bga組件底部清潔無塵，選擇適合的錫焊膏印刷模板，模板設計要根據bga組件的焊點尺寸和排布進行；
34、(2)印刷錫焊膏：使用印刷機或手工刮刀將精密配置的低空洞率錫焊膏均勻分布至pcb上預定的焊點位置，通過精確控制印刷壓力、速度和角度，確保模版通過孔的焊膏轉移準確無誤；
35、(3)放置bga組件：利用精密的放置設備(拾放機)，將bga組件準確放置在印有錫焊膏的pcb相應位置上；
36、(4)回流焊接：將有bga組件的pcb送入回流焊爐，根據錫焊膏的具體成分和性能，設置合理的溫度曲線；
37、(41)預熱階段：溫度逐漸升高以驅除焊膏中的溶劑；
38、(42)液態焊接階段：達到錫焊膏的熔點，使金屬粉末熔化形成良好的焊接連接；
39、(43)冷卻階段：緩慢降溫，避免焊點應力
40、(5)檢測與質量控制：回流焊后，利用x射線檢測設備對bga組件下的焊點進行檢查，驗證焊點內部是否低空洞率且連通良好，針對關鍵功能的bga組件，還可進行電學性能測試，以確保焊接未影響組件性能。
41、作為本專利技術再進一步的方案：步驟(2)印刷錫焊膏基于印刷參數的精確控制，包括：
42、調整印刷機的壓力p至設定范圍[pmin,pmax]；
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【技術保護點】
1.一種空洞率低的錫焊膏，其特征在于：其材料包括金屬粉末、助焊劑組分以及添加劑；
2.一種空洞率低的錫焊膏的制備方法，包括權利要求書1所述的空洞率低的錫焊膏，其特征在于：包括，
3.根據權利要求2所述的一種空洞率低的錫焊膏的制備方法，其特征在于：所述步驟S1中，稱量Sn96.5Ag3.0Cu0.5合金：錫(96.5％)、銀(3％)、銅(0.5％)，使用高精度電子秤稱量各元素，誤差控制在±0.1g以內，將所有金屬粉末放入氬氣氛圍的球磨機中，設置球磨速度為400轉/分鐘，持續球磨24小時，確保金屬粒子充分細化并均勻混合；
4.根據權利要求2所述的一種空洞率低的錫焊膏的制備方法，其特征在于：所述步驟S2中，按2.5％的PEG、0.5％的環保型松香和0.1％的防氧化劑計算，若總質量為1kg，則分別稱量25gPEG，5g松香，1g防氧化劑，配置均勻后，加熱至60℃并持續攪拌直至完全溶解；
5.根據權利要求2所述的一種空洞率低的錫焊膏的制備方法，其特征在于：所述步驟S3中，在40℃的條件下，緩慢將預處理金屬粉末加入助焊劑混合物中，并使用攪拌機在
6.根據權利要求2所述的一種空洞率低的錫焊膏的制備方法，其特征在于：所述步驟S5中，在無塵環境中，將焊膏分裝入小容器，并密封保存，避免空氣接觸和污染，對照焊接標準進行印刷性能測試，對完成的焊點進行X射線檢查、微觀結構分析等，確保焊點低空洞率并具有良好的機械性能。
7.根據權利要求2所述的一種空洞率低的錫焊膏的制備方法，其特征在于：所述金屬粉末的粒徑范圍通過以下步驟獲得：
8.根據權利要求7所述的一種空洞率低的錫焊膏的制備方法，其特征在于：所述步驟S11中，當計算出的平均粒徑(D)小于20μm時，增加球磨機的轉速；
9.一種錫焊膏在電子元器件封裝中的應用，包括權利要求1所述的空洞率低的錫焊膏，其特征在于：所述錫焊膏應用于Ball?Grid?Array(BGA)封裝技術。
10.根據權利要求9所述的錫焊膏在電子元器件封裝中的應用，其特征在于：包括，
...【技術特征摘要】
1.一種空洞率低的錫焊膏，其特征在于：其材料包括金屬粉末、助焊劑組分以及添加劑；
2.一種空洞率低的錫焊膏的制備方法，包括權利要求書1所述的空洞率低的錫焊膏，其特征在于：包括，
3.根據權利要求2所述的一種空洞率低的錫焊膏的制備方法，其特征在于：所述步驟s1中，稱量sn96.5ag3.0cu0.5合金：錫(96.5％)、銀(3％)、銅(0.5％)，使用高精度電子秤稱量各元素，誤差控制在±0.1g以內，將所有金屬粉末放入氬氣氛圍的球磨機中，設置球磨速度為400轉/分鐘，持續球磨24小時，確保金屬粒子充分細化并均勻混合；
4.根據權利要求2所述的一種空洞率低的錫焊膏的制備方法，其特征在于：所述步驟s2中，按2.5％的peg、0.5％的環保型松香和0.1％的防氧化劑計算，若總質量為1kg，則分別稱量25gpeg，5g松香，1g防氧化劑，配置均勻后，加熱至60℃并持續攪拌直至完全溶解；
5.根據權利要求2所述的一種空洞率低的錫焊膏的制備方法，其特征在于：所述步驟s3中，在40℃...
【專利技術屬性】
技術研發人員：資春芳，李靜，曾志蘭，郭萬強，劉偉俊，
申請(專利權)人：深圳市唯特偶新材料股份有限公司，
類型：發明
國別省市：
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