一种光伏用高导热电子器件焊接锡膏及其制备方法与流程

本发明涉及焊接锡膏，具体为一种光伏用高导热电子器件焊接锡膏及其制备方法。

背景技术：

1、锡膏是由低氧化率球形焊料合金粉末和热稳定性极强的高触变性流体膏状环保型进口松香助焊剂搅拌研磨而成。主要成分包括松香树脂，合金材料，活性物质以及部分有机溶剂。其主要应用在电子、汽车、能源、医疗以及光电等各个领域。一款优秀的锡膏需要具有以下优异的性能：优异的印刷性能，可以满足高速印刷要求；连续印刷稳定，在长时间印刷后仍能保持初期之印刷效果，印刷后不塌落，不会产生微小锡球；焊后焊点光亮，松香残留少，腐蚀性小，具有较高的表面绝缘阻抗，无需清洗；焊接时产生的锡珠少，低不良率有助于减少重工和提高生产直通率，产品可靠性高，使用稳定；满足焊点内空洞率的限定值，保证焊点的高可靠性。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种光伏用高导热电子器件焊接锡膏及其制备方法，以解决现有技术中存在的问题。

2、为了解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：

3、一种光伏用高导热电子器件焊接锡膏，按质量份数计，包括以下成分：无铅焊锡粉82~90份和助焊剂10~18份；

4、所述无铅焊锡粉为snagcu合金粉、snagcubi合金粉和snagcuni合金粉中的一种；

5、按质量份数计，所述助焊剂包括以下成分：共聚丙烯酸树脂8~10份、丙烯酸树脂20~25份、复配酸酐1~2份、改性松香1~3份、复配活性剂6~8份、表面活性剂0.5~0.8份、有机胺4~5份、溶剂35~45份、抗氧化剂0.5~1份。

6、作为优化，所述复配酸酐由丁二酸酐、戊二酸酐和甲基丁烯二酸酐按照质量比1：1：1.35混合制备而成。

7、作为优化，所述复配活性剂为2，2-二羟甲基丙酸、无水柠檬酸和水杨酸按照质量比0.2~0.3：1：0.6混合制备而成。

8、作为优化，所述表面活性剂为司盘80与吐温60按照质量比1：1.8~2混合制备而成。

9、作为优化，所述有机胺为乙醇胺。

10、作为优化，所述溶剂为乙二醇、二乙二醇乙醚和丙二醇按照体积比1：1.2：0.8混合制备而成。

11、作为优化，所述抗氧化剂为对苯二酚。

12、作为优化，所述共聚丙烯酸树脂采用以下步骤制备：在温度为0~5℃条件下，按照质量比1：0.6~0.7：20~22将叔丁基对苯二酚、三乙胺和四氢呋喃混合均匀，之后在1~1.5h内均匀滴加叔丁基对苯二酚质量0.8~0.9倍的丙烯酰氯，搅拌反应7~9h，反应完成加入过量冰水沉淀，沉淀完毕后进行过滤，并将过滤产物用质量分数为50%的乙醇水溶液进行重结晶，制得受阻酚改性丙烯酸酯；按质量比1：0.9~0.95：2.7~2.8：1.3~1.4将受阻酚改性丙烯酸酯、2-甲基-2-丙烯酸-2，2，6，6-四甲基-4-哌啶基酯、丙烯酸十八酯和甲基丙烯酸二甲氨乙酯混合均匀，再加入受阻酚改性丙烯酸酯质量12~14倍的混合溶剂，之后加入受阻酚改性丙烯酸酯0.05~0.1倍的偶氮二异丁腈，搅拌均匀，在温度为70~80℃，氮气保护条件下，搅拌反应反应5~6h后，降温至0~5℃进行阻聚，之后保持温度为0~5℃并向其中加入过量正已烷，静置沉淀3~5h，静置沉淀完毕后进行过滤，并将过滤产物反复溶解沉淀2~3次制得共聚丙烯酸树脂。

13、作为优化，所述改性松香树脂采用以下步骤制备：在温度为170~190℃、氮气保护条件下，将马来酸酐加入至马来酸酐质量3.5~4.5倍的马尾松松香中，保温反应4~5h，再加入马来酸酐质量12~13倍的松节油，并加热至完全溶解，静置12~16h后抽滤，将抽滤产物用过量松节油重结晶，并将重结晶产物经真空干燥后得到马来海松酸酐；按照质量比1：0.6~0.7：0.0015~0.002，将马来海松酸酐、2-（2-羟基-5-苯甲基）苯并三氮唑和氧化锌加入至马来海松酸酐质量12~15倍的丙酮中，在氮气保护条件下，升温至220℃后保温反应直至反应物料ph不再变化后，降温至170℃，静置4~6h后抽滤，将抽滤产物用过量松节油重结晶，并将重结晶产物经真空干燥后得到改性松香。

14、一种根据上述任一所述光伏用高导热电子器件焊接锡膏的制备方法，包括以下步骤：

15、s1、将改性松香和溶剂搅拌混合均匀，加热搅拌至改性松香溶解，继续搅拌，接着加入共聚丙烯酸树脂和丙烯酸树脂，搅拌至树脂溶解，最后加入复配活性剂，搅拌至复配活性剂溶解，在60~80℃下加入复配酸酐、表面活性剂、有机胺和抗氧化剂，搅拌混合均匀，冷却研磨，得到助焊剂；

16、s2、向助焊剂中逐渐加入无铅焊锡粉，真空搅拌，得到焊接锡膏。

17、与现有技术相比，本发明所达到的有益效果是：

18、本申请采用共聚丙烯酸树脂和丙烯酸树脂作为主要成膜物质，其中共聚丙烯酸树脂采用了受阻酚改性丙烯酸酯、2-甲基-2-丙烯酸-2，2，6，6-四甲基-4-哌啶基酯、丙烯酸十八酯和甲基丙烯酸二甲氨乙酯进行共聚制得，其整体呈梳状结构具有很高的分子内有序性，因为高密度接枝的侧链的存在，使其相邻侧链之间排斥作用较强，使其聚合主链被迫伸直，从而形成有序的一维结构，并且梳状结构提高了其整体的结晶度，使其兼具高相变焓和高导热系数，从而提高锡膏整体的导热性能；

19、在成膜过程中，由于共聚丙烯酸树脂同时具备亲水链和亲油链可以起到一定程度上的表面活性剂功能，可以增进助焊剂对被焊材料的均匀润湿作用，使得焊点和焊缝更加饱满，并且由于其上同时具备吸收和捕获自由基的集团从而使其成膜前后都能够有效提高整体的抗氧化功能；

20、还通过采用复合酸酐解决锡膏中水汽问题,且无不良酸残留,这主要是酸酐类物质与焊膏中的水汽发生化学反应,从而减少甚至消除了水汽,从而从焊接机理源头上来杜绝因水汽造成的空洞,从根本上解决空洞过多的现象,实现空洞率小于10%；

21、采用的改性松香树脂通过2-（2-羟基-5-苯甲基）苯并三氮唑进行改性，从而使其降低了松香本身的酸性，但是由于助焊剂中活性成分的加入会使铜板腐蚀，而苯并三氮唑是铜的高效缓蚀剂，由于进行该接枝改性，可以在铜表面形成一层防腐蚀膜，从而减缓腐蚀；后续过程中改性松香树脂也可参与成膜过程，因为松香本身是良好的成膜剂，且苯并三氮唑还有具有紫外光吸收功能，可以进一步提高其抗氧化性能。

技术特征：

1.一种光伏用高导热电子器件焊接锡膏，其特征在于，按质量份数计，包括以下成分：无铅焊锡粉82~90份和助焊剂10~18份；

2.根据权利要求1所述的光伏用高导热电子器件焊接锡膏，其特征在于，所述复配酸酐由丁二酸酐、戊二酸酐和甲基丁烯二酸酐按照质量比1：1：1.35混合制备而成。

3.根据权利要求1所述的光伏用高导热电子器件焊接锡膏，其特征在于，所述复配活性剂为2，2-二羟甲基丙酸、无水柠檬酸和水杨酸按照质量比0.2~0.3：1：0.6混合制备而成。

4.根据权利要求1所述的光伏用高导热电子器件焊接锡膏，其特征在于，所述表面活性剂为司盘80与吐温60按照质量比1：1.8~2混合制备而成。

5.根据权利要求1所述的光伏用高导热电子器件焊接锡膏，其特征在于，所述有机胺为乙醇胺。

6.根据权利要求1所述的光伏用高导热电子器件焊接锡膏，其特征在于，所述溶剂为乙二醇、二乙二醇乙醚和丙二醇按照体积比1：1.2：0.8混合制备而成。

7.根据权利要求1所述的光伏用高导热电子器件焊接锡膏，其特征在于，所述抗氧化剂为对苯二酚。

8.根据权利要求1所述的光伏用高导热电子器件焊接锡膏，其特征在于，所述共聚丙烯酸树脂采用以下步骤制备：在温度为0~5℃条件下，按照质量比1：0.6~0.7：20~22将叔丁基对苯二酚、三乙胺和四氢呋喃混合均匀，之后在1~1.5h内均匀滴加叔丁基对苯二酚质量0.8~0.9倍的丙烯酰氯，搅拌反应7~9h，反应完成加入过量冰水沉淀，沉淀完毕后进行过滤，并将过滤产物用质量分数为50%的乙醇水溶液进行重结晶，制得受阻酚改性丙烯酸酯；按质量比1：0.9~0.95：2.7~2.8：1.3~1.4将受阻酚改性丙烯酸酯、2-甲基-2-丙烯酸-2，2，6，6-四甲基-4-哌啶基酯、丙烯酸十八酯和甲基丙烯酸二甲氨乙酯混合均匀，再加入受阻酚改性丙烯酸酯质量12~14倍的混合溶剂，之后加入受阻酚改性丙烯酸酯0.05~0.1倍的偶氮二异丁腈，搅拌均匀，在温度为70~80℃，氮气保护条件下，搅拌反应反应5~6h后，降温至0~5℃进行阻聚，之后保持温度为0~5℃并向其中加入过量正已烷，静置沉淀3~5h，静置沉淀完毕后进行过滤，并将过滤产物反复溶解沉淀2~3次制得共聚丙烯酸树脂。

9.根据权利要求1所述的光伏用高导热电子器件焊接锡膏，其特征在于，所述改性松香树脂采用以下步骤制备：在温度为170~190℃、氮气保护条件下，将马来酸酐加入至马来酸酐质量3.5~4.5倍的马尾松松香中，保温反应4~5h，再加入马来酸酐质量12~13倍的松节油，并加热至完全溶解，静置12~16h后抽滤，将抽滤产物用过量松节油重结晶，并将重结晶产物经真空干燥后得到马来海松酸酐；按照质量比1：0.6~0.7：0.0015~0.002，将马来海松酸酐、2-（2-羟基-5-苯甲基）苯并三氮唑和氧化锌加入至马来海松酸酐质量12~15倍的丙酮中，在氮气保护条件下，升温至220℃后保温反应直至反应物料ph不再变化后，降温至170℃，静置4~6h后抽滤，将抽滤产物用过量松节油重结晶，并将重结晶产物经真空干燥后得到改性松香。

10.一种权利要求1-9任一所述光伏用高导热电子器件焊接锡膏的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

技术总结本发明公开了一种光伏用高导热电子器件焊接锡膏及其制备方法，涉及焊接锡膏技术领域。本发明通过采用共聚丙烯酸树脂和丙烯酸树脂作为主要成膜物质，其中共聚丙烯酸树脂采用了受阻酚改性丙烯酸酯、2‑甲基‑2‑丙烯酸‑2，2，6，6‑四甲基‑4‑哌啶基酯、丙烯酸十八酯和甲基丙烯酸二甲氨乙酯进行共聚制得，其整体呈梳状结构具有很高的分子内有序性，因为高密度接枝的侧链的存在，使其相邻侧链之间排斥作用较强，使其聚合主链被迫伸直，从而形成有序的一维结构，并且梳状结构提高了其整体的结晶度，使其兼具高相变焓和高导热系数，从而提高锡膏整体的导热性能。技术研发人员：陆利斌,宋建源,胡达官受保护的技术使用者：同享（苏州）电子材料科技股份有限公司技术研发日：技术公布日：2024/11/18