无铅无卤低银焊锡膏的制备及性能研究

发布时间：2017-07-18 00:03

  本文关键词：无铅无卤低银焊锡膏的制备及性能研究

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【摘要】：由于环境问题成为国际社会共同关注的话题,经典的锡铅锡膏也因为含铅,而逐渐受到主流市场的冷落,SAC305作为锡铅锡膏的替代产品,推出受到好评,但其含银量高,价格高,难以大面积推广,所以研制无铅无卤、低银含量的锡膏对无铅锡膏的应用有着非常积极的影响。本文从助焊剂的有效成分入手,通过均匀实验设计法选确定助焊剂的最佳组分,并对助焊剂进行性能测试。然后将Sn0.3Ag0.7Cu合金焊粉与该助焊剂配置成无铅焊锡膏,按照相关检测标准对制备的焊锡膏与国产的焊锡膏进行性能对比。主要研究结果如下：(1)选定成膜剂为松香,其在体系中的含量为25wt%,采取氢化松香和聚合松香复配,其复配比例为氢化松香：聚合松香=2：3；采用配方均匀实验设计,对溶剂系统进行研究,确定了溶剂为四氢糠醇、A醚和丙三醇复配,复配比例为11.8：2.6：1,实现了较佳的挥发性能和溶解性能。(2)选取a酸、b酸、c酸为活性剂进行复配,通过均匀实验设计,得到其复配比例为a酸：b酸：c酸=26：1：23；三乙醇胺作为酸性调节剂,其添加量为0.4wt%。选用两种非离子表面活性剂OP-10和TX-10进行复配,以铺展面积作为指标,得到OP-10和TX-10的复配比为：OP-10：TX-10=5.3：1,总添加量为0.95wt%。(3)从助焊剂助焊原理出发,考察松香、活性剂、成膜剂和表面活性剂等体系对铺展面积的综合影响,得到助焊剂最终优化配方为松香体系占25wt%、活性剂5wt%、触变剂1wt%、抗氧化剂和缓蚀剂均为0.5wt%,三乙醇胺为0.4wt%,溶剂为余量。(4)所研制的无铅无卤助焊剂呈乳白色粘稠膏体,物理性能稳定。测得不含卤素,润湿性好,腐蚀性小,不挥发物含量为23.18%,综合性能优良。(5)本实验所用合金焊粉为含银量较低的Sn0.3Ag0.7Cu的3号焊粉,焊料粉末形态为球形,最大长宽比例为1.16。助焊剂与焊粉的配置质量比为：88.5：11.5,测得粘度为178.0(Pa·s,25℃),触变系数Ti为0.54,能获得良好的脱模效果和印刷效果。(6)对配置好的锡膏与国产锡膏进行性能对比,自制焊膏锡珠试验放置4h后焊点周围出现1个小锡球,达到焊锡球试验评定标准2级,国产锡膏达到1级标准,均符合商用标准；自制锡膏润湿性良好,无不润湿或反润湿现象,焊点周围无飞溅物,评定为1级；对自制锡膏和国产锡膏进行扩展率实验,其扩展率都达到了H级,且自制焊锡膏扩展率92.5%大于国产焊锡膏的扩展率89.8%。(7)对自制锡膏和国产锡膏进行冷热坍塌实验,用0.2mm厚网印模板印制A焊盘(0.6mm×2.03mm)和B焊盘(0.33mm×2.03mm),用0.1mm厚网印模板印制C焊盘(0.33mm×2.03mm)和D焊盘(0.20mm×2.03mm),国产焊锡膏和自制焊锡膏均能达到技术要求,且自制焊锡膏的桥连间隙与国产焊锡膏桥连间隙非常接近,说明冷热坍塌性能好；对自制焊锡膏和国产焊锡膏进行剪切强度实验,其剪切强度分别为：33.33Mpa和35.62MPa。
【关键词】：焊锡膏 助焊剂 均匀实验设计 活性剂 表面活性剂
【学位授予单位】：广东工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TG42
【目录】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-8
• 目录8-11
• CONTENTS11-14
• 第一章 绪论14-26
• 1.1 表面组装技术概论14-17
• 1.1.1 表面组装技术14
• 1.1.2 表面组装技术工艺流程14-16
• 1.1.3 我国表面组装技术的发展现状16-17
• 1.2 焊锡膏概论17-26
• 1.2.1 焊锡膏的分类17-18
• 1.2.2 合金粉末的研究现状18-21
• 1.2.3 焊锡膏用助焊剂的研究现状21-24
• 1.2.4 无铅焊锡膏的发展24-25
• 1.2.5 本课题研究目的及内容25-26
• 第二章 实验用品及检测方法26-38
• 2.1 实验原料26-27
• 2.2 工艺流程27-28
• 2.3 助焊剂的检测方法28-30
• 2.3.1 助焊剂的配置28
• 2.3.2 实验设备及检测方法28-30
• 2.4 焊锡膏的检测方法30-38
• 2.4.1 合金粉末检测30
• 2.4.2 粘度测试30-32
• 2.4.3 锡珠实验32-34
• 2.4.4 润湿性测试34
• 2.4.5 可焊性测试34-36
• 2.4.6 坍塌性能测试36
• 2.4.7 剪切实验36-38
• 第三章 助焊剂的制备及性能测试38-62
• 3.1 基质成分38
• 3.2 成膜剂38-42
• 3.2.1 松香结构及性质38-40
• 3.2.2 实验方案40
• 3.2.3 实验结果及分析40-42
• 3.3 溶剂42-47
• 3.3.1 均匀实验设计43-45
• 3.3.2 实验及结果分析45-47
• 3.4 松香含量与活性剂的均匀实验47-51
• 3.4.1 松香含量实验47-48
• 3.4.2 活性剂的均匀实验48-50
• 3.4.3 有机胺50-51
• 3.5 表面活性剂51-54
• 3.5.1 基本理论51-53
• 3.5.2 表面活性剂扩展实验53-54
• 3.6 触变剂54-56
• 3.6.1 基本原理54-55
• 3.6.2 实验55-56
• 3.7 其他添加剂56-58
• 3.7.1 缓蚀剂56-57
• 3.7.2 抗氧化剂57-58
• 3.8 助焊剂性能检测58-61
• 3.8.1 助焊剂的配置58-59
• 3.8.2 助焊剂性能检测59-61
• 3.9 本章小结61-62
• 第四章 焊锡膏的制备及性能检测62-72
• 4.1 焊锡膏的制备62
• 4.2 焊锡膏性能检测62-70
• 4.2.1 软钎焊原理62-63
• 4.2.2 合金粉末检测63-64
• 4.2.3 粘度64-65
• 4.2.4 锡珠65-66
• 4.2.5 润湿性66
• 4.2.6 扩展率66-67
• 4.2.7 坍塌性能测试67-69
• 4.2.8 剪切强度69-70
• 4.3 本章小结70-72
• 结论72-73
• 参考文献73-77
• 攻读学位期间发表的论文77-79
• 致谢79-80

【参考文献】

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本文编号：555170