焊锡膏腐蚀行为与储存稳定性关系研究
发布时间：2022-02-17 15:53
我国电子工业起步较晚,目前焊锡膏室温下长期储存作为一种先进技术仍受制于发达国家,室温储存问题依然困扰着我国焊锡膏行业。因此,焊锡膏储存稳定性成为国内研究热点,特别是集中于焊锡合金微粉与活性成分发生腐蚀方面的研究。然而,关于焊锡膏储存失效机理以及焊锡膏内部腐蚀的系统化的研究还仍然不充分。本文以提高焊锡膏储存稳定性同时包容可焊性为出发点,采用电化学法和失重法研究了在助焊剂介质中,缓蚀剂对焊锡合金的腐蚀行为的影响和与焊锡膏储存稳定性之间的关系。又着重研究了焊锡合金在助焊剂的醇醚类溶剂中的电化学腐蚀行为,通过阻抗谱对界面反应进行了分析研究,对不同溶剂的焊锡膏性能作出评估。最后通过制备有机酸插层的水滑石材料,添加到焊锡膏中以期提高焊锡膏的储存稳定性。获得以下主要研究成果:（1）SAC305焊锡合金在丁二酸的二乙二醇单丁醚溶液中,添加了2-MI、2-EI、BTA、2-PI、2-MBI等5种缓蚀剂后,其腐蚀速率会增大。在本次实验配方的体系下,添加不同缓蚀剂后焊锡膏的粘度稳定性从好到差为:2-PI>Blank>2-MBI>BTA>2-MI>2-EI。添加不同缓蚀剂后焊锡膏...
【文章来源】：西安理工大学陕西省
【文章页数】：95 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
微电子封装中两种组装技术（a）表面贴装技术；（b）穿孔插装技术Fig.1-1Twoassemblytechnologiesinmicroelectronicpackage(a)SMT;(b)THT
西安理工大学硕士学位论文2图1-2焊锡膏技术Fig.1-2Solderpastetechnology随着近代电子工业几十年的发展，焊锡膏的性能已经日趋成熟。在上个世纪90年代末国外的焊锡膏技术已经相当成熟，其中代表的国家有美国和日本，两国的焊锡膏早期几乎垄断了全球的市场占有。我国的电子工业起步较晚，长期以来工业生产中一直使用进口的焊锡膏，在我国自主研发锡膏的历程中，国外以环保名义先后开展了电子工业的无铅化运动和无卤素运动，这无疑对我国电子工业的发展竖起了极高的技术壁垒。随着近20年国内高校和企业的探索，已经逐渐摸索出焊锡膏的制备技术，能成功的应用于电子封装工艺。国产焊锡膏的在焊接性能上与国外的差距已经不大，但在其储存寿命方面相比与国外仍然有一定的差距，这表现在焊锡膏的印刷性能和焊接性能随着储存时间的延长而变得不稳定，这一问题也是目前我国焊锡膏与国外高端焊锡膏竞争的主要劣势。焊锡膏的印刷性主要取决其粘度和流变性能[13-15]，通过调节焊锡膏成分可以调制出各种粘度和流变性的焊锡膏，以用于设备的操作印刷。焊锡膏从生产到应用经历着以下几个过程：搅拌→装罐→运输→低温储藏→印刷→高温焊接。随着生产出来的焊锡膏在经历运输、储存以及暴露在空气中持续使用等过程后，其粘度会升高。在外观性状上表现为砂化、发干。粘度的升高会直接影响焊锡膏的印刷性，锡膏的印刷性能一旦下降，封装产线上的贴片元件就会造成印刷焊膏涂敷不完整。同时焊锡膏的焊接性能同样会伴随着储存时间的延长而下降，进而造成焊点润湿性降低、焊点可靠性下降等一系列问题。因此印刷性能和可焊性能的稳定对焊锡膏的应用具有至关重要的作用，业内把焊锡膏的这一性质称为储存稳定性，即焊锡膏在储存过程中的各项性能的稳定程度。焊锡?
1前言11图1-3合金电化学腐蚀示意图Fig.1-3Schematicdiagramofalloyelectrochemicalcorrosion研究认为，焊锡膏的粘度升高主要与上述腐蚀过程的产物如金属盐等有关，也有观点认为与合金表面因为腐蚀而变得粗糙有一定关系。北京工业大学CuiLi等人[38]通过对自制焊锡膏和商用焊锡膏进行长时间存储实验，研究了锡膏性能退化的表现，并通过电镜下观察在助焊剂中腐蚀的现象，认为助焊剂中的活性成分与焊粉发生了氧化和腐蚀等化学反应。索尔福德大学（TheUniversityofSalford）的T.A.Nguty等人[39]研究了在两种不同的温度和湿度条件下储存焊膏对其流变性能的影响，同时提出了一种测量不同存储条件和存储时间对焊膏流变特性（粘度）的影响的方法，研究发现在冰箱低温下存储的焊锡膏其粘度增加的速度比在室温下储存快，焊锡膏中活性成分的活性大小和数量与环境温度相关。最终建立了膏体粘度随储存量变化的数学模型，以期应用于行业的质量管控。布尔诺工业大学（BrnoUniversityofTechnology）的A.Otahal等人[40]研究了两种焊锡膏随着储存时间的延长性能退化后，对可焊性的影响。研究发现焊锡膏根据配方和体系的不同，随着焊锡膏存储时间的延长，焊接性能既有呈线性变化的退化，也有非线性的退化过程。韩国釜山国立大学（PukyongNationalUniversity）的Chan-KyuLim等人[36]研究了多尺寸焊粉和不同类型的溶剂对焊锡膏储存稳定性的影响，并通过红外光谱法探究了焊锡膏变质前后内部化学结构的变化，认为焊锡膏内部的焊粉与助焊剂发生反应会生成脂肪酸盐，脂肪酸盐会吸收周围的溶剂并增加焊锡膏的粘度。千代田化学株式会社的MurataToshiichi等人[41]研究认为，焊锡膏粘度上升与焊料金属氧化后与松香中的酸形成大分子化合物有关。就焊锡膏的粘度上升与焊锡膏内?
【参考文献】：
期刊论文
[1]微细间距无铅BGA混装焊点可靠性研究[J]. 陈柳,张健钢. 电子工艺技术. 2020(01)
[2]电子封装无铅软钎焊技术研究进展[J]. 姜楠,张亮,熊明月,赵猛,徐恺恺. 材料导报. 2019(23)
[3]溶剂对细间距用无铅焊锡膏抗热塌性的影响[J]. 杨楠,赵麦群,明小龙,孙杰. 电子元件与材料. 2017(11)
[4]SMT表面贴装技术工艺应用实践与趋势分析[J]. 杜江淮. 电子技术与软件工程. 2016(07)
[5]Sn0.3Ag0.7Cu焊锡膏的储存稳定性研究[J]. 韩帅,赵麦群,宋娜. 电子元件与材料. 2016(02)
[6]碳酸根型镁铝水滑石对铬酸根和磷酸根离子的吸附性能[J]. 林巧莺,陈岳民. 环境工程学报. 2015(10)
[7]溶剂对SnAgCu系焊锡膏储存稳定性的影响[J]. 喻雪燕,赵麦群,陈晓丹,杨雅婧. 电子元件与材料. 2014(10)
[8]不同缓蚀剂对SnAgCu焊膏焊接性能的影响[J]. 刘文胜,邓涛,马运柱. 材料科学与工艺. 2012(02)
[9]抗氧化树脂包覆焊粉的研究[J]. 林延勇,夏志东,雷永平. 电子元件与材料. 2010(04)
[10]焊膏SnAgCu焊锡微粉在有机酸溶液中的腐蚀与防护[J]. 李涛,赵麦群,卢加飞,薛静. 材料保护. 2010(01)
硕士论文
[1]水滑石的控制合成、改性及其吸附性能研究[D]. 刘得璐.青岛科技大学 2018
本文编号：3629689
【文章来源】：西安理工大学陕西省
【文章页数】：95 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
微电子封装中两种组装技术（a）表面贴装技术；（b）穿孔插装技术Fig.1-1Twoassemblytechnologiesinmicroelectronicpackage(a)SMT;(b)THT
西安理工大学硕士学位论文2图1-2焊锡膏技术Fig.1-2Solderpastetechnology随着近代电子工业几十年的发展，焊锡膏的性能已经日趋成熟。在上个世纪90年代末国外的焊锡膏技术已经相当成熟，其中代表的国家有美国和日本，两国的焊锡膏早期几乎垄断了全球的市场占有。我国的电子工业起步较晚，长期以来工业生产中一直使用进口的焊锡膏，在我国自主研发锡膏的历程中，国外以环保名义先后开展了电子工业的无铅化运动和无卤素运动，这无疑对我国电子工业的发展竖起了极高的技术壁垒。随着近20年国内高校和企业的探索，已经逐渐摸索出焊锡膏的制备技术，能成功的应用于电子封装工艺。国产焊锡膏的在焊接性能上与国外的差距已经不大，但在其储存寿命方面相比与国外仍然有一定的差距，这表现在焊锡膏的印刷性能和焊接性能随着储存时间的延长而变得不稳定，这一问题也是目前我国焊锡膏与国外高端焊锡膏竞争的主要劣势。焊锡膏的印刷性主要取决其粘度和流变性能[13-15]，通过调节焊锡膏成分可以调制出各种粘度和流变性的焊锡膏，以用于设备的操作印刷。焊锡膏从生产到应用经历着以下几个过程：搅拌→装罐→运输→低温储藏→印刷→高温焊接。随着生产出来的焊锡膏在经历运输、储存以及暴露在空气中持续使用等过程后，其粘度会升高。在外观性状上表现为砂化、发干。粘度的升高会直接影响焊锡膏的印刷性，锡膏的印刷性能一旦下降，封装产线上的贴片元件就会造成印刷焊膏涂敷不完整。同时焊锡膏的焊接性能同样会伴随着储存时间的延长而下降，进而造成焊点润湿性降低、焊点可靠性下降等一系列问题。因此印刷性能和可焊性能的稳定对焊锡膏的应用具有至关重要的作用，业内把焊锡膏的这一性质称为储存稳定性，即焊锡膏在储存过程中的各项性能的稳定程度。焊锡?
1前言11图1-3合金电化学腐蚀示意图Fig.1-3Schematicdiagramofalloyelectrochemicalcorrosion研究认为，焊锡膏的粘度升高主要与上述腐蚀过程的产物如金属盐等有关，也有观点认为与合金表面因为腐蚀而变得粗糙有一定关系。北京工业大学CuiLi等人[38]通过对自制焊锡膏和商用焊锡膏进行长时间存储实验，研究了锡膏性能退化的表现，并通过电镜下观察在助焊剂中腐蚀的现象，认为助焊剂中的活性成分与焊粉发生了氧化和腐蚀等化学反应。索尔福德大学（TheUniversityofSalford）的T.A.Nguty等人[39]研究了在两种不同的温度和湿度条件下储存焊膏对其流变性能的影响，同时提出了一种测量不同存储条件和存储时间对焊膏流变特性（粘度）的影响的方法，研究发现在冰箱低温下存储的焊锡膏其粘度增加的速度比在室温下储存快，焊锡膏中活性成分的活性大小和数量与环境温度相关。最终建立了膏体粘度随储存量变化的数学模型，以期应用于行业的质量管控。布尔诺工业大学（BrnoUniversityofTechnology）的A.Otahal等人[40]研究了两种焊锡膏随着储存时间的延长性能退化后，对可焊性的影响。研究发现焊锡膏根据配方和体系的不同，随着焊锡膏存储时间的延长，焊接性能既有呈线性变化的退化，也有非线性的退化过程。韩国釜山国立大学（PukyongNationalUniversity）的Chan-KyuLim等人[36]研究了多尺寸焊粉和不同类型的溶剂对焊锡膏储存稳定性的影响，并通过红外光谱法探究了焊锡膏变质前后内部化学结构的变化，认为焊锡膏内部的焊粉与助焊剂发生反应会生成脂肪酸盐，脂肪酸盐会吸收周围的溶剂并增加焊锡膏的粘度。千代田化学株式会社的MurataToshiichi等人[41]研究认为，焊锡膏粘度上升与焊料金属氧化后与松香中的酸形成大分子化合物有关。就焊锡膏的粘度上升与焊锡膏内?
【参考文献】：
期刊论文
[1]微细间距无铅BGA混装焊点可靠性研究[J]. 陈柳,张健钢. 电子工艺技术. 2020(01)
[2]电子封装无铅软钎焊技术研究进展[J]. 姜楠,张亮,熊明月,赵猛,徐恺恺. 材料导报. 2019(23)
[3]溶剂对细间距用无铅焊锡膏抗热塌性的影响[J]. 杨楠,赵麦群,明小龙,孙杰. 电子元件与材料. 2017(11)
[4]SMT表面贴装技术工艺应用实践与趋势分析[J]. 杜江淮. 电子技术与软件工程. 2016(07)
[5]Sn0.3Ag0.7Cu焊锡膏的储存稳定性研究[J]. 韩帅,赵麦群,宋娜. 电子元件与材料. 2016(02)
[6]碳酸根型镁铝水滑石对铬酸根和磷酸根离子的吸附性能[J]. 林巧莺,陈岳民. 环境工程学报. 2015(10)
[7]溶剂对SnAgCu系焊锡膏储存稳定性的影响[J]. 喻雪燕,赵麦群,陈晓丹,杨雅婧. 电子元件与材料. 2014(10)
[8]不同缓蚀剂对SnAgCu焊膏焊接性能的影响[J]. 刘文胜,邓涛,马运柱. 材料科学与工艺. 2012(02)
[9]抗氧化树脂包覆焊粉的研究[J]. 林延勇,夏志东,雷永平. 电子元件与材料. 2010(04)
[10]焊膏SnAgCu焊锡微粉在有机酸溶液中的腐蚀与防护[J]. 李涛,赵麦群,卢加飞,薛静. 材料保护. 2010(01)
硕士论文
[1]水滑石的控制合成、改性及其吸附性能研究[D]. 刘得璐.青岛科技大学 2018
本文编号：3629689
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