本文關(guān)鍵詞：無鉛焊膏粘度及其穩(wěn)定性研究

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【摘要】：表面組裝技術(shù)(SMT)是目前電子組裝行業(yè)中應(yīng)用最為廣泛一種技術(shù)工藝,具有組裝尺寸小、可靠性高、生產(chǎn)能力強(qiáng)和成本低等特點(diǎn)。在SMT行業(yè)中,焊膏作為電子元器件和基板的關(guān)鍵連接材料,它的質(zhì)量好壞直接影響到表面組裝元器件的品質(zhì)。隨著電子組裝行業(yè)無鉛化的發(fā)展趨勢,Sn-Ag-Cu焊料因具備良好的綜合性能而得到越來越廣泛的研究和應(yīng)用,并且研究與其相匹配的助焊劑也成為了新的熱點(diǎn)。由于焊劑組分會(huì)影響焊膏的粘度和穩(wěn)定性等性能進(jìn)而影響焊膏質(zhì)量,因此開發(fā)無鉛焊膏用助焊劑必須結(jié)合焊膏的性能。本文以Sn-3Ag-0.5Cu無鉛焊膏為研究對(duì)象,運(yùn)用溶解性測試,粘度測試,坍塌性測試,熱重分析(TGA)等多種分析測試手段,系統(tǒng)研究了由不同焊劑組分制成的無鉛焊膏的粘度和穩(wěn)定性。確定了穩(wěn)定的焊劑配方和焊劑配制方法,獲得了成膜劑、溶劑和觸變劑對(duì)焊膏的粘度、觸變性和抗冷熱坍塌性的影響,并對(duì)其相互關(guān)系和影響機(jī)理進(jìn)行了一定的探討。研究發(fā)現(xiàn),成膜劑軟化點(diǎn)越高,成膜劑粘度越大,制成的焊膏粘度越大,但成膜劑種類對(duì)觸變性影響不大。醇類溶劑制成的焊膏粘度明顯高于醇醚類焊膏,但觸變性系數(shù)卻明顯低于醇醚類焊膏。對(duì)于同一類別的溶劑,溶劑分子量越大,溶劑本身的粘度越大,制得的焊膏粘度越大,但觸變性系數(shù)差別不大。因此,作為焊劑中最主要的兩種載體物質(zhì),成膜劑或溶劑本身粘度越大,制成的焊膏粘度越大。觸變劑加入方式對(duì)焊劑狀態(tài)、焊膏粘度及觸變性均有影響,對(duì)于氫化蓖麻油和6650R聚酰胺蠟,低溫分散方式加入比高溫?zé)敕绞郊尤胫频玫暮父嗾扯群陀|變性系數(shù)高。此外,在6%氫化蓖麻油(HCO)基礎(chǔ)上,復(fù)配6650R或乙二撐雙硬脂酸酰胺(EBS)可以提高焊膏的粘度,復(fù)配乙撐雙油酸酰胺(EBO)卻降低焊膏的粘度。觸變劑復(fù)配后,觸變劑的總量增加,焊膏的觸變性系數(shù)提高。成膜劑軟化點(diǎn)越高,焊膏在室溫和高溫下的粘度越高,焊膏的抗冷熱坍塌性越好。本文采用四種不同復(fù)配溶劑組分制成的焊膏的抗冷坍塌性表觀一致且較好,其粘度分布為111.7～191.5 Pa.s。但它們的抗熱坍塌性不同,這與溶劑的揮發(fā)特性有關(guān)。溶劑組分在150℃時(shí)的揮發(fā)量越大,制成的焊膏在高溫下的粘度值越大,抗熱坍塌性越好。含HCO較多的焊膏抗冷坍塌性優(yōu)于含EBS較多的焊膏,但含EBS較多的焊膏抗熱坍塌性優(yōu)于含HCO較多的焊膏。這是由于HCO比EBS有室溫下的粘度優(yōu)勢,但HCO觸變劑的耐熱性比EBS觸變劑差。綜合來看,5wt% HCO+5wt% EBS復(fù)配觸變劑制成的焊膏的抗冷熱坍塌性最佳。焊膏的抗冷坍塌性與焊膏在25℃溫度下的無剪切粘度(或粘度和觸變性)有關(guān)。為了獲得較好的抗冷坍塌性,焊膏粘度必須大于l10 Pa.s且觸變性系數(shù)大于0.525。焊膏的抗熱坍塌性與焊膏在150℃溫度下的粘度變化有關(guān),該粘度變化與成膜劑軟化點(diǎn)、溶劑揮發(fā)特性以及觸變劑耐熱性等因素有關(guān)。當(dāng)成膜劑選擇KE604或KE604+DERM-145,溶劑選擇醇醚類和醇類復(fù)配,觸變劑選擇5wt% HCO +5wt% EBS(低溫分散方式加入)時(shí),制得的焊膏具有較好的抗冷熱坍塌性,且粘度和觸變性均符合印刷要求。
【關(guān)鍵詞】：無鉛焊膏 粘度 觸變性 抗坍塌性 成膜劑 溶劑 觸變劑
【學(xué)位授予單位】：東南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TG42
【目錄】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-10
• 第一章 緒論10-25
• 1.1 SMT概述10-13
• 1.1.1 焊膏印刷工藝11-12
• 1.1.2 回流焊工藝12-13
• 1.2 無鉛焊膏的組成13-18
• 1.2.1 合金焊粉13-15
• 1.2.2 助焊劑15-18
• 1.3 無鉛焊膏的性能18-24
• 1.3.1 焊膏的印刷性能18-22
• 1.3.2 焊膏的穩(wěn)定性22-24
• 1.4 本課題的研究背景、目的及主要內(nèi)容24-25
• 1.4.1 研究背景24
• 1.4.2 研究目的與內(nèi)容24-25
• 第二章 實(shí)驗(yàn)過程及研究方法25-34
• 2.1 工藝路線25
• 2.2 成分設(shè)計(jì)25
• 2.3 焊膏制備25-30
• 2.3.1 原材料準(zhǔn)備25-27
• 2.3.2 焊劑配制27-29
• 2.3.3 焊膏制備29-30
• 2.4 性能測試30-34
• 2.4.1 DSC/TG測試30
• 2.4.2 溶解性測試30
• 2.4.3 鋪展性測試30-31
• 2.4.4 粘度測試31-32
• 2.4.5 坍塌性測試32-34
• 第三章 焊劑組分對(duì)無鉛焊膏粘度的影響34-57
• 3.1 活性劑的研究34-35
• 3.2 成膜劑對(duì)焊膏粘度的影響研究35-39
• 3.2.1 成膜劑的溶解性35-36
• 3.2.2 成膜劑種類對(duì)焊膏粘度的影響36-39
• 3.3 溶劑對(duì)焊膏粘度的影響研究39-42
• 3.3.1 溶劑的溶解性39
• 3.3.2 溶劑種類對(duì)焊膏粘度的影響39-42
• 3.4 觸變劑對(duì)焊膏粘度的影響研究42-51
• 3.4.1 觸變劑加入方式對(duì)焊膏粘度的影響42-47
• 3.4.2 觸變劑種類對(duì)焊膏粘度的影響47-51
• 3.5 分析與討論51-56
• 3.5.1 焊膏的粘度及觸變性51-53
• 3.5.2 焊膏粘度的影響因素53-54
• 3.5.3 焊膏的觸變結(jié)構(gòu)及觸變性影響因素54-56
• 3.6 本章結(jié)論56-57
• 第四章 焊劑組分對(duì)無鉛焊膏穩(wěn)定性的影響57-90
• 4.1 成膜劑對(duì)焊膏抗冷熱坍塌性的影響研究57-64
• 4.1.1 成分設(shè)計(jì)57
• 4.1.2 焊劑焊膏狀態(tài)57-58
• 4.1.3 粘度測試結(jié)果58-60
• 4.1.4 坍塌性測試結(jié)果60-64
• 4.2 溶劑對(duì)焊膏抗冷熱坍塌性的影響研究64-72
• 4.2.1 成分設(shè)計(jì)64-65
• 4.2.2 焊劑焊膏狀態(tài)65
• 4.2.3 粘度測試結(jié)果65-67
• 4.2.4 坍塌性測試結(jié)果67-72
• 4.3 觸變劑對(duì)焊膏抗冷熱坍塌性的影響研究72-81
• 4.3.1 成分設(shè)計(jì)72
• 4.3.2 焊劑焊膏狀態(tài)72-73
• 4.3.3 粘度測試結(jié)果73-75
• 4.3.4 坍塌性測試結(jié)果75-81
• 4.4 焊膏的性能驗(yàn)證81-83
• 4.5 分析與討論83-88
• 4.5.1 焊膏的抗冷坍塌性83-85
• 4.5.2 焊膏的抗熱坍塌性85-88
• 4.6 本章結(jié)論88-90
• 第五章 主要結(jié)論和展望90-91
• 參考文獻(xiàn)91-96
• 攻讀碩士期間發(fā)表的論文和申請(qǐng)的國家發(fā)明專利96-98
• 致謝98

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