技术摘要：
本发明公开了一种低介质损耗高可靠性焊锡膏及其制备方法，其技术方案是：85.4‑91.6wt％的焊料合金粉、8.4‑14.6wt％的助焊剂，其中锡粉包括2.5‑4.1wt％的银、0.5‑2.6wt％的铜、6.5‑8.7wt％的铟、3.1‑4.7wt％的锌、0.11‑0.25wt％的钼、0.09‑0.19wt％的钒、0.08‑ 全部
背景技术：
】 目前以华为和中兴通讯为代表的高端电子信息企业，其5G电子通信产品所使用焊 锡膏主要依赖于进口，主要原因有：目前市场上焊锡合金成分中加入了Bi、Pb、Co等放射性 同位元素，在焊料合金中存在容易发生α衰变，在半导体器件中会持续不断的释放α粒子，进 而引起半导体器件发生单粒子效应，对5G信号的完整性具有损耗影响，危害到电子设备的 数据丢失、功能中断等；另一方面，焊锡合金成分中加入了Fe、Co、Ni、Nd等磁性材料，磁性材 料的磁导率随磁场变化而产生非线性变化，导致出现磁滞特性，最终导致两个或多个信号 产生强干扰信号，对通信系统产生较大影响；还有，助焊剂中添加的活性剂为卤素、胺及氨 基化合物这些物质，这些活性剂在焊后易造成过度的腐蚀，在线路板上形成腐蚀性的残留 物，对基板影响很大，通常需要通过清洗才能减少腐蚀性。上述原因致使焊锡膏固化后介质 损耗增大，而高频5G电子产品要求焊锡膏固化后具有较低介电损耗，以提高信号的传输速 度和信号强度。 因此，本领域迫切需要开发一种低损耗、高可靠性的焊锡膏，以满足5G场景下应用 条件。 【
技术实现要素：
】 本发明为了解决现有焊锡膏介质损耗高的技术问题，提供一种低介质损耗高可靠 性焊锡膏，焊后在线路板上不会有腐蚀性的残渣存在，制得焊锡膏具有低残留、低介质损 耗、焊后高表面绝缘电阻、高可靠性的焊锡膏，适用于5G相关应用场景下使用。 本发明的另一个目的是提供一种低介质损耗高可靠性焊锡膏的制备方法。 本发明一种低介质损耗高可靠性焊锡膏，由以下重量组分组成：85.4-91.6wt％的 焊料合金粉、8.4-14.6wt％的助焊剂； 所述焊料合金粉由以下组分组成：2.5-4 .1wt％的银、0.5-2 .6wt％的铜、6.5- 8.7wt％的铟、3.1-4.7wt％的锌、0.11-0.25wt％的钼、0.09-0.19wt％的钒、0.08-0.21wt％ 的镥以及余量的锡； 所述助焊剂由以下组分组成：35.4-42 .6wt％的松香、8.4-14 .6wt％的有机酸、 1.8-4.6wt％的有机胺、3.3-6.1wt％的触变剂、3.5-6.8wt％的热固性树脂、1.4-3.2wt％的 抗氧化剂以及余量的有机溶剂；所述热固性树脂由48-56wt％的氰酸酯树脂和44-52wt％的 环氧树脂组成。 优选的，所述氰酸酯树脂为双酚A型氰酸酯、双酚F型氰酸酯、双酚M型氰酸酯、酚醛 氰酸酯中的一种或多种组合物。 本申请公开一种低介质损耗高可靠性焊锡膏，包括85.4-91 .6wt％的焊料合金粉 3 CN 111590235 A 说 明 书 2/7 页 和8.4-14.6wt％的助焊剂，其中焊料合金粉成分为锡、银、铜、铟、锌、钼、钒、镥，焊料合金粉 中未加入了Bi、Pb、Co等放射性同位元素，以减少由于衰变引起的信号干扰，也未加入Fe、 Co、Ni、Nd等磁性材料，可降低由材料非线性引起的信号干扰，本申请加入了少量稀土元素 钼、钒和镥，有良好的导热、导电和延展性，极强的活化性在焊锡合金粉中对电热性能和抗 氧化性能改良作用优异，且极低的电阻率可降低介质损耗，本申请助焊剂包括松香、有机 酸、有机胺、触变剂、热固性树脂、抗氧化剂以及有机溶剂，使用的有机酸为为不含卤化物活 性剂，酸性较弱且作用柔和，对基材带来的腐蚀性小，减少焊接后残留物且不需要清洗，高 温下配合松香清洁金属表面除污，此外加入有机胺可调节助焊剂的pH值，有机胺和有机酸 进行酸碱复配处理，起到缓蚀剂的作用，助焊剂还加入了热固化树脂，包括氰酸酯树脂和环 氧树脂，氰酸酯树脂具有出色的介电性能，同时还具有耐高温和优良的粘结性能，利用环氧 树脂对氰酸酯进行共聚改性，经改性后的基体具有优异的介电性能，使得焊锡膏固化后具 有较低介电损耗，同时可隔离空气、降低焊锡表面张力，增进金属表面润锡能力及扩散能 力，防止加热过程中再氧化，本申请在常温条件下助焊剂和焊料合金发生惰性化学反应，不 影响焊锡膏的性能稳定性，助焊剂的活化温度与焊料合金粉的熔点相适应。大大提高了焊 锡膏的润湿性、防氧化性和焊接性能，焊后在线路板上不会有腐蚀性的残渣存在，制得焊锡 膏具有低残留、低介质损耗、焊后高表面绝缘电阻、高可靠性的焊锡膏，适用于5G相关应用 场景下使用。 优选的，所述氰酸酯树脂为双酚A型氰酸酯、双酚F型氰酸酯、双酚M型氰酸酯、酚醛 氰酸酯中的一种或多种组合物。氰酸酯是一种高性能树脂基体,固化后形成的三嗪网络具 有优良的力学性能、高的玻璃化转变温度(Tg＝260C)、极低的介电常数和介电损耗性，通过 在助焊剂中添加的氰酸酯/环氧树脂体系，可改善焊锡膏的力学性能和介电性能，使得制得 的焊锡膏具有低介质损耗特点。 优选的，所述环氧树脂为脂环族环氧树脂、双酚A型环氧树脂、苯酚-芳烷基环氧树 脂、缩水甘油胺型环氧树脂中一种或几种组合。通过环氧树脂对氰酸酯树脂进行共聚改性， 经改性后降低了体系的介电性能。 优选的，所述有机酸为丁二酸、己二酸、癸二酸、硬脂酸中两种或若干种组合。本申 请使用有机酸作为活性剂，避免了使用卤素、胺及氨基化合物这些物质在焊后易造成过度 的腐蚀，对基板影响很大，需要通过清洗减少腐蚀性，使用有机酸降低腐蚀程度，本申请是 一种不含卤化物活性剂，焊接后不需要清洗，不但能节约清洗设备和清洗溶剂的投入，还能 减少废气和废水的排放对环境带来的污染，高温下配合松香清洁金属表面除污。 优选的，所述有机胺为三乙醇胺、二乙烯三胺、三乙烯四胺中一种或几种组合。有 机胺本身含有氨基.NH：具有活性，加入有机胺可促进焊接效果。有机酸和有机胺混合会发 生中和反应，生成中和产物。这种中和产物是不稳定的，在焊接温度下会迅速分解，重新生 成有机酸和有机胺，这样就能保证有机酸原有的活性，焊接结束后，剩余的有机酸又会被有 机胺中和，使残留物的酸性下降，减少腐蚀。因此加入了有机胺类以后，不仅可以调节助焊 剂的酸度，可以使焊点光亮，在不降低焊剂活性的情况下，焊后腐蚀性降至最低. 优选的，所述有机溶剂为二乙二醇二甲醚与二乙二醇辛醚按重量比1-3:1-2复配。 本申请使用的二乙二醇二甲醚与二乙二醇辛醚为高沸点溶剂，挥发性高，减少焊后残留，同 时其防止塌陷、粘度控制的作用。 4 CN 111590235 A 说 明 书 3/7 页 优选的，所述触变剂为十八烷基硬脂酸酰胺和聚酰胺改性氢化蓖麻油按重量比1： 1-3复配。主要是调节焊锡膏的粘度以及印刷性能，赋予焊膏一定的触变性，在不受力状态 下其粘度增大，以保持固有形状，防止焊膏塌陷，起到在印刷中防止出现拖尾、粘连、坍塌等 现象的作用，本申请的触变剂由十八烷基硬脂酸酰胺和聚酰胺改性氢化蓖麻油复配而得， 比单一的触变剂效果更好。 优选的，所述松香为歧化松香与水白松香以重量比为1-2：2-3复配。优选松香为吉 田化工公司生产的AT04歧化松香，是一种经过消除松香上易氧化的共轭双键而得到的改性 松香，具有较高的抗氧化性，其常温下起保护膜作用不显活性，但在回流焊高温下活性被激 活，在很短时间里迅速去除焊料和母材表面的氧化膜，同时在焊料表面形成防止金属再氧 化的保护膜，有利于抑制回流焊加热期间在焊料表面氧化膜的生成，使锡膏可以在持续高 温烘烤下仍保持很好的焊接活性。 优选的，所述抗氧化剂为抗氧剂565、抗氧剂1330、抗氧剂1425、抗氧剂1010中的任 一种或几种组合。其作用是防止助焊剂的氧化变质，可以提高锡膏的抗氧化性，抑制锡料氧 化，有利于减少枕头效应的发生。 一种低介质损耗高可靠性焊锡膏的制备方法，其特征在于包括以下步骤： S1、按所述重量百分比称取上述各组分，备用； S2、把有机溶剂加入到容器中，加热至120-140℃，再加入松香，待溶解后，加入热 固性树脂，搅拌至完全溶解； S3、保持温度在120-140℃，加入触变剂搅拌直至完全溶解； S4、将温度降至60-80℃，加入抗氧化剂、有机酸和有机胺，搅拌40-60分钟； S5、用研磨机在4000～5000r/min的转速下研磨至粒径小于20微米，得到助焊剂； S6、在锡膏搅拌机中加入助焊剂和焊料合金粉，混合搅拌40-60分钟，即得。 本发明相对于现有技术，有以下优点： 本申请公开一种低介质损耗高可靠性焊锡膏，包括85.4-91 .6wt％的焊料合金粉 和8.4-14.6wt％的助焊剂，其中焊料合金粉成分为锡、银、铜、铟、锌、钼、钒、镥，焊料合金中 未加入了Bi、Pb、Co等放射性同位元素，以减少由于衰变引起的信号干扰，也未加入Fe、Co、 Ni、Nd等磁性材料，可降低由材料非线性引起的信号干扰，本申请加入了少量稀土元素钼、 钒和镥，有良好的导热、导电和延展性，极强的活化性能在焊锡合金粉中对电热性能改良作 用优异，且极低的电阻率可降低介质损耗，本申请助焊剂包括松香、有机酸、有机胺、触变 剂、热固性树脂、抗氧化剂以及有机溶剂，使用的有机酸为不含卤化物活性剂，酸性较弱且 作用柔和，对基材带来的腐蚀性小，减少焊接后残留物且不需要清洗，高温下配合松香清洁 金属表面除污，此外加入有机胺可调节助焊剂的pH值，有机胺和有机酸进行酸碱复配处理， 起到缓蚀剂的作用，助焊剂还加入了热固化树脂，包括氰酸酯树脂和环氧树脂，氰酸酯树脂 具有出色的介电性能，同时还具有耐高温和优良的粘结性能，利用环氧树脂对氰酸酯进行 共聚改性，经改性后的基体具有优异的介电性能，使得焊锡膏固化后具有较低介电损耗，本 申请在常温条件下助焊剂和焊料合金发生惰性化学反应，不影响焊锡膏的性能稳定性，焊 后在线路板上不会有腐蚀性的残渣存在，制得焊锡膏具有低残留、低介质损耗、焊后高表面 绝缘电阻、高可靠性的焊锡膏，适用于5G相关应用场景下使用。 本发明的一种低介质损耗高可靠性焊锡膏的制备方法，工艺简便，反应温和，适合 5 CN 111590235 A 说 明 书 4/7 页 大批量连续生产。 【
本发明公开了一种低介质损耗高可靠性焊锡膏及其制备方法，其技术方案是：85.4‑91.6wt％的焊料合金粉、8.4‑14.6wt％的助焊剂，其中锡粉包括2.5‑4.1wt％的银、0.5‑2.6wt％的铜、6.5‑8.7wt％的铟、3.1‑4.7wt％的锌、0.11‑0.25wt％的钼、0.09‑0.19wt％的钒、0.08‑ 全部
背景技术：
】 目前以华为和中兴通讯为代表的高端电子信息企业，其5G电子通信产品所使用焊 锡膏主要依赖于进口，主要原因有：目前市场上焊锡合金成分中加入了Bi、Pb、Co等放射性 同位元素，在焊料合金中存在容易发生α衰变，在半导体器件中会持续不断的释放α粒子，进 而引起半导体器件发生单粒子效应，对5G信号的完整性具有损耗影响，危害到电子设备的 数据丢失、功能中断等；另一方面，焊锡合金成分中加入了Fe、Co、Ni、Nd等磁性材料，磁性材 料的磁导率随磁场变化而产生非线性变化，导致出现磁滞特性，最终导致两个或多个信号 产生强干扰信号，对通信系统产生较大影响；还有，助焊剂中添加的活性剂为卤素、胺及氨 基化合物这些物质，这些活性剂在焊后易造成过度的腐蚀，在线路板上形成腐蚀性的残留 物，对基板影响很大，通常需要通过清洗才能减少腐蚀性。上述原因致使焊锡膏固化后介质 损耗增大，而高频5G电子产品要求焊锡膏固化后具有较低介电损耗，以提高信号的传输速 度和信号强度。 因此，本领域迫切需要开发一种低损耗、高可靠性的焊锡膏，以满足5G场景下应用 条件。 【
技术实现要素：
】 本发明为了解决现有焊锡膏介质损耗高的技术问题，提供一种低介质损耗高可靠 性焊锡膏，焊后在线路板上不会有腐蚀性的残渣存在，制得焊锡膏具有低残留、低介质损 耗、焊后高表面绝缘电阻、高可靠性的焊锡膏，适用于5G相关应用场景下使用。 本发明的另一个目的是提供一种低介质损耗高可靠性焊锡膏的制备方法。 本发明一种低介质损耗高可靠性焊锡膏，由以下重量组分组成：85.4-91.6wt％的 焊料合金粉、8.4-14.6wt％的助焊剂； 所述焊料合金粉由以下组分组成：2.5-4 .1wt％的银、0.5-2 .6wt％的铜、6.5- 8.7wt％的铟、3.1-4.7wt％的锌、0.11-0.25wt％的钼、0.09-0.19wt％的钒、0.08-0.21wt％ 的镥以及余量的锡； 所述助焊剂由以下组分组成：35.4-42 .6wt％的松香、8.4-14 .6wt％的有机酸、 1.8-4.6wt％的有机胺、3.3-6.1wt％的触变剂、3.5-6.8wt％的热固性树脂、1.4-3.2wt％的 抗氧化剂以及余量的有机溶剂；所述热固性树脂由48-56wt％的氰酸酯树脂和44-52wt％的 环氧树脂组成。 优选的，所述氰酸酯树脂为双酚A型氰酸酯、双酚F型氰酸酯、双酚M型氰酸酯、酚醛 氰酸酯中的一种或多种组合物。 本申请公开一种低介质损耗高可靠性焊锡膏，包括85.4-91 .6wt％的焊料合金粉 3 CN 111590235 A 说 明 书 2/7 页 和8.4-14.6wt％的助焊剂，其中焊料合金粉成分为锡、银、铜、铟、锌、钼、钒、镥，焊料合金粉 中未加入了Bi、Pb、Co等放射性同位元素，以减少由于衰变引起的信号干扰，也未加入Fe、 Co、Ni、Nd等磁性材料，可降低由材料非线性引起的信号干扰，本申请加入了少量稀土元素 钼、钒和镥，有良好的导热、导电和延展性，极强的活化性在焊锡合金粉中对电热性能和抗 氧化性能改良作用优异，且极低的电阻率可降低介质损耗，本申请助焊剂包括松香、有机 酸、有机胺、触变剂、热固性树脂、抗氧化剂以及有机溶剂，使用的有机酸为为不含卤化物活 性剂，酸性较弱且作用柔和，对基材带来的腐蚀性小，减少焊接后残留物且不需要清洗，高 温下配合松香清洁金属表面除污，此外加入有机胺可调节助焊剂的pH值，有机胺和有机酸 进行酸碱复配处理，起到缓蚀剂的作用，助焊剂还加入了热固化树脂，包括氰酸酯树脂和环 氧树脂，氰酸酯树脂具有出色的介电性能，同时还具有耐高温和优良的粘结性能，利用环氧 树脂对氰酸酯进行共聚改性，经改性后的基体具有优异的介电性能，使得焊锡膏固化后具 有较低介电损耗，同时可隔离空气、降低焊锡表面张力，增进金属表面润锡能力及扩散能 力，防止加热过程中再氧化，本申请在常温条件下助焊剂和焊料合金发生惰性化学反应，不 影响焊锡膏的性能稳定性，助焊剂的活化温度与焊料合金粉的熔点相适应。大大提高了焊 锡膏的润湿性、防氧化性和焊接性能，焊后在线路板上不会有腐蚀性的残渣存在，制得焊锡 膏具有低残留、低介质损耗、焊后高表面绝缘电阻、高可靠性的焊锡膏，适用于5G相关应用 场景下使用。 优选的，所述氰酸酯树脂为双酚A型氰酸酯、双酚F型氰酸酯、双酚M型氰酸酯、酚醛 氰酸酯中的一种或多种组合物。氰酸酯是一种高性能树脂基体,固化后形成的三嗪网络具 有优良的力学性能、高的玻璃化转变温度(Tg＝260C)、极低的介电常数和介电损耗性，通过 在助焊剂中添加的氰酸酯/环氧树脂体系，可改善焊锡膏的力学性能和介电性能，使得制得 的焊锡膏具有低介质损耗特点。 优选的，所述环氧树脂为脂环族环氧树脂、双酚A型环氧树脂、苯酚-芳烷基环氧树 脂、缩水甘油胺型环氧树脂中一种或几种组合。通过环氧树脂对氰酸酯树脂进行共聚改性， 经改性后降低了体系的介电性能。 优选的，所述有机酸为丁二酸、己二酸、癸二酸、硬脂酸中两种或若干种组合。本申 请使用有机酸作为活性剂，避免了使用卤素、胺及氨基化合物这些物质在焊后易造成过度 的腐蚀，对基板影响很大，需要通过清洗减少腐蚀性，使用有机酸降低腐蚀程度，本申请是 一种不含卤化物活性剂，焊接后不需要清洗，不但能节约清洗设备和清洗溶剂的投入，还能 减少废气和废水的排放对环境带来的污染，高温下配合松香清洁金属表面除污。 优选的，所述有机胺为三乙醇胺、二乙烯三胺、三乙烯四胺中一种或几种组合。有 机胺本身含有氨基.NH：具有活性，加入有机胺可促进焊接效果。有机酸和有机胺混合会发 生中和反应，生成中和产物。这种中和产物是不稳定的，在焊接温度下会迅速分解，重新生 成有机酸和有机胺，这样就能保证有机酸原有的活性，焊接结束后，剩余的有机酸又会被有 机胺中和，使残留物的酸性下降，减少腐蚀。因此加入了有机胺类以后，不仅可以调节助焊 剂的酸度，可以使焊点光亮，在不降低焊剂活性的情况下，焊后腐蚀性降至最低. 优选的，所述有机溶剂为二乙二醇二甲醚与二乙二醇辛醚按重量比1-3:1-2复配。 本申请使用的二乙二醇二甲醚与二乙二醇辛醚为高沸点溶剂，挥发性高，减少焊后残留，同 时其防止塌陷、粘度控制的作用。 4 CN 111590235 A 说 明 书 3/7 页 优选的，所述触变剂为十八烷基硬脂酸酰胺和聚酰胺改性氢化蓖麻油按重量比1： 1-3复配。主要是调节焊锡膏的粘度以及印刷性能，赋予焊膏一定的触变性，在不受力状态 下其粘度增大，以保持固有形状，防止焊膏塌陷，起到在印刷中防止出现拖尾、粘连、坍塌等 现象的作用，本申请的触变剂由十八烷基硬脂酸酰胺和聚酰胺改性氢化蓖麻油复配而得， 比单一的触变剂效果更好。 优选的，所述松香为歧化松香与水白松香以重量比为1-2：2-3复配。优选松香为吉 田化工公司生产的AT04歧化松香，是一种经过消除松香上易氧化的共轭双键而得到的改性 松香，具有较高的抗氧化性，其常温下起保护膜作用不显活性，但在回流焊高温下活性被激 活，在很短时间里迅速去除焊料和母材表面的氧化膜，同时在焊料表面形成防止金属再氧 化的保护膜，有利于抑制回流焊加热期间在焊料表面氧化膜的生成，使锡膏可以在持续高 温烘烤下仍保持很好的焊接活性。 优选的，所述抗氧化剂为抗氧剂565、抗氧剂1330、抗氧剂1425、抗氧剂1010中的任 一种或几种组合。其作用是防止助焊剂的氧化变质，可以提高锡膏的抗氧化性，抑制锡料氧 化，有利于减少枕头效应的发生。 一种低介质损耗高可靠性焊锡膏的制备方法，其特征在于包括以下步骤： S1、按所述重量百分比称取上述各组分，备用； S2、把有机溶剂加入到容器中，加热至120-140℃，再加入松香，待溶解后，加入热 固性树脂，搅拌至完全溶解； S3、保持温度在120-140℃，加入触变剂搅拌直至完全溶解； S4、将温度降至60-80℃，加入抗氧化剂、有机酸和有机胺，搅拌40-60分钟； S5、用研磨机在4000～5000r/min的转速下研磨至粒径小于20微米，得到助焊剂； S6、在锡膏搅拌机中加入助焊剂和焊料合金粉，混合搅拌40-60分钟，即得。 本发明相对于现有技术，有以下优点： 本申请公开一种低介质损耗高可靠性焊锡膏，包括85.4-91 .6wt％的焊料合金粉 和8.4-14.6wt％的助焊剂，其中焊料合金粉成分为锡、银、铜、铟、锌、钼、钒、镥，焊料合金中 未加入了Bi、Pb、Co等放射性同位元素，以减少由于衰变引起的信号干扰，也未加入Fe、Co、 Ni、Nd等磁性材料，可降低由材料非线性引起的信号干扰，本申请加入了少量稀土元素钼、 钒和镥，有良好的导热、导电和延展性，极强的活化性能在焊锡合金粉中对电热性能改良作 用优异，且极低的电阻率可降低介质损耗，本申请助焊剂包括松香、有机酸、有机胺、触变 剂、热固性树脂、抗氧化剂以及有机溶剂，使用的有机酸为不含卤化物活性剂，酸性较弱且 作用柔和，对基材带来的腐蚀性小，减少焊接后残留物且不需要清洗，高温下配合松香清洁 金属表面除污，此外加入有机胺可调节助焊剂的pH值，有机胺和有机酸进行酸碱复配处理， 起到缓蚀剂的作用，助焊剂还加入了热固化树脂，包括氰酸酯树脂和环氧树脂，氰酸酯树脂 具有出色的介电性能，同时还具有耐高温和优良的粘结性能，利用环氧树脂对氰酸酯进行 共聚改性，经改性后的基体具有优异的介电性能，使得焊锡膏固化后具有较低介电损耗，本 申请在常温条件下助焊剂和焊料合金发生惰性化学反应，不影响焊锡膏的性能稳定性，焊 后在线路板上不会有腐蚀性的残渣存在，制得焊锡膏具有低残留、低介质损耗、焊后高表面 绝缘电阻、高可靠性的焊锡膏，适用于5G相关应用场景下使用。 本发明的一种低介质损耗高可靠性焊锡膏的制备方法，工艺简便，反应温和，适合 5 CN 111590235 A 说 明 书 4/7 页 大批量连续生产。 【
