本發明屬于膏體焊接材料技術領域，具體涉及一種無Pb焊膏及其制備方法。
背景技術：
現代電子工業快速發展，焊錫膏對于電子產品的焊接是其重要的生產環節，傳統的焊錫膏因為含有大量鉛而產生大量煙塵而被逐漸取代，采用低銀化焊料合金是無鉛化電子組裝提高性價比的發展趨勢，在現有市場上已有基于SAC305制備的焊錫膏，但其缺點是成本偏高，以此急需通過降低焊料合金中的Ag含量，進而提高組裝工藝的性價比。
用于將電子部件接合至基板的焊料基于它們的工作溫度限制大致分為高溫焊料(約260-400℃)以及中低溫焊料(約140-230℃)。關于中低溫焊料，實際上已經使用了主要包含Sn的無Pb焊料。隨著電路板不斷向高集成度、高布線密度方向發展，電子行業對性能優越的焊膏的需求量越來越大，特別是在焊點密度更高、焊點體積更小的BGA(球柵陣列)封裝領域，不僅要求焊膏的焊接可靠性好，同時還要求焊接溫度較低，焊點的導電性優良。
日本專利申請特開2007-281412公開了通過添加Cu-Al-Mn、Cu或Ni至Bi中獲得的焊料合金，并且記載了當此類焊料合金用于將具有Cu表面層的功率半導體器件接合至具有Cu表面層的絕緣體基板時，不期望的反應產物不太可能在焊料和各Cu層的接合界面之間形成，因此能夠抑制如裂紋等缺陷的出現。
中國專利CN101695794A公開一種無鹵錫鉍銅焊膏及其制備方法。其焊膏用錫鉍銅合金為成分均勻的82.5Sn-17Bi-0.5Cu合金粉，焊膏用助焊劑中不含鹵素，焊接溫度較低，有利于減少對電子元器件的熱損傷。但考慮到其在導電導熱方面的局限性，不宜用于焊點密度大、焊點體積小的封裝領域。
技術實現要素：
本發明提出一種無Pb焊膏，該無Pb焊膏可以提供具有將電子部件接合至基板所需的強度和具有優良的潤濕性和加工性，熔點低，可以降低對電子元器件的熱損傷。
本發明的技術方案是這樣實現的：
一種無Pb焊膏，按照重量百分數計算，其通過混合86～90％焊料合金粉末和10～14％助焊劑來形成，所述焊料合金粉末由以下原料制成：Sn 10～15wt％、Bi 20～30％、Zn 1～8wt％與Al 2～6％，余量為Cu；所述助焊劑的組分為：松香30～40wt％、十四烷二酸3～12wt％以及觸變防沉增滑劑2～8wt％，余量為溶劑。
進一步，所述焊料合金粉末由以下原料制成：Sn 12wt％、Bi 24％、Zn 5wt％與Al 4％，余量為Cu。
進一步，所述松香選自聚合松香、氫化松香與水白松香中的任意兩種的組合物。
進一步，所述觸變防沉增滑劑選自蓖麻油、氫化蓖麻油、聚酰胺蠟、聚乙烯蠟、脂肪酸酰胺、乙二撐雙硬脂酸酰胺和亞甲基硬脂酸酰胺中的一種或幾種的混合物。
進一步，所述溶劑為乙醇、甲苯、石油醚、苯甲醇或者二甘醇。
本發明的另一個目的是提供一種無Pb焊膏的制備方法，包括以下步驟：
1)焊料合金粉末制備；
2)助焊劑制備：先按配料量的溶劑和松香置于帶分散裝置的容器中，加熱并不斷攪拌至物料完全溶解，然后一次性加入其余物料，繼續加熱攪拌至所有物料完全溶解成清亮稀粘稠液體即停止加熱和攪拌，封好容器口，靜置冷卻至室溫，得到助焊劑；
3)將焊料合金粉末與助焊劑按配比混合，先將助焊劑置于合成器中，然后加入焊料合金粉末，將合成器密封，然后啟動真空系統抽真空后充入氮氣至正壓，隨后啟動攪拌系統攪拌，停止攪拌，出料，即得。
本發明的有益效果：
1、本發明通過對Bi含量進行調節，克服了Bi-系焊料很可能具有潤濕性和加工性的問題。通過添加Al與Zn能夠抑制如裂紋等缺陷的出現。
2、本發明在助焊劑的組分中選用十四烷二酸能夠顯著提高本發明的無Pb焊膏的潤濕能力。
具體實施方式
實施例1
一種無Pb焊膏，按照重量百分數計算，其通過混合86％焊料合金粉末和14％助焊劑來形成。
焊料合金粉末由以下原料制成：Sn 12wt％、Bi 24％、Zn 5wt％與Al 4％，余量為Cu。
助焊劑的組分為：聚合松香10wt％、氫化松香25wt％、十四烷二酸8wt％、蓖麻油2wt％與脂肪酸酰胺3wt％，余量為乙醇。
制備方法，包括以下步驟：
1)焊料合金粉末制備；
2)助焊劑制備：先按配料量的溶劑和松香置于帶分散裝置的容器中，加熱并不斷攪拌至物料完全溶解，然后一次性加入其余物料，繼續加熱攪拌至所有物料完全溶解成清亮稀粘稠液體即停止加熱和攪拌，封好容器口，靜置冷卻至室溫，得到助焊劑；
3)將焊料合金粉末與助焊劑按配比混合，先將助焊劑置于合成器中，然后加入焊料合金粉末，將合成器密封，然后啟動真空系統抽真空后充入氮氣至正壓，隨后啟動攪拌系統攪拌，停止攪拌，出料，即得。
實施例2
一種無Pb焊膏，按照重量百分數計算，其通過混合90％焊料合金粉末和10～10％助焊劑來形成。
焊料合金粉末由以下原料制成：Sn 10wt％、Bi 28％、Zn 8wt％與Al 5％，余量為Cu。
助焊劑的組分為：氫化松香20wt％、水白松香10wt％、十四烷二酸12wt％、亞甲基硬脂酸酰胺4wt％與氫化蓖麻油4wt％，余量為苯甲醇。
制備方法與實施例1基本相同，不同之處在于組分及含量。
實施例3
一種無Pb焊膏，按照重量百分數計算，其通過混合88％焊料合金粉末和12％助焊劑來形成。
焊料合金粉末由以下原料制成：Sn 15wt％、Bi 20％、Zn 1wt％與Al 2％，余量為Cu。
助焊劑的組分為：氫化松香20wt％、水白松香20wt％、十四烷二酸3wt％以及氫化蓖麻油2wt％，余量為石油醚。
制備方法與實施例1基本相同，不同之處在于組分及含量。
實施例4
按電子行業標準SJ/11186-1998和國標GB/T9491-2002。實施例1-3評估，結果見表1。
表1實施例1-3評估結果
以上所述僅為本發明的較佳實施例而已，并不用以限制本發明，凡在本發明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護范圍之內。