一种焊膏制造技术

现在的焊膏通常随时间而硬化或凝固。这导致焊膏的浪费和生产的停工。硬化是由活化剂中的二羧酸与铟（Ｉｎ）或锡（Ｓｎ）反应形成的长聚合物链引起。叙述了一种焊膏，其中金属（合金）被一层可抑制其与二羧酸反应的试剂涂覆。一种方法是用单羧酸涂覆金属（合金），它可截断聚合物链。另一种截断聚合物的方法是用一种络合剂涂覆金属（合金）粉末。金属（合金）粉末也可被一种稳定的金属涂覆，如铅（Ｐｂ）、金（Ａｕ）、银（Ａｇ）、铋（Ｂｉ）、钯（Ｐｄ）、铂（Ｐｔ）、银钯合金（ＡｇＰｄ）或银铂合金（ＡｇＰｔ）。（*该技术在2015年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及焊膏领域以及它们的制备方法，更详细地讲涉及一种焊膏，以及延长焊膏有效工作寿命的方法。焊膏用于制造印刷电路板并将元件焊于电路板上。通过一个丝网将焊膏施于电路板上，这个丝网可以使焊膏以精确的定位置于电路板上。焊膏置于丝网上，一个刮板推动焊膏经过丝网。焊膏通过小孔到达合适的位置上。焊膏是由金属粉末与载体组合制成的。金属粉末是由两种或三种在低温下熔化的金属构成。这些金属包括铅(Pb)、锡(Sn)、金(Au)、银(Ag)和铟(In)。这些金属粉末混合物与载体系统混合形成焊膏。金属粉末在焊膏中的含量为85—95％(重量)不等。载体系统通常含四种组分活化剂、松香或松香衍生物或树脂、溶剂、流变学控制剂。活化剂从电路板和元件上的金属线头的焊接点除去氧化物，并且随着温度升高而活化。松香或树脂用来增加粘度并防止金属在焊膏软熔期间氧化。松香是一种无蒸汽挥发份的松树浆。而树脂是一种合成或天然的聚合物。溶剂可溶化载体系统的所有其它组分。最后，流变学控制剂在焊膏于刮板作用下被加工或剪切时控制焊膏的粘度。理想地，流变学控制剂在焊膏于刮板作用下移动而剪切时使焊膏粘度降低，在焊膏沉积在线路板上之后又变粘稠。现在，焊膏有一种随时间硬化或凝固的趋势。当焊膏硬化以后，它最终变得不能工作。从这一点上看，不得不丢弃过期的焊膏，并且要从丝网工具上洗下凝固的焊膏。这导致焊膏浪费和生产线的停工。因为不管焊膏是否使用它都会凝固，焊膏不能大量贮存而必须连续供料。因此，需要一种焊膏及制造这种焊膏的方法，它在焊膏的通常使用期限不会硬化或凝固。为了防止焊膏的凝固，就要防止引起焊膏凝固的机制。推测焊膏凝固的机制是铟(In)或可能是(Sn)，与焊膏中存在的二羧酸活化剂之间的反应。该反应形成高分子量的聚羧酸盐或金属配位的二元酸。基本上，活化剂转化为使焊膏凝固的热塑性或粘合剂物质。其化学链有以下结构式 其中R是一些CmHn烃基链，m是不超过20而n是不超过40的任意数。溶剂提供一种化学物质，可以防止金属(合金)粉末与二羧酸粘合，但不会影响焊膏性能。用单羧酸涂覆金属(合金)颗粒将截掉链的一头，因为仅有一个羧基(COOH)可以与铟(In)或锡(Sn)结合。优选具有低pKa的酸，因为它们容易与铟(In)或锡(Sn)反应形成稳定的涂层。第二种防止二羧酸与金属(合金)反应的方法是用络合剂涂覆金属(合金)颗粒表面。络合剂形成螯合环围绕金属(合金)周围并防止它与二羧酸反应。络合剂不影响焊膏的化学特性是很重要的。络合剂的例子有苯并三唑、2，4—戊二酮、8—羟基喹啉，或者烷基咪唑，如2—甲基咪唑。第三种防止二羧酸与金属(合金)粉末反应的方法是用不太活泼的金属涂覆高度活泼的含铟(In)以及可能的锡(Sn)的金属(合金)粉末。这些不太活泼的金属应是好的焊料金属，并应容易与铟(In)或锡(Sn)焊料形成合金，并对焊料性能(如熔化温度)无负作用。一些好的例子是铅(Pb)，银(Ag)，铋(Bi)、钯(Pd)，铂(Pt)、银钯合金(AgPd)以及银铂合金(AgPt)。金(Au)也可以使用，但是因为它容易形成脆性的金属间化合物，所以它使焊料合金变脆。很薄的涂层，例如几百万分之一英寸的厚度将是足够的。可以使用汽相沉积或浸渍镀敷来涂覆。实施例试验了四种焊膏试样。它们都由同一种松香基的焊剂配制而成。它们含有相同的金属(合金)粉末40In—40Sn—20Pb，86％，即指合金粉末占焊膏的86％(重量)。四种焊膏的唯一区别在于金属(合金)粉末的预处理。试样1用丙酸(CH3—CH2—COOH)处理；试样2用月桂酸(CH3—(CH2)10—COOH)预处理；试样3用苯甲酸(C6H5—COOH)预处理，苯甲酸是一种芳族单羧酸；试样4未进行预处理。为了形成一种涂层，在每种情况下将酸溶于一种溶剂。然后将金属合金浸于溶液中。在将酸的过量溶液排放掉以后，金属合金粉末在60℃烘箱中放置过夜。估计得到的涂层厚度大约为100“分子层”。可使用另一种方法将酸沉积在金属合金粉末。例如，金属(合金)粉末可以在一个大的表面上铺开。再将酸溶液喷于粉末之上。最后，将金属(合金)粉末干燥。四个试样全部在模板印刷应用中测试，以确定它们在使用中的失效时间。失效是这样来确定的不能在层压在环氧树脂玻璃上的铜金属焊接片上形成合适的沉积印刷层。印刷试验是在一台DEK249印刷机上进行的，它带有二个刮板，是硬的delrin刮板，不锈钢的模板，厚0.006英寸，0.020英寸直径孔的排列图案。刮板的印刷速度是16mm/秒。没有预处理的试样4作为参比。结果如下 试验过程如下进行(1)在一天的开始将焊膏从冰箱取出并放置于室温；(2)在焊膏达到室温(约1小时)，马上用焊膏印刷15次；(3)1小时至1小时半之后，用焊膏印刷15次；(4)重复步骤3，直至1个工作日(1天)；(5)在一天结束后，将未用的焊膏装入容器，密封好盖子，在冰箱中贮存直至试验的第二天。从上表可以看出，对合金粉末进行预处理明显提高了焊膏的使用寿命。总而言之，本专利技术提供了一种延长焊膏使用期限的方法。用这种新的焊膏，不会因为刮除硬化的焊膏和清除附属设备而损失生产时间。当硬化的焊膏被丢弃时，它还可以减少浪费。权利要求1.一种焊膏，它包括含作为活化剂的二羧酸的载体系统；预定粒度的多种金属(合金)颗粒；一种涂覆多种金属(合金)颗粒的抑制剂，它用于抑制金属(合金)颗粒与二羧酸结合；以及以预定比例将涂层金属(合金)颗粒与载体系统混合。2.权利要求1的焊膏，其中多种金属(合金)颗粒含锡或铟作为其组分的一种。3.权利要求1的焊膏，其中抑制剂是一种单羧酸，一种络合剂，Pb，Au、Ag、Bi，Pd，Pt，AgPd或AgPt。4.权利要求3的焊膏，其中络合剂是苯并三唑，2，4—戊二酮，8—羧基喹啉或烷基咪唑。5.权利要求3的焊膏，其中单羧酸不超过20个碳原子。6.权利要求5的焊膏，其中涂层厚度不超过100分子层。7.权利要求1的焊膏，其中载体系统包括一种活化剂，一种流变学控制剂和一种溶剂。8.权利要求7的焊膏，其中载体系统还包括松香，松香衍生物或树脂。全文摘要现在的焊膏通常随时间而硬化或凝固。这导致焊膏的浪费和生产的停工。硬化是由活化剂中的二羧酸与铟(In)或锡(Sn)反应形成的长聚合物链引起。叙述了一种焊膏，其中金属(合金)被一层可抑制其与二羧酸反应的试剂涂覆。一种方法是用单羧酸涂覆金属(合金)，它可截断聚合物链。另一种截断聚合物的方法是用一种络合剂涂覆金属(合金)粉末。金属(合金)粉末也可被一种稳定的金属涂覆，如铅(Pb)、金(Au)、银(Ag)、铋(Bi)、钯(Pd)、铂(Pt)、银钯合金(AgPd)或银铂合金(AgPt)。文档编号H05K3/34GK1123210SQ9511730公开日1996年5月29日 申请日期1995年9月20日 优先权日1994年9月21日专利技术者J·A·雷泽尔, W·R·布拉特申, J·L·莱克特 申请人:摩托罗拉公司 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种焊膏，它包括：含作为活化剂的二羧酸的载体系统；预定粒度的多种金属（合金）颗粒；一种涂覆多种金属（合金）颗粒的抑制剂，它用于抑制金属（合金）颗粒与二羧酸结合；以及以预定比例将涂层金属（合金）颗粒与载体系统混合。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：JA雷泽尔，WR布拉特申，JL莱克特，
申请(专利权)人：摩托罗拉公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]