涂有聚对亚二甲苯基聚合物的钎料粉末和钎料膏制造技术

本发明专利技术描述了涂有聚对亚二甲苯基薄层的焊剂粉末和含有这种已涂敷的焊剂粉末的焊剂膏。这种已涂敷的焊剂粉末表现出高度的抗氧化性和难与焊剂膏中的助熔剂反应的性能，同时又不会实质上干扰焊剂的再流平特性。（*该技术在2013年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及涂有防护涂料层的焊剂粉末，更具体地说，本专利技术涉及涂有聚对亚二甲苯基的焊剂粉末，以阻止焊剂粉末的氧化和焊剂粉末与焊剂膏中的助熔剂发生反应，同时又基本上不影响焊剂的再流平特性。在电子工业中，将电气元件例如电阻器、电容器、电感器、晶体管、集成电路、芯片架等配置在电路板上，典型的方法有两种。一种方法是将电子元件配置在板的一面，而元件的管脚穿过电路板，并且焊接到板的另一面的电路上。另一种方法是将电子元件在同一面上配置和焊接作为电路，即表面配置。焊剂膏一般用于电子元件在电路板上的表面配置焊接。焊剂膏很有用，因为它可被使用在电路板的选定位置，并且可以容易地适应自动化。它的粘性可以在通过焊接形成永久的连接之前，使电子元件能固定在位置上而不需要额外的粘结剂。一般，焊剂膏含有焊剂粉末，树脂组分例如松香，活性物质例如有机酸类或胺类，触变剂和溶剂。一般是通过网板印刷，分送，转印等方法将焊剂膏覆盖在电路板上。此后，将电子元件配置在电路板上并且使焊剂膏再流平。这里所说的“再流平”是指对焊剂充分加热使之熔化，然后再充分冷却使其固化。与使用焊剂膏有关的一个工业中的问题是它有一个短的无法预知的贮藏寿命，例如典型的是约一个月到六个月。导致贮藏寿命无法预知的原因，至少部分是从制成焊剂粉末到助熔剂相混合形成焊剂膏的迟滞时间不同，从而导致焊剂粉末氧化程度的不同。那些被氧化的粉末不能象未被氧化的粉末那样再流平，并且容易成团，形成焊剂球。而且，当焊剂粉末和腐蚀性的助熔剂相混合时，焊剂粉末经常会和助熔剂反应从而进一步氧化此焊剂粉末，并降低助熔剂的酸性。结果，焊剂膏经常会随时间而变得效果越来越差。此外，焊剂粉末和助熔剂之间的反应会显著地增大焊剂膏的粘度，这会使焊剂膏的印刷变得困难或是不可能。人们曾试图通过将焊剂膏放在冷冻条件下贮藏来减少焊剂粉末和助熔剂之间的反应速度，并由此来增长焊剂膏的贮藏寿命。然而，冷冻无法弥补焊剂粉末在掺入焊剂膏之前的不同的氧化程度。人们也提出过在焊剂粉末外涂上不与焊剂膏反应的材料。例如1991年2月19日公布的美国专利U.S.P4，994，326第四栏第44～50行中描述的这里使用的涂剂在下面描述的焊剂膏媒介物中是不溶的或难溶的，而且可包括以硅和氟为主要成分的物质，例如，硅油，硅氧烷基高分子化合物，氟化硅油，氟硅氧烷树脂和氟化烃基高分子化合物。这个美国专利还揭示了相当多的用于焊剂粉末的涂层材料。例如，第五栏，第44～47行指出当使用含碳化合物作为涂敷剂时，碳的含量定量分析值最好是30～70摩尔%。根据以上所引用的专利，有相当多的涂层材料可以有效地阻止焊剂粉末的氧化。但是，一般来说，很多种类的涂层材料是不可取的，因为它们会生成对焊剂的再流平产生阻碍的媒介物。此外，这些大量涂层材料可能会引起物理阻塞和/或杂质，后者会导致不好的再流平性质。通常，不好的再流平性质可以从形成焊剂球和从助熔剂对基物的湿润不充分得到证实，而这会导致焊剂的分散性不好和焊剂连接的不连续性。另外，以上所引用的专利文献揭示了作为涂敷焊剂粉末溶剂的氟化烃的使用。目前，氟化烃被认为是一种环境污染物，所以其应用是不可取的。鉴于以上所述问题，我们期望一类改进的焊剂粉末涂料，它能阻止氧化作用，同时实际上又不阻碍焊剂的再流平性质。另外，希望这样一种已涂敷的焊剂粉末，它不需使用氟化烃作为溶剂而把涂层材料涂到焊剂粉末上。在本专利技术中，提供了已用聚对亚二甲苯基涂敷的焊剂粉末，它可以阻止焊剂粉末的氧化而实质上又不会阻碍焊剂的再流平特性。另外，本专利技术的已涂敷的焊剂粉末不需要用氟化烃作为溶剂而把涂层材料用于焊剂粉末的溶剂。令人很吃惊的是，人们发现聚对亚二甲苯基是一种非常好的焊剂粉末的涂层材料，因为它能形成极薄的一致的涂层。聚对亚二甲苯基是一个通用术语，它经常用来描述从如下所示结构二聚物衍生出来的一类聚一对-亚二甲苯基 式中X典型地是氢或卤素。多种形式的聚对亚二甲苯基可以从市场上得到，例如从Union Carbide Corporation(Danbury，康涅狄格州)得到。下面的结构表示出了一些商业上可得到的聚对亚二甲苯基二聚物 四氯-对环芬，“聚对亚二甲苯基D” 二乙基-对环芬，“聚对亚二甲苯基E”要注意，在聚对亚二甲苯基C和聚对亚二甲苯基D中的氯原子的位置没有确切指定。因此一个或更多的氯原子可以位于苯环的核中。此外可以理解，会经常存在一些这种二聚物的异构体和同系物。聚对亚二甲苯基的优选类型是那些在焊剂粉末中使用的特定焊剂合金的熔点之下就可以熔化的那些聚对亚二甲苯基。当使用一般的锡-铅焊剂合金，例如63(重量)%的锡，37(重量)%的铅时，聚对亚二甲苯基E是本专利技术中使用的聚对亚二甲苯基的优选类型，因为它可以在焊剂的熔点，即大约180℃下熔化。本领域的技术熟练人员将确认，任何种类的聚对亚二甲苯基(包括这里没有特别披露的种类)或是它们的结合都可以通过适当的选择来符合所谈论的特定焊剂合金的熔点。根据本专利技术，聚对亚二甲苯基通过称为“聚对亚二甲苯基法”的蒸汽沉积方法被涂敷到焊剂粉末上，其中聚对亚二甲苯基单体在被涂敷的物件上直接进行冷凝和聚合。由于聚对亚二甲苯基单体是不稳定的，因此如上所述的聚对亚二甲苯基的二聚物被用作原材料。聚对亚二甲苯基法以聚对亚二甲苯基二聚物的蒸发而开始。在大约400～750℃温度，二聚物被热解，从而形成活性的聚对亚二甲苯基单体蒸汽。然后，活性单体蒸汽被传送到一个沉积室，室中放有被涂敷物。在沉积室中，活性单体蒸汽在被涂敷物上冷凝形成聚对亚二甲苯基聚合物或共聚物薄膜。对于被涂敷的小物件，例如焊剂粉末，最好是把物件放在沉积室中的可转动转筒中。任何在沉积室中没有冷凝的单体蒸汽随后被除去，通常是使用一个其温度保持在低温的冷却收集器。整个的聚对亚二甲苯基法通常是在一个在恒定负压下的封闭系统中进行的。这种封闭系统可联入独立的室以完成过程中的(a)蒸发，(b)热解，(c)沉积这些步骤，而这些室通过适当的管路或管式连接而连接在一起。本领域的技术熟练人员都了解为进行本过程的聚对亚二甲苯基的制法和装置的特别详细内容。本专利技术中所使用焊剂的特定类型不是严格的。典型的是此焊剂至少要含有下面金属中的两种锡、铅、银、铋、铟、锑和镉。锡-铅焊剂合金的通常浓度范围为约50～70(重量)%的锡和约30～50(重量)%的铅。含有大约1～5(重量)%的银，其余的为锡、铅或它们的混合物的锡-银焊剂合金和铅-银焊剂合金，都是通用的。适用于本专利技术的焊剂粉末可以通过常规的方法来制备，例如将焊剂熔融和雾化以形成焊剂粉末。由于聚对亚二甲苯基有形成不同几何形状的能力，无定形的和球形的焊剂粉末颗粒都适用于本专利技术。焊剂颗粒的粒径在本专利技术中并不严格。典型的情况是，粒径小于100筛目。细粉末的平均粒径通常约为20～40微米，亦即可以通过325目的筛网。粗的粉末的平均粒径通常约为37～74微米，即200～400筛目。有时焊剂粉末的平均粒径将小于约20微米，有时将小于大约10微米，甚至将小于大约1微米，即大约0.1～1.0微米。可取的焊剂粉末的平均粒径范围约为0.1～74微米。这里使用的术语“平均粒径”是指，少于2(重量)%的颗粒将大于此指定的大小，而少于5(重量)%的颗粒将小于所指定的大小。该筛目值相应本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种已涂敷的焊剂粉末，它含有已涂敷聚对亚二甲苯基的焊剂颗粒，其涂敷量小于已涂敷焊剂粉末总重量的约０．５（重量）％，它可以有效地阻止焊剂颗粒的氧化。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：RD詹金逊，MW索瓦，
申请(专利权)人：伦敦化学公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]