涂有聚對亞二甲苯基聚合物的釬料粉末和釬料膏制造技術

本發明專利技術描述了涂有聚對亞二甲苯基薄層的焊劑粉末和含有這種已涂敷的焊劑粉末的焊劑膏。這種已涂敷的焊劑粉末表現出高度的抗氧化性和難與焊劑膏中的助熔劑反應的性能，同時又不會實質上干擾焊劑的再流平特性。（*該技術在2013年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及涂有防護涂料層的焊劑粉末，更具體地說，本專利技術涉及涂有聚對亞二甲苯基的焊劑粉末，以阻止焊劑粉末的氧化和焊劑粉末與焊劑膏中的助熔劑發生反應，同時又基本上不影響焊劑的再流平特性。在電子工業中，將電氣元件例如電阻器、電容器、電感器、晶體管、集成電路、芯片架等配置在電路板上，典型的方法有兩種。一種方法是將電子元件配置在板的一面，而元件的管腳穿過電路板，并且焊接到板的另一面的電路上。另一種方法是將電子元件在同一面上配置和焊接作為電路，即表面配置。焊劑膏一般用于電子元件在電路板上的表面配置焊接。焊劑膏很有用，因為它可被使用在電路板的選定位置，并且可以容易地適應自動化。它的粘性可以在通過焊接形成永久的連接之前，使電子元件能固定在位置上而不需要額外的粘結劑。一般，焊劑膏含有焊劑粉末，樹脂組分例如松香，活性物質例如有機酸類或胺類，觸變劑和溶劑。一般是通過網板印刷，分送，轉印等方法將焊劑膏覆蓋在電路板上。此后，將電子元件配置在電路板上并且使焊劑膏再流平。這里所說的“再流平”是指對焊劑充分加熱使之熔化，然后再充分冷卻使其固化。與使用焊劑膏有關的一個工業中的問題是它有一個短的無法預知的貯藏壽命，例如典型的是約一個月到六個月。導致貯藏壽命無法預知的原因，至少部分是從制成焊劑粉末到助熔劑相混合形成焊劑膏的遲滯時間不同，從而導致焊劑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樣再流平，并且容易成團，形成焊劑球。而且，當焊劑粉末和腐蝕性的助熔劑相混合時，焊劑粉末經常會和助熔劑反應從而進一步氧化此焊劑粉末，并降低助熔劑的酸性。結果，焊劑膏經常會隨時間而變得效果越來越差。此外，焊劑粉末和助熔劑之間的反應會顯著地增大焊劑膏的粘度，這會使焊劑膏的印刷變得困難或是不可能。人們曾試圖通過將焊劑膏放在冷凍條件下貯藏來減少焊劑粉末和助熔劑之間的反應速度，并由此來增長焊劑膏的貯藏壽命。然而，冷凍無法彌補焊劑粉末在摻入焊劑膏之前的不同的氧化程度。人們也提出過在焊劑粉末外涂上不與焊劑膏反應的材料。例如1991年2月19日公布的美國專利U.S.P4，994，326第四欄第44～50行中描述的這里使用的涂劑在下面描述的焊劑膏媒介物中是不溶的或難溶的，而且可包括以硅和氟為主要成分的物質，例如，硅油，硅氧烷基高分子化合物，氟化硅油，氟硅氧烷樹脂和氟化烴基高分子化合物。這個美國專利還揭示了相當多的用于焊劑粉末的涂層材料。例如，第五欄，第44～47行指出當使用含碳化合物作為涂敷劑時，碳的含量定量分析值最好是30～70摩爾%。根據以上所引用的專利，有相當多的涂層材料可以有效地阻止焊劑粉末的氧化。但是，一般來說，很多種類的涂層材料是不可取的，因為它們會生成對焊劑的再流平產生阻礙的媒介物。此外，這些大量涂層材料可能會引起物理阻塞和/或雜質，后者會導致不好的再流平性質。通常，不好的再流平性質可以從形成焊劑球和從助熔劑對基物的濕潤不充分得到證實，而這會導致焊劑的分散性不好和焊劑連接的不連續性。另外，以上所引用的專利文獻揭示了作為涂敷焊劑粉末溶劑的氟化烴的使用。目前，氟化烴被認為是一種環境污染物，所以其應用是不可取的。鑒于以上所述問題，我們期望一類改進的焊劑粉末涂料，它能阻止氧化作用，同時實際上又不阻礙焊劑的再流平性質。另外，希望這樣一種已涂敷的焊劑粉末，它不需使用氟化烴作為溶劑而把涂層材料涂到焊劑粉末上。在本專利技術中，提供了已用聚對亞二甲苯基涂敷的焊劑粉末，它可以阻止焊劑粉末的氧化而實質上又不會阻礙焊劑的再流平特性。另外，本專利技術的已涂敷的焊劑粉末不需要用氟化烴作為溶劑而把涂層材料用于焊劑粉末的溶劑。令人很吃驚的是，人們發現聚對亞二甲苯基是一種非常好的焊劑粉末的涂層材料，因為它能形成極薄的一致的涂層。聚對亞二甲苯基是一個通用術語，它經常用來描述從如下所示結構二聚物衍生出來的一類聚一對-亞二甲苯基 式中X典型地是氫或鹵素。多種形式的聚對亞二甲苯基可以從市場上得到，例如從Union Carbide Corporation(Danbury，康涅狄格州)得到。下面的結構表示出了一些商業上可得到的聚對亞二甲苯基二聚物 四氯-對環芬，“聚對亞二甲苯基D” 二乙基-對環芬，“聚對亞二甲苯基E”要注意，在聚對亞二甲苯基C和聚對亞二甲苯基D中的氯原子的位置沒有確切指定。因此一個或更多的氯原子可以位于苯環的核中。此外可以理解，會經常存在一些這種二聚物的異構體和同系物。聚對亞二甲苯基的優選類型是那些在焊劑粉末中使用的特定焊劑合金的熔點之下就可以熔化的那些聚對亞二甲苯基。當使用一般的錫-鉛焊劑合金，例如63(重量)%的錫，37(重量)%的鉛時，聚對亞二甲苯基E是本專利技術中使用的聚對亞二甲苯基的優選類型，因為它可以在焊劑的熔點，即大約180℃下熔化。本領域的技術熟練人員將確認，任何種類的聚對亞二甲苯基(包括這里沒有特別披露的種類)或是它們的結合都可以通過適當的選擇來符合所談論的特定焊劑合金的熔點。根據本專利技術，聚對亞二甲苯基通過稱為“聚對亞二甲苯基法”的蒸汽沉積方法被涂敷到焊劑粉末上，其中聚對亞二甲苯基單體在被涂敷的物件上直接進行冷凝和聚合。由于聚對亞二甲苯基單體是不穩定的，因此如上所述的聚對亞二甲苯基的二聚物被用作原材料。聚對亞二甲苯基法以聚對亞二甲苯基二聚物的蒸發而開始。在大約400～750℃溫度，二聚物被熱解，從而形成活性的聚對亞二甲苯基單體蒸汽。然后，活性單體蒸汽被傳送到一個沉積室，室中放有被涂敷物。在沉積室中，活性單體蒸汽在被涂敷物上冷凝形成聚對亞二甲苯基聚合物或共聚物薄膜。對于被涂敷的小物件，例如焊劑粉末，最好是把物件放在沉積室中的可轉動轉筒中。任何在沉積室中沒有冷凝的單體蒸汽隨后被除去，通常是使用一個其溫度保持在低溫的冷卻收集器。整個的聚對亞二甲苯基法通常是在一個在恒定負壓下的封閉系統中進行的。這種封閉系統可聯入獨立的室以完成過程中的(a)蒸發，(b)熱解，(c)沉積這些步驟，而這些室通過適當的管路或管式連接而連接在一起。本領域的技術熟練人員都了解為進行本過程的聚對亞二甲苯基的制法和裝置的特別詳細內容。本專利技術中所使用焊劑的特定類型不是嚴格的。典型的是此焊劑至少要含有下面金屬中的兩種錫、鉛、銀、鉍、銦、銻和鎘。錫-鉛焊劑合金的通常濃度范圍為約50～70(重量)%的錫和約30～50(重量)%的鉛。含有大約1～5(重量)%的銀，其余的為錫、鉛或它們的混合物的錫-銀焊劑合金和鉛-銀焊劑合金，都是通用的。適用于本專利技術的焊劑粉末可以通過常規的方法來制備，例如將焊劑熔融和霧化以形成焊劑粉末。由于聚對亞二甲苯基有形成不同幾何形狀的能力，無定形的和球形的焊劑粉末顆粒都適用于本專利技術。焊劑顆粒的粒徑在本專利技術中并不嚴格。典型的情況是，粒徑小于100篩目。細粉末的平均粒徑通常約為20～40微米，亦即可以通過325目的篩網。粗的粉末的平均粒徑通常約為37～74微米，即200～400篩目。有時焊劑粉末的平均粒徑將小于約20微米，有時將小于大約10微米，甚至將小于大約1微米，即大約0.1～1.0微米。可取的焊劑粉末的平均粒徑范圍約為0.1～74微米。這里使用的術語“平均粒徑”是指，少于2(重量)%的顆粒將大于此指定的大小，而少于5(重量)%的顆粒將小于所指定的大小。該篩目值相應本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種已涂敷的焊劑粉末，它含有已涂敷聚對亞二甲苯基的焊劑顆粒，其涂敷量小于已涂敷焊劑粉末總重量的約０．５（重量）％，它可以有效地阻止焊劑顆粒的氧化。

【技術特征摘要】
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【專利技術屬性】
技術研發人員：RD詹金遜，MW索瓦，
申請(專利權)人：倫敦化學公司，
類型：發明
國別省市：US[美國]