熒光變色的無(wú)鉛焊錫膏的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種熒光變色的無(wú)鉛焊錫膏，包括焊錫粉末和焊劑介質(zhì)，其在于：焊錫粉末組合物為86%~91％（重量），包括一種以上選自錫，鉍，金，鍺，銀，鎵，銻，銦，鋅，銅，磷，硅及它們組合物的金屬成分，合適的是錫，銀和銅；焊劑介質(zhì)為9%~14％（重量），其中包括：45%~50％（重量）的氫化松香，0.5%~15％（重量）的有機(jī)酸，2%~6％（重量）的流變改性劑，1%~15％（重量）的表面活性劑，0.2%~8.0％（重量）的一種以上的著色染料材料，0.01%~8.0％（重量）的一種以上的熒光染料材料。本發(fā)明的有益效果是：能夠發(fā)生顏色變化，熔化的焊錫膏在黑光（指在約200nm至約400nm的范圍內(nèi)的紫外線輻射）下會(huì)發(fā)出熒光，方便實(shí)用。
【專利說(shuō)明】熒光變色的無(wú)鉛焊錫膏
[0001]
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0002]本發(fā)明涉及一種用于焊接電子和微電子電路內(nèi)的組件，特別是一種熒光變色的無(wú)鉛焊錫膏。
【背景技術(shù)】
[0003]焊錫膏通常包括低熔點(diǎn)溫度導(dǎo)電合金或焊錫粉末和焊劑介質(zhì)。通過(guò)用熔化的焊錫粉末來(lái)潤(rùn)濕組件表面，可以用這樣的焊錫膏來(lái)連接電氣或電子組件。然后固化焊劑粉末到機(jī)械性強(qiáng)固的固體連接接頭。適于用于電子應(yīng)用中的焊錫粉末應(yīng)該是比較牢固，抗蠕變，耐腐蝕的，并且應(yīng)該是合理的電導(dǎo)體。傳統(tǒng)上，由于具有人們所希望的特性，如良好的機(jī)械性能結(jié)合高潤(rùn)濕性，鉛-錫焊料已用于電氣應(yīng)用中，而后鉛-錫焊料或其他含鉛焊料在最近幾年已被無(wú)鉛配方所取代。然而，在實(shí)踐中，含鉛焊錫膏和無(wú)鉛焊錫膏目視檢查時(shí)彼此幾乎沒(méi)有區(qū)別。兩種類型的焊錫膏焊接之前和之后幾乎具有相同的著色。因此，目視檢查不是一種可靠的方法，不能用于確定特定的焊接過(guò)程中使用的是含鉛焊錫膏還是無(wú)鉛焊錫膏。此外，幾乎是不可能從視覺(jué)上確定無(wú)鉛焊錫膏是否混入含鉛焊料或被含鉛材料所污染。無(wú)鉛焊錫膏與含鉛材料的這種混合或污染可能會(huì)導(dǎo)致在關(guān)聯(lián)的電子組件的最后組裝過(guò)程中，焊接產(chǎn)品失敗的可能性增加。隨后，各種含有染料材料的焊錫膏和藥膏已經(jīng)公開，以幫助檢查工作成品。但是這樣的材料包括染料著色材料，其在焊接組件上留下彩色殘余物，例如彩色膜，其可能干擾隨后的焊接操作，和/或可能有損于成品的外觀。其他的焊接組合物可包括熒光著色材料，當(dāng)使用黑色光時(shí)其可以照明焊接接頭質(zhì)量檢查。然而，這樣的材料一般沒(méi)有可見(jiàn)的著色。
[0004]鑒于上述情況，有需要和需求能用肉眼將無(wú)鉛焊錫膏與含鉛焊接產(chǎn)品在視覺(jué)上區(qū)分開。特別是，有需要和需求 在著色無(wú)鉛焊錫膏熔化失去其顏色時(shí)，將其恢復(fù)到金屬著色。并且還有需要和需求使著色的無(wú)鉛焊錫膏再熔化時(shí)發(fā)出熒光。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于提供了一種經(jīng)過(guò)改良的熒光變色的無(wú)鉛焊錫膏，用以解決上述的現(xiàn)有問(wèn)題。
[0006]本發(fā)明的技術(shù)方案如下:一種熒光變色的無(wú)鉛焊錫膏，包括焊錫粉末和焊劑介質(zhì)，其在于:焊錫粉末組合物為86%~91 % (重量)，包括一種以上選自錫，鉍，金，鍺，銀，鎵，銻，銦，鋅，銅，磷，硅及它們組合物的金屬成分，合適的是錫，銀和銅；焊劑介質(zhì)為9%~14% (重量)，其中包括:45%~50% (重量)的氫化松香，0.5%~?5% (重量)的有機(jī)酸，2%~6% (重量)的流變改性劑，1%"15% (重量)的表面活性劑，0.2%~8.0% (重量)的一種以上的著色染料材料，0.01%~8.0% (重量)的一種以上的熒光染料材料。
[0007]焊錫粉末顆粒合適的尺寸為25至45微米。
[0008]焊錫粉末中合適的是有85%~99% (重量)的錫，2%~6% (重量)的銀，0.1% ^2%(重量)的銅或者是95%~97% (重量)的錫，29T5% (重量)的銀，0.39Tl % (重量)的銅。
[0009]本發(fā)明的有益效果是:能夠發(fā)生顏色變化，熔化的焊錫膏在黑光(指在約200nm至約400nm的范圍內(nèi)的紫外線輻射)下會(huì)發(fā)出熒光，方便實(shí)用。
【具體實(shí)施方式】
[0010]本發(fā)明熒光變色的無(wú)鉛焊錫膏，包括焊錫粉末和焊劑介質(zhì)，其在于:焊錫粉末組合物為869^91% (重量)，包括一種以上選自錫，鉍，金，鍺，銀，鎵，銻，銦，鋅，銅，磷，硅及它們組合物的金屬成分，合適的是錫，銀和銅；焊劑介質(zhì)為99^14% (重量)，其中包括:459^50%(重量)的氫化松香，0.5°/Tl5% (重量)的有機(jī)酸，2°/T6% (重量)的流變改性劑，1°/Tl5% (重量)的表面活性劑，0.29^8.0% (重量)的一種以上的著色染料材料，0.019^8.0% (重量)的一種以上的熒光染料材料。焊錫粉末顆粒合適的尺寸為25至45微米。焊錫粉末中合適的是有85%~99% (重量)的錫，2%~6% (重量)的銀，0.1%~2% (重量)的銅或者是95%~97% (重量)的錫，29T5% (重量)的銀，0.39Tl% (重量)的銅。
[0011]具體說(shuō)來(lái)，本發(fā)明提供了一種熒光變色的無(wú)鉛焊錫膏，其適用于焊接電子和微電子電路的組件。無(wú)鉛焊錫膏包括焊錫粉末和焊劑介質(zhì)。無(wú)鉛焊錫膏可包括至少約80% (重量)的焊錫粉末，約80%至約95% (重量)比較合適；約86%至約91% (重量)也很合適。無(wú)鉛焊錫膏可包括至少約5% (重量)的焊劑介質(zhì),約5%至約20% (重量)較合適；約9%至約14% (重量)也很合適。
[0012]焊錫粉末可以包括選自錫，鉍，金，鍺，銀，鎵，銻，銦，鋅，銅，磷，硅和它們組合物中的至少兩種金屬成分。適當(dāng)?shù)兀摵稿a粉末可以包括錫，銀和銅的混合物。一種合適的焊錫粉末可以包括至少約85% (重量)的錫，至少約0.1% (重量)的銀，和至少約0.3% (重量)的銅；適當(dāng)?shù)兀s85%至約99% (重量)的錫，約2%至約6% (重量)的銀，約0.1%至約2%(重量)的銅；適當(dāng)?shù)?，約95%至約97% (重量)的錫，約2%至約5% (重量)的銀，約0.3%至約1% (重量)的銅。此外，焊劑介質(zhì)可以包括至少一種著色染料材料。合適的著色染料材料提供了一致的顏色，其隨時(shí)可用肉眼看到，并且不會(huì)干擾焊接過(guò)程和/或隨后的產(chǎn)品檢驗(yàn)，染料著色材料可以是各種顏色中的一種。
[0013]在本發(fā)明中，在焊錫膏的熔融溫度范圍內(nèi)，合適的著色染料材料熱降解和/或失去顏色的溫度降低。據(jù)認(rèn)為，在焊錫膏熔化時(shí)，由于著色染料材料的熱降解，該焊錫膏從有色狀態(tài)變成無(wú)色金屬狀態(tài)。根據(jù)本發(fā)明，焊錫膏的熔融溫度范圍為約140°C至約260°C，適當(dāng)?shù)貫榧s180°C至約230°C，并適當(dāng)?shù)乜蔀?00°C至約220°C。
[0014]焊劑介質(zhì)可以包括至少一種濃度為至少約0.2% (重量)的著色染料材料。適當(dāng)?shù)兀摵竸┙橘|(zhì)包括約0.2%至約4% (重量)的至少一種著色染料材料。適當(dāng)?shù)?，該焊劑介質(zhì)包括約0.5%至約2% (重量)的至少一種著色染料材料。合適的焊劑介質(zhì)還包括至少一種熒光染料材料。在焊錫膏熔化后，合適的熒光染料材料能使其在黑光下發(fā)出熒光。在錫膏的熔融溫度范圍內(nèi)，合適的熒光染料材料是熱穩(wěn)定的，并且在未使用的焊錫膏儲(chǔ)存過(guò)程中不會(huì)顯著降解。焊劑介質(zhì)可包括至少約0.01% (重量)的至少一種熒光染料材料。適當(dāng)?shù)?，焊劑介質(zhì)包括至少約0.01%至約4% (重量)的至少一種熒光染料材料。適當(dāng)?shù)?，焊劑介質(zhì)也可包括約0.01%至約2% (重量)的熒光染料材料。
[0015]焊劑介質(zhì)還可以包括增粘材料,例如松香材料。松香材料可以是一種氫化松香。松香材料可以是合成的或天然的材料。焊劑介質(zhì)可包括至少約20% (重量)的增粘材料。適當(dāng)?shù)兀竸┙橘|(zhì)可包括約30%至約60% (重量)的增粘材料。適當(dāng)?shù)?，焊劑介質(zhì)也可包括約45%至約50% (重量)的增粘材料。
[0016]焊劑介質(zhì)還可以包括至少一種有機(jī)羧酸，例如脂肪酸，羧酸或它們的組合物。合適的脂肪酸例子包括硬脂酸，月桂酸，棕櫚酸以及它們的組合物。合適的羧酸包括丁二酸，戊二酸，己二酸，辛二酸，壬二酸和它們的組合物。焊劑介質(zhì)可包括至少約0.5% (重量)的有機(jī)酸。適當(dāng)?shù)?，焊劑介質(zhì)可包括約0.5%至約15% (重量)的有機(jī)酸。適當(dāng)?shù)?，焊劑介質(zhì)也可包括約1%至約10% (重量)的有機(jī)酸。
[0017]焊劑介質(zhì)也可以進(jìn)一步包括流變改性劑或增稠劑。這樣的流變改性劑一般會(huì)增加焊劑介質(zhì)的粘度，并可以用作懸浮介質(zhì)，以防止焊錫膏中的焊錫粉末顆粒沉降。合適的流變改性劑包括這樣的材料，即焊接后不會(huì)在焊接金屬上留下不溶性無(wú)機(jī)材料殘留物，例如，蓖麻蠟。焊劑介質(zhì)可包括至少約I % (重量)的流變改性劑。適當(dāng)?shù)兀竸┙橘|(zhì)可包括約2%至約6% (重量)的流變改性劑。適當(dāng)?shù)兀竸┙橘|(zhì)可包括約3%至約5% (重量)的流變改性齊U。適當(dāng)?shù)兀竸┙橘|(zhì)可包括約3%至約5% (重量)的蓖麻蠟流變改性劑。
[0018]焊劑介質(zhì)可包括表面活性劑。合適的表面活性劑包括乙氧基化胺，鏈烷醇胺，乙氧基化醇以及它們的組合物。焊劑介質(zhì)可包括至少約1% (重量)的表面活性劑。適當(dāng)?shù)?，焊劑介質(zhì)可包括約1%至約30%(重量)的表面活性劑。適當(dāng)?shù)?磁介質(zhì)可包括約1%至約15%(重量)的表面活性劑。適當(dāng)?shù)?，焊劑介質(zhì)可包括約1%至約3% (重量)的鏈烷醇胺表面活性劑，例如，三乙醇胺。
[0019]焊劑介質(zhì)還可以包括增塑劑，例如蓖麻油，松香酯，脂肪酸酯和脂肪酸酯的混合物，以及它們的組合物。增塑劑可以是合成或天然來(lái)源的材料。焊劑介質(zhì)可包括至少約1%(重量)的增塑劑。適當(dāng)?shù)兀竸┙橘|(zhì)可包括約1%至約30% (重量)的增塑劑。適當(dāng)?shù)兀竸┙橘|(zhì)可包括約1%至約15重量％的增塑劑。
[0020]焊劑介質(zhì)可包括至少約5% (重量)的溶劑，適當(dāng)?shù)?，約10%至約60% (重量)的溶齊U。在本發(fā)明中使用的合適溶劑是乙二醇醚。焊劑介質(zhì)可包括約10%至約60% (重量)的
乙二醇醚。
[0021]無(wú)鉛焊錫膏可通過(guò)下列過(guò)程生產(chǎn):制備焊劑介質(zhì)，其包括至少一種著色染料材料和至少一種熒光染料材料；制備焊錫粉末，其包括至少一種金屬成分；將焊錫粉末分散在焊劑介質(zhì)中。
【權(quán)利要求】
1.一種熒光變色的無(wú)鉛焊錫膏，包括焊錫粉末和焊劑介質(zhì)，其在于: 焊錫粉末組合物為86%~91 % (重量)，包括一種以上選自錫，鉍，金，鍺，銀，鎵，銻，銦，鋅，銅，磷，硅及它們組合物的金屬成分，合適的是錫，銀和銅； 焊劑介質(zhì)為9%~?4% (重量)，其中包括:45%~50% (重量)的氫化松香，0.5%~?5% (重量)的有機(jī)酸，2%~6% (重量)的流變改性劑，1%~15% (重量)的表面活性劑，0.2%~8.0% (重量)的一種以上的著色染料材料，0.01%~8.0% (重量)的一種以上的熒光染料材料。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熒光變色的無(wú)鉛焊錫膏，其特征在于:焊錫粉末顆粒合適的尺寸為25至45微米。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的熒光變色的無(wú)鉛焊接膏，其特征在于:焊錫粉末中合適的是有85%~99% (重量)的錫，2%~6% (重量)的銀，0.1 %~2% (重量)的銅或者是95%~97% (重量)的錫，2%~5% (重量`)的銀，0.3%~?% (重量)的銅。
【文檔編號(hào)】B23K35/26GK103586597SQ201310559221
【公開日】2014年2月19日 申請(qǐng)日期:2013年11月12日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月12日
【發(fā)明者】王偉德 申請(qǐng)人:寧波市鄞州恒迅電子材料有限公司