焊錫膏的制作方法

專利名稱：焊錫膏的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于焊接電子設(shè)備的焊錫膏，特別涉及使用Sn-Zn基無鉛焊料的無鉛焊錫膏。
這種低共熔的Sn-Pb焊料在過去通常被用于電子設(shè)備的焊接。近來，廣泛地采用表面安裝技術(shù)(SMT)來安裝印刷電路板中的電子元件，這是因?yàn)檫@種技術(shù)允許尺寸縮小，高密度，高性能，和低成本。
在SMT中，焊錫膏(也被稱為焊糊)被使用，焊錫膏含有與焊接熔劑均一混合的焊錫粉，特別是與松香熔劑均一混合的焊錫粉。典型地，焊接通過回流焊接來執(zhí)行。通常，在回流焊接中，通過印刷或者分散，將焊錫膏提供到印刷電路板上，利用焊錫膏的粘附作用，芯片類型的電子元件被臨時(shí)吸附其上，在回流爐中加熱整個(gè)印刷電路板以熔化焊料并且從而將電子元件吸附和連接到印刷電路板上。因此，在回流焊接中，要安裝的電子元件同樣被暴露在焊接溫度下。當(dāng)使用低共熔的Sn-Pb焊料時(shí)，如上所述，由于焊接溫度相對較低，因此即使有加熱電子元件的回流焊接，電子元件的熱損害也不會輕易發(fā)生。
電子設(shè)備的發(fā)展是迅速的，大量電子設(shè)備被丟棄。從被拆卸丟棄的電子設(shè)備中去除的印刷電路板通常在被切碎后通過埋入地下處理。如果近些年來變酸的雨水(酸雨)接觸到了被埋入地下處理的印刷電路板碎片，這樣Sn-Pb焊料中的鉛組分就會以鉛離子的狀態(tài)溶解出來，這樣會污染地下水。如果人或者動物長期飲用含有鉛離子的水，鉛離子就會積聚在它們體內(nèi)，這樣會出現(xiàn)人們所關(guān)注的鉛中毒問題。因此，在電子設(shè)備的焊接中，建議使用不含有任何鉛的無鉛焊料。
人們希望，不含鉛的焊料應(yīng)該是一種由對人體無害的元素組成的合金。例如，即使有降低熔點(diǎn)的作用，有害的Cd仍然不能被使用。目前有前途的無鉛焊料是Sn基合金，該合金中Sn為主要組分，還添加有一種或者多種合金元素例如Ag，Cu，Bi，In，Sb，和Zn。
在這些無鉛的焊料中，含有Ag的Sn基合金例如Sn-Ag合金和Sn-Ag-Cu合金(以下共同稱作Sn-Ag基焊料)是有優(yōu)勢的，這是因?yàn)橛捎谒鼈冊跓o鉛焊料中具有好的可濕性，所以很容易使用。但是，Sn-Ag基無鉛焊料的熔點(diǎn)在220℃左右，這要比Sn-Pb低共熔焊料的熔點(diǎn)高大約30-40℃，因此焊接溫度也相應(yīng)的增加了這么多的溫度，超過了250℃。這樣，Sn-Ag基焊料不能被用于一些熱敏電子元件的回流焊接中。因此，考慮到回流焊接，Sn-Ag基焊料不能被描述為通用焊料。
另一種含Zn的Sn基焊料(以下稱作Sn-Zn基焊料)已知是一種不含鉛的、具有低熔點(diǎn)的焊料。Zn是這樣一種金屬，它是一種人體不可缺少的物質(zhì)而且因此對人體無害，Zn的來源很豐富，因此與Ag，Cu，Bi，In等相比，它是一種便宜的金屬。因此，Sn-Zn基焊料從安全和經(jīng)濟(jì)的角度考慮是有優(yōu)勢的。Sn-Zn基無鉛焊料的代表性組合物是Sn-9Zn。該合金的熔點(diǎn)為199℃，大約比Sn-Ag基無鉛焊料的熔點(diǎn)低20℃。因此，它可以被用于熱敏電子元件的回流焊接，而Sn-Ag基無鉛焊料無法使用回流焊接。此外，由于Sn-9Zn合金的熔點(diǎn)為199℃，接近Sn-Pb低共熔合金的熔點(diǎn)(183℃)，因此Sn-9Zn合金的另一個(gè)優(yōu)勢是它可以被用于使用現(xiàn)有的、為使用Sn-Pb基焊錫膏而設(shè)計(jì)的回流爐的回流焊接。
但是，與Sn-Ag基無鉛焊料相比，Sn-Zn基無鉛焊料的可濕性特別差，而且很容易以空隙和焊球的形式形成焊接缺陷。這是因?yàn)閆n是這樣一種金屬，它具有高電離傾向因此很容易被氧化。這樣，通過與空氣接觸，出現(xiàn)在焊料表面的Zn被氧化，而且在焊料表面形成了惰性的氧化層。
特別是，在焊錫膏中，焊料是以具有很大表面積的粉末形式存在的，表面氧化作用顯著。此外，與焊錫粉混合形成焊錫膏的焊接熔劑，含有例如活化劑的反應(yīng)組分，這些反應(yīng)組分能夠引起焊錫粉的氧化作用，并且使得焊錫粉的表面氧化作用更劇烈。因此，Sn-Zn基焊料的焊錫膏具有特別差的焊料可濕性，而且無法獲得充分的可焊性。
作為對策，為了提高這種焊錫膏的可濕性，可以增加焊錫膏中熔劑的活化劑組分。但是，在這種情況下，由于焊錫膏中的焊錫粉與熔劑中的活化劑組分之間的反應(yīng)，焊錫膏的粘性可以很容易地增加，并且焊錫膏的粘性增加過早，而且通過印刷或者分散來提供焊錫膏不再會平穩(wěn)地進(jìn)行。
因此，關(guān)于Sn-Zn基焊錫膏，為了提高焊料的可濕性，過去有人建議了這樣一種方法，在該方法中，在與熔劑混合前，使用合適材料涂布的Sn-Zn基焊錫粉，以防止焊錫粉與熔劑反應(yīng)并且防止焊錫粉經(jīng)歷表面氧化作用。關(guān)于涂層物質(zhì)，可以使用貴金屬例如Au或者Pd、由可水解的有機(jī)硅化合物或者類似物質(zhì)形成的無機(jī)氧化物，或者有機(jī)物質(zhì)例如咪唑或者三唑化合物。
但是，如上所述，用于焊錫粉的涂層極大地增加了焊錫膏的制造成本。此外，取決于涂布方法或方式，在涂布操作過程中，可能會促進(jìn)焊錫粉的氧化作用，因此涂層對于提高可濕性或者Sn-Zn基焊錫膏的可焊性并不一定有效。
在SMT中使用的焊錫膏是通過混合焊錫粉和焊接熔劑制造的。焊錫膏的典型熔劑是松香熔劑，該松香熔劑是通過將松香作為主要組分，與添加劑例如活化劑，觸變劑等一起溶于溶劑而形成的。熔劑要求具有高度可靠的絕緣性和耐蝕性。特別是，選擇對焊料的可濕性影響很大的活化劑對熔劑的可靠性影響很大。如果需要太多的可濕性并因此選擇了具有很強(qiáng)活性但是很差可靠性的活化劑，那么焊錫膏的可靠性變差。
通常，與Sn-Pb基焊料相比較，Sn基無鉛焊料具有較差的可濕性。例如，Sn-Ag基無鉛焊料的擴(kuò)散因素的水平大約是Sn-Pb基焊料擴(kuò)散因素水平的80％，Sn-Zn基無鉛焊料的擴(kuò)散因素水平為大約70％的更低值。
因此，對于無鉛焊料焊錫膏的熔劑，與Sn-Pb基焊錫膏的熔劑相比較，有必要結(jié)合增加數(shù)量的、對提高可濕性有較強(qiáng)作用的活化劑。但是，對于使用Sn-Zn基無鉛焊料的焊錫膏，即使使用了這樣的熔劑，該熔劑中結(jié)合了增加數(shù)量的、對提高可濕性有較強(qiáng)作用的活化劑，可濕性也不會與Sn-Ag基無鉛焊料焊錫膏的可濕性基本上一樣好。
在使用焊錫膏的回流焊接中，焊接在一個(gè)被稱作回流爐中的加熱爐中進(jìn)行。在典型的回流爐中，加熱通常是兩階段加熱方法，首先是在150-170℃下進(jìn)行的30-100秒鐘預(yù)加熱，而后在高于焊料熔點(diǎn)20-50℃的溫度下進(jìn)行主加熱以熔化焊料并進(jìn)行焊接。執(zhí)行預(yù)加熱的目的是為了蒸發(fā)焊錫膏中的溶劑并且同時(shí)降低對電子元件的熱震蕩，所述的電子元件被安置在印刷電路板中用于焊接。
對目前仍然是最常用的Sn-Pb低共熔焊料焊錫膏中使用的熔劑組合物進(jìn)行設(shè)計(jì)，以使其在上述的兩階段加熱中展現(xiàn)最佳性能。例如，對熔劑中的活化劑進(jìn)行設(shè)計(jì)，以使部分活化劑在大約150℃的預(yù)加熱溫度下開始反應(yīng)，并且在大約200-230℃的Sn-Pb基焊料主加熱溫度下完全反應(yīng)。
對于Sn-Pb基焊料的焊錫膏，由于Pb的低反應(yīng)性，即使使用了在大約150℃的低溫下開始活化的活化劑，在預(yù)加熱時(shí)也基本上不會發(fā)生焊錫粉的氧化作用。
相反，關(guān)于Sn-Zn基無鉛焊料焊錫膏，研究發(fā)現(xiàn)，在大約150℃的預(yù)加熱階段，焊錫粉表面的Zn在回流爐中很容易與氧結(jié)合，這樣焊錫粉的表面很容易氧化。如果焊錫粉在預(yù)處理階段氧化，該焊錫粉就會與其被氧化膜覆蓋了的表面熔化，保持成沒有伸展開的焊球狀態(tài)。此外，通過與焊錫粉表面的氧化層反應(yīng)，大部分熔劑被消耗，導(dǎo)致熔劑的活性減弱。結(jié)果，焊料可濕性降低，而且在所得到的焊接接縫的內(nèi)部形成了空隙。焊球和空隙成為焊料缺陷的根源。
早已提及，Zn具有高電離傾向，而且特別容易氧化。因此，一般而言，Sn-Zn基無鉛焊料很容易受到表面氧化。特別是，在焊錫膏中，焊料合金是粉末形式，其表面積特別大。因此，對于Sn-Zn基焊料的焊錫膏，認(rèn)為在預(yù)加熱階段的焊料氧化變得劇烈對可焊性有明顯的負(fù)面影響。
通過完全排除空氣中的氧氣，可以在預(yù)加熱階段預(yù)防對Sn-Zn基焊錫粉的氧化作用，排除空氣中的氧氣可以通過氮?dú)饣亓鳡t來實(shí)現(xiàn)。但是氮?dú)饣亓鳡t很昂貴，而且其運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用同樣很高。
本發(fā)明的發(fā)明者發(fā)現(xiàn)，如果向混合了Sn-Zn基焊錫粉的熔劑中加入某種芳香族羥基羧酸，優(yōu)選與脂肪族羥基羧酸一同加入，來形成焊錫膏，那么在預(yù)加熱時(shí)可以有效地預(yù)防Sn-Zn基焊錫粉的氧化，而且得到了一種具有良好可焊性的Sn-Zn基焊料。
本發(fā)明提供了一種無鉛焊錫膏，該焊錫膏包含有與熔劑混合的Sn-Zn基無鉛焊錫粉，其中的熔劑含有0.1-10.0質(zhì)量％的至少一種芳香族羧酸，其選自在間位含有一個(gè)羥基的芳香族羧酸和含有至少兩個(gè)羥基的芳香族羧酸。
該熔劑還優(yōu)選含有0.5-20質(zhì)量％的一種包含至少6個(gè)碳原子的脂肪族羧酸，焊料的鋪展性由此被進(jìn)一步增加。
氫鹵化物鹽(例如，胺的氫氯化物鹽或者氫溴化物鹽)對于防止焊錫膏中焊錫粉的氧化是有效的。這種類型的鹽通常被作為活化劑加入熔劑，以使焊錫膏得到活化的熔劑。但是，氫鹵化物鹽是腐蝕源，因此有降低焊接可靠性的傾向。此外，盡管氫鹵化物鹽對焊錫膏中的焊錫粉具有高的抗氧化作用，但是它與焊錫粉的反應(yīng)幾乎是瞬間的。因此，即使通過與這種鹽反應(yīng)將焊錫粉表面形成的氧化膜暫時(shí)去除，在隨后進(jìn)一步發(fā)生的焊錫粉氧化中，鹽就不再有活性了。因此，在使用極易氧化的Sn-Zn基焊錫粉時(shí)，焊錫粉最終會重新被氧化，從而導(dǎo)致焊球形成。
與此相反，當(dāng)將間位含有一個(gè)羥基的芳香族羥基羧酸或者含有兩個(gè)或多個(gè)羥基的芳香族羥基羧酸加入到本發(fā)明的焊錫膏熔劑中的時(shí)候，該芳香族羥基羧酸連續(xù)地與焊錫粉反應(yīng)，反應(yīng)溫度的范圍很廣，從大約130℃的低溫區(qū)域到大約190℃的高溫區(qū)域，并且它還顯示了很強(qiáng)的去除氧化膜的效果。以上這些作用被認(rèn)為是由于該類型的芳香族羥基羧酸具有比其它熔劑活化劑更廣的反應(yīng)溫度范圍，它連續(xù)地在很廣的溫度范圍中與焊錫粉反應(yīng)并且顯示了防止焊錫粉表面被重新氧化的作用。即使在相對長的預(yù)加熱(加熱溫度150-170℃，加熱時(shí)間100-120秒鐘)過程中，該類型的芳香族羥基羧酸也不會分解。
本發(fā)明中使用的芳香族羥基羧酸是這樣一種化合物，該化合物在苯環(huán)上相對于羧基的間位上結(jié)合有一個(gè)羥基或者在相對于羧基的任意位置含有兩個(gè)或多個(gè)羥基，而且在其它位置上，它還可以含有一個(gè)或者多個(gè)其它取代基(例如烷基，鹵素，或者氨基)。
適合用于本發(fā)明的、在間位含有羥基的芳香族羥基羧酸的非限制性實(shí)例包括3-羥基-2-甲基苯甲酸，3-羥基-4-甲基苯甲酸，3-羥基-2，4，6-三溴苯甲酸，3-羥基-2-氨基苯甲酸，和3-羥基苯甲酸。適合用于本發(fā)明的、含有至少兩個(gè)羥基的芳香族羥基羧酸的非限制性實(shí)例包括二羥基苯甲酸，二羥基肉桂酸，二羥基萘甲酸，五倍子酸，和二羥基苯乙酸?？梢允褂靡环N或者多種這樣的芳香族羥基羧酸。
當(dāng)含有上述芳香族羥基羧酸的熔劑被用于制備Sn-Zn基焊料的焊錫膏時(shí)，得到的焊錫膏不但在焊球的形成上有改善，而且可濕性也得到改善。
為了使基質(zhì)表面被回流過程中熔化的焊料所濕潤，必須通過與熔劑反應(yīng)來去除焊料的氧化膜。由于熔化的焊料對基質(zhì)的濕潤作用被氧化膜所阻礙，所以由氧化作用引起的Sn-Zn基焊料的焊接缺陷主要體現(xiàn)在焊球的形成上。但是，氧化作用引起的Sn-Zn基焊料的缺陷并不僅限于此，當(dāng)基質(zhì)在回流過程中被焊料潤濕后、焊料將要鋪展在基質(zhì)上的時(shí)候，也可能發(fā)生缺陷。由于Zn是一種極易氧化的金屬，所以即使當(dāng)基質(zhì)被焊料潤濕后、焊料鋪展在基質(zhì)上的時(shí)候，熔化焊料表面的氧化作用仍然進(jìn)行，并且焊料的鋪展性被阻礙。結(jié)果，Sn-Zn基焊料的擴(kuò)散因素比其它無鉛焊料的擴(kuò)散因素要低，而且焊料無法充分鋪展。
本發(fā)明的發(fā)明者發(fā)現(xiàn)當(dāng)基質(zhì)被焊料潤濕后、熔化的焊料將要鋪展在基質(zhì)上的時(shí)候，通過使含有至少6個(gè)碳原子的脂肪族羥基羧酸與上述的芳香族羥基羧酸共存于熔劑中，可以有效地對抗Sn-Zn基焊料的氧化作用。在這里，脂肪族羥基羧酸是一種含有至少一個(gè)羥基和至少一個(gè)羧基的脂肪族化合物。脂肪族羥基羧酸優(yōu)選是不含有除了羥基或者羧基之外的官能團(tuán)的化合物，但是可以使用含有一個(gè)或者多個(gè)其它官能團(tuán)的化合物。
盡管本發(fā)明不限制于任何理論，但是推測上述脂肪族羧酸的作用是由下面的機(jī)制產(chǎn)生的。含有至少6個(gè)碳原子的脂肪族羥基羧酸具有200℃或者更高的分解溫度，所以它在相對高的溫度下發(fā)生反應(yīng)。因此，當(dāng)焊錫膏的焊接在回流爐中進(jìn)行的時(shí)候，該化合物很難在預(yù)加熱階段對反應(yīng)起作用，該化合物保持未反應(yīng)狀態(tài)直到最后階段，熔劑與焊錫粉在此最后階段發(fā)生反應(yīng)。在基質(zhì)被焊料濕潤以后，當(dāng)焊料將要鋪展的時(shí)候，該化合物對Sn-Zn基焊料顯示出抗氧化作用。通過將脂肪族羥基羧酸(其以此方式在最后的鋪展階段具有抗氧化作用)與芳香族羥基羧酸(在熔化之前，從最初的預(yù)加熱階段開始對Sn-Zn基焊料具有抗氧化作用)一起使用，可以從熔化和潤濕之前的點(diǎn)一直到最后的鋪展點(diǎn)防止焊料的氧化作用，而且Sn-Zn基焊料的鋪展性被提高。
所使用的脂肪族羥基羧酸含有至少6個(gè)碳原子。含有小于6個(gè)碳原子的脂肪族羥基羧酸沒有足夠的耐熱性能，當(dāng)回流爐中的溫度達(dá)到主要加熱溫度的時(shí)候，它可能會分解，所以無法顯示出上述的作用。脂肪族羥基羧酸中碳原子的數(shù)目沒有特別的上限，但是優(yōu)選的化合物至多含有18個(gè)碳原子。如果碳原子的數(shù)目超過18，在焊料鋪展以后，抗氧化作用有減弱的趨勢。
適合用于本發(fā)明的、脂肪族羥基羧酸的非限制性實(shí)例包括羥基十八烷酸，羥基油酸，羥基辛酸，和二羥基十八烷酸。也可以使用其它化合物。可以使用一種或者多種脂肪族羥基羧酸。
為了充分獲得上述的效果，本發(fā)明的焊錫膏中所使用的熔劑含有0.1-10.0質(zhì)量％的上述芳香族羥基羧酸。當(dāng)脂肪族羥基羧酸加到該熔劑中的時(shí)候，所加入脂肪族羥基羧酸的量的范圍為0.5-20質(zhì)量％。
如果任一種被加入到熔劑中的化合物的量過少，就根本不會得到所需要的效果。如果量加入太多，就會阻礙可焊性，導(dǎo)致焊球增加和鋪展性降低。芳香族羥基羧酸的優(yōu)選量為0.5-5質(zhì)量％，脂肪族羥基羧酸的優(yōu)選量為1-10質(zhì)量％。
本發(fā)明的焊錫膏所使用的熔劑優(yōu)選是含有松香作為主要組分的松香熔劑。除了本發(fā)明的特征，即，上述的芳香族羥基羧酸被單獨(dú)加入或者與上述的脂肪族羥基羧酸一同被加入，熔劑的組成可以與常規(guī)的組成相同。
除了作為主要組分的松香，松香熔劑通常含有活化劑，觸變劑，溶劑等等。該松香可以是天然的，沒有改性的松香例如松香(gum rosin)，浮油松香，木松香，或者類似物質(zhì)，或者也可以是改性的松香例如聚合松香，氫化松香，松香酯，松香改性的樹脂，或者類似物質(zhì)。當(dāng)然，可以結(jié)合使用兩種或者多種這類物質(zhì)。
關(guān)于活化劑，優(yōu)選使用氫鹵化物，而且特別是有機(jī)胺的氫溴化物。有機(jī)胺可以是伯胺(例如乙胺)，仲胺(例如二乙胺)，或者叔胺(例如三乙胺)。也可以使用雜環(huán)胺例如吡啶，芳香胺例如苯胺，脂環(huán)族胺例如環(huán)己胺，和含有兩個(gè)或者多個(gè)氨基的化合物例如二苯胍。除了這些活化劑，也可以使用其它活化劑例如硬脂酸，癸二酸，或者其它有機(jī)酸。
硬化的蓖麻油，酰胺，等被典型地用作觸變劑。溶劑的一些實(shí)例是卡必醇例如丁基卡必醇和己基卡必醇，和例如松油醇和鹵化醇的醇。除了上述物質(zhì)，熔劑還可以含有一種或者多種其它添加劑。
上述組分在熔劑中的含量沒有特別的限制，但是以質(zhì)量％計(jì)，典型地，松香為大約35-60％，活化劑為大約0.5-10％，觸變劑為大約1-10％。作為活化劑的胺氫鹵化物的量優(yōu)選0.5-5％。此外，依照本發(fā)明，該熔劑含有上述的芳香族羥基羧酸，并任選地含有脂肪族羥基羧酸。
本發(fā)明焊錫膏中的Sn-Zn基無鉛焊料包含一種Sn-Zn合金或者一種Sn-Zn基合金，所述的Sn-Zn合金含有Sn和大約9質(zhì)量％(例如7-11質(zhì)量％)的Zn并且熔點(diǎn)為大約200℃，所述的Sn-Zn基合金中被加入了一種或者多種Bi，In，Ag，Ni，Co，Mo，F(xiàn)e，P，Ge，Ga等金屬，其目的是為了進(jìn)一步降低熔化溫度，提高機(jī)械強(qiáng)度，或者抑制氧化。Sn-Zn基焊料的優(yōu)選實(shí)例是Sn-8％Zn-3％Bi合金。
對焊錫粉的形狀沒有特別的限制，但是通常是球狀粉末。該球狀粉末可以通過離心粉化法或者氣體粉化法等方法制備。該焊錫粉的微粒大小可以與常規(guī)的焊錫膏相同，而且其數(shù)量級通常為200-400目，但是也可以使用500目或者更細(xì)的粉。
可以選擇Sn-Zn基焊錫粉和熔劑的混合比來獲得具有適于印刷或者分散的合適稠度的焊錫膏。通常，熔劑為5-20質(zhì)量％，剩余物為焊錫粉。
使用Sn-Zn基無鉛焊料的焊錫膏具有工業(yè)上的優(yōu)勢，該焊料的熔點(diǎn)接近常用Sn-Pb基焊料的熔點(diǎn)。因此，它可以被用于對熱高度靈敏的電子元件的焊接，而且可以使用那些現(xiàn)有的、為Sn-Pb基焊料設(shè)計(jì)的回流裝置而不需要對這些回流裝置進(jìn)行改造。但是，在常規(guī)的此類型焊錫膏中，由于焊錫粉含有很容易與熔劑反應(yīng)的Zn，因此在回流爐中的預(yù)加熱和主要加熱過程中，此焊料表面會發(fā)生氧化作用，在焊接過程中會導(dǎo)致可濕性降低并且引起焊球形成，劣化焊料的鋪展性，并且對其的使用變得困難。
通過使用本發(fā)明的Sn-Zn基無鉛焊料的焊錫膏，有效地防止了上述的焊料表面的氧化作用。因此，盡管其焊料含有Zn，焊接卻能夠以穩(wěn)定的方式進(jìn)行而不需要對焊錫粉進(jìn)行涂布，焊球的出現(xiàn)被減少或者消除，而且焊料的鋪展性被顯著改善。因此，本發(fā)明提供了這樣的技術(shù)，該技術(shù)通過使用Sn-Zn基焊料的回流方法，促進(jìn)了工業(yè)上對無鉛焊接的操作執(zhí)行，而且該技術(shù)還對防止由焊料引起的地下水鉛污染作出了貢獻(xiàn)。
在典型玻璃環(huán)氧印刷電路板上的銅線表面上，用該焊錫膏進(jìn)行網(wǎng)目印刷，并且將其在回流爐中用于回流測試，在該回流爐中，預(yù)加熱和主要加熱是在與常規(guī)Sn-Pb基焊錫膏相同的條件下進(jìn)行的，為的是評價(jià)有關(guān)焊球的形成和鋪展性。
表1

如表1所示，比較實(shí)施例1中Sn-Zn基焊料的焊錫膏，對應(yīng)于含有二苯胍氫溴化物作為活化劑的常規(guī)松香熔劑，在焊接過程中形成了許多焊球，而且焊料的鋪展性也很差。
與此相反，依照本發(fā)明，在Sn-Zn基焊料的焊錫膏實(shí)施例1-4中，在熔劑中加入了一種含有至少兩個(gè)羥基的芳香族羥基羧酸(2，6-二羥基萘甲酸或者2，6-二羥基苯甲酸)和/或在間位含有一個(gè)羥基的芳香族羥基羧酸(3-羥基-2-甲基-苯甲酸)，這樣，防止了焊球的形成，而且提高了焊料的鋪展性。特別是，在實(shí)施例2和4中的焊錫膏中，熔劑中還被加入了除了芳香族羥基羧酸以外的脂肪族羥基羧酸(12-羥基油酸)，這樣，鋪展性被更進(jìn)一步地提高。
但是，如比較實(shí)施例2所示，單獨(dú)加入脂肪族羥基羧酸，許多焊球形成，而且焊料的鋪展性也很差，所以沒有本質(zhì)的提高。
權(quán)利要求
1.一種無鉛焊錫膏，該焊錫膏含有與熔劑混合的Sn-Zn基無鉛焊錫粉，其中的熔劑含有0.1-10.0質(zhì)量％的至少一種芳香族羥基羧酸，所述的芳香族羥基羧酸選自在間位含有一個(gè)羥基的芳香族羧酸和含有至少兩個(gè)羥基的芳香族羧酸。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的無鉛焊錫膏，其中的熔劑還含有0.5-20質(zhì)量％的一種包含至少6個(gè)碳原子的脂肪族羥基羧酸。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或者2的無鉛焊錫膏，其中的Sn-Zn基無鉛焊錫粉是一種含7-11質(zhì)量％Zn的Sn-Zn合金。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或者2的無鉛焊錫膏，其中的Sn-Zn基無鉛焊錫粉是一種含7-11質(zhì)量％Zn的Sn-Zn合金，在所述的合金中還添加有一種或者多種選自Bi，In，Ag，Ni，Co，Mo，F(xiàn)e，P，Ge，和Ga的元素。
5.根據(jù)權(quán)利要求4的無鉛焊錫膏，其中的Sn-Zn基無鉛焊錫粉為一種Sn-8％Zn-3％Bi合金。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或者2的無鉛焊錫膏，其中的熔劑為松香基熔劑。
7.根據(jù)權(quán)利要求6的無鉛焊錫膏，其中的松香基熔劑還含有一種活化劑和一種觸變劑。
全文摘要
一種無鉛焊錫膏,該焊錫膏含有一種與熔劑混合的Sn－Zn基無鉛焊錫粉。該熔劑含有0.1－10.0質(zhì)量%的至少一種芳香族羥基羧酸,所述的芳香族羥基羧酸選自在間位含有一個(gè)羥基的芳香羧酸(例如3－羥基－2甲基苯甲酸)和含有至少兩個(gè)羥基的芳香羧酸(例如二羥基萘甲酸或者二羥基苯甲酸)。所述的熔劑還可以包含0.5－20質(zhì)量%的脂肪族羥基羧酸(例如羥基油酸)。
文檔編號B23K35/36GK1422723SQ0215452
公開日2003年6月11日 申請日期2002年12月6日 優(yōu)先權(quán)日2001年12月7日
發(fā)明者田口稔孫, 高浦邦仁, 平田昌彥, 吉田久彥, 長嵨貴志 申請人:千住金屬工業(yè)株式會社, 松下電器產(chǎn)業(yè)株式會社