專利名稱：焊媒添加劑的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種焊媒(soldering flux vehicle)，其含有一種用來增強精細間距的雕版印刷的添加劑，并涉及用在電子工業中的焊錫膏，其用所述焊媒制備。
背景技術：
在電子工業中有向自動化制造印刷電路板(PCBs)的趨向和向具有越來越精細間距的電子裝置小型化的趨向。焊錫膏通常通過不銹鋼的或經電鑄的模板而印刷到基材上。用于PCB制造的工業標準模板的厚度通常為0.125mm或0.150mm，并需要含有直徑為25-45微米的焊劑粉末顆粒的焊錫膏以在0.5mm的間距印刷0.25mm直徑的孔穴。
焊錫膏從不銹鋼的或經電鑄的模板釋放，并且隨后的在PCB上印刷的墊片的確定受焊錫膏，特別是焊媒的化學性質的影響。焊錫膏必需有一定的“粘著性”，以使得元件可被準確地放置在經印刷的焊錫膏墊片的位置處而沒有損失。然而，將元件保持在所述位置處的焊錫膏的粘著度常常阻止了焊錫膏通過模板在基材上的良好印刷，也就是說，可能阻止焊錫膏在印刷上的良好的孔穴釋放。
因此，有改進焊媒和焊錫膏制劑的需求，經改進的焊媒和焊錫膏制劑可以在印刷過程中改善從模板的釋放，同時保持焊錫膏內在的粘著度從而阻止在元件裝配到PCB的位置上的過程中元件的損失。
發明內容
因此，本發明提供一種焊錫膏制劑，其含有焊錫膏粉末和非水性的焊媒，其特征在于所述焊媒含有至少一種潤滑添加劑，該添加劑是支鏈的脂肪醇或脂肪酸或它們的酯，所述支鏈的脂肪醇或脂肪酸含有總數為8-50個碳原子，其中在較短的烷鏈上有至少4個碳原子。
用在本發明的特別優選的潤滑添加劑是含有支鏈的脂肪醇或脂肪酸或它們的酯的那些潤滑添加劑，其中支化點是在第二個碳原子處。這些化合物通常被稱為格爾伯特醇或格爾伯特酸。
用在本發明中的格爾伯特醇和格爾伯特酸的具體例子是2-丁基-1-辛醇、2-丁基-1-癸醇、2-己基-1-辛醇、2-己基-1-癸醇、2-己基-1-十二烷醇、2-辛基-1-十二烷醇、2-癸基-1-十四烷醇、2-丁基辛酸、2-丁基癸酸、2-己基癸酸、2-己基十二烷酸、2-辛基十二烷酸、2-癸基十四烷酸或2-十六烷基二十烷酸。
所述潤滑添加劑可以是上述脂肪醇與脂肪酸、二元酸或三元酸的酯。其例子是硬脂酸酯、油酸酯、棕櫚酸酯、異硬脂酸酯、己二酸酯、苯三酸酯、硫代二丙酸酯或季戊四醇酯。
本發明的焊錫膏組合物一般含有75-95重量％的焊劑粉末，優選為85-90重量％的焊劑粉末。所述焊劑粉末通常具有10-80微米的平均顆粒大小，優選為25-45微米。
焊錫膏由合適的合金成分形成，例如SnPb(如Sn37Pb63)、SnPbBi、SnBi、SnPbAg、SnAgCu、SnAgCuBi、SnZnBi。
在本發明的焊錫膏組合物中使用的焊媒通常含有至少一種極性有機溶劑，例如包括乙二醇、二甘醇、丙二醇、山梨醇、季戊四醇的多元醇和它們的衍生物，丁基二甘醇二甲醚、衣康酸二丁基酯、二(丙二醇)丁基醚、2-乙基己基二甘醇、γ-丁內酯、己基卡必醇、N-甲基吡咯烷酮、N-乙基吡咯烷酮、萜品醇或四甘醇二甲醚。特別優選三(丙二醇)丁基醚。
如果需要，所述焊媒通常還含有一種或多種增稠劑，其能夠改變焊媒的流變特性。合適的增稠劑包括聚丙烯酸、加氫的蓖麻油和它們的衍生物、聚酰胺或樹脂，其含量最高為30重量％。
這可能也是必要的，即加入其他的組分到焊媒中以提供例如用于焊劑回流的助熔活性。可以使用本領域專業人員已知的典型的助熔添加劑。在焊錫膏組合物中可含有最高7重量％的活性劑。其他的添加劑可包括小于5重量％水平的粘合劑和/或抗氧化劑和/或表面活性劑。
本發明的焊錫膏含有0-1-2重量％的潤滑添加劑。
本發明的焊錫膏在印刷過程中具有改善的從模板釋放的優點，并因此適用于精細間距的雕板印刷。
下列非限制的實施例舉例說明了本發明。
具體實施例方式
實施例1-10用表1中給出的下列組分制成一些助熔劑凝膠，然后其與焊劑粉末(25-45微米直徑的Sn62Pb36Ag2)混合而制得含10％助熔劑凝膠和90％焊劑粉末的焊錫膏。
表1
表的腳注松脂(KE604) Arakawa酸改性的加氫的松脂TPNB DOW三(丙二醇)丁基醚Thixatrol+Rheox 流變添加劑Isocarb 24Condea 2-癸基十四烷酸Isocarb36 Condea 2-十六烷基二十烷酸Isocarb酯1605 Condea 2-己基癸酸-季戊四醇酯
Isofol 24 Condea2-癸基十四烷醇用0.125mm厚的電鑄模板和在MPM AP27印刷機上通過一系列的250微米的孔穴印刷每種焊錫膏。
用視覺檢驗第一、第五和第十種印刷并用視覺標準比較。此外第一印刷的外觀在90和45度下用SPIDA(焊錫膏檢驗數據分析儀)記錄。
用來判斷評價印刷清晰度的視覺標準用
圖1描述。根據圖1，T表示模板厚度，A表示孔穴直徑，D表示所述焊錫膏的直徑，H表示所述焊錫膏的高度。給出了下列的評價體系。
結果視覺檢驗的結果列于下表2
從表2給出的結果可以看出，與用不含潤滑添加劑的助熔劑凝膠制得的焊錫膏相比，用含有潤滑添加劑的助熔劑凝膠制得的焊錫膏具有改善了的印刷清晰度。
權利要求
1.一種焊錫膏制劑，其含有焊錫膏粉末和非水性的焊媒，其特征在于，所述焊媒含有至少一種潤滑添加劑，該潤滑添加劑是支鏈的脂肪醇或脂肪酸或它們的酯，所述支鏈的脂肪醇或脂肪酸含有總數為8-50個碳原子，其中在較短的烷鏈中有至少4個碳原子。
2.根據權利要求1所述的焊錫膏制劑，其中所述添加劑是支鏈的脂肪醇或脂肪酸，其中的支化點在第二個碳原子處。
3.根據權利要求1或2所述的焊錫膏制劑，其中所述添加劑是2-丁基-1-辛醇、2-丁基-1-癸醇、2-己基-1-辛醇、2-己基-1-癸醇、2-己基-1-十二烷醇、2-辛基-1-十二烷醇、2-癸基-1-十四烷醇、2-丁基辛酸、2-丁基癸酸、2-己基癸酸、2-己基十二烷酸、2-辛基十二烷酸、2-癸基十四烷酸或2-十六烷基二十烷酸。
4.根據權利要求1或2所述的焊錫膏制劑，其中所述添加劑是所述的脂肪醇與脂肪酸、二元酸或三元酸的酯。
5.根據權利要求4所述的焊錫膏制劑，其中所述酯是硬脂酸酯、油酸酯、棕櫚酸酯、異硬脂酸酯、己二酸酯、苯三酸酯、硫代二丙酸酯或季戊四醇酯。
6.根據上述權利要求之一所述的焊錫膏制劑，其含有75-95重量％焊劑粉末。
7.根據權利要求6所述的焊錫膏制劑，其中焊劑粉末是SnPb、SnPbBi、SnBi、SnPbAg、SnAgCu、SnAgCuBi或SnZnBi的合金成分。
8.根據上述權利要求之一所述的焊錫膏制劑，其中所述焊劑粉末具有10-80微米的平均顆粒尺寸。
9.根據權利要求8所述的焊錫膏制劑，其中所述焊劑粉末具有25-45微米的平均顆粒尺寸。
10.根據上述權利要求之一所述的焊錫膏制劑，其含有0.1-2重量％的潤滑添加劑。
全文摘要
本發明提供一種焊錫膏制劑，其含有焊錫膏粉末和非水性的焊媒，其特征在于，所述焊媒中含有至少一種潤滑添加劑，該添加劑是支鏈的脂肪醇或脂肪酸或它們的酯。本發明的焊錫膏在印刷過程中具有改善的從模板釋放的優點，并因此適用于精細間距的雕板印刷。
文檔編號B23K35/22GK1514759SQ02811466
公開日2004年7月21日 申請日期2002年5月2日 優先權日2001年6月7日
發明者黛博拉·馬倫, 安德魯·大衛·普里斯, 萊拉·約瑟芬·塞凱拉, 羅伯特·德里克·威廉斯, 大衛 普里斯, 德里克 威廉斯, 約瑟芬 塞凱拉, 黛博拉 馬倫 申請人:阿爾法富萊公司