专利名称：焊媒添加剂的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种焊媒(soldering flux vehicle)，其含有一种用来增强精细间距的雕版印刷的添加剂，并涉及用在电子工业中的焊锡膏，其用所述焊媒制备。
背景技术：
在电子工业中有向自动化制造印刷电路板(PCBs)的趋向和向具有越来越精细间距的电子装置小型化的趋向。焊锡膏通常通过不锈钢的或经电铸的模板而印刷到基材上。用于PCB制造的工业标准模板的厚度通常为0.125mm或0.150mm，并需要含有直径为25-45微米的焊剂粉末颗粒的焊锡膏以在0.5mm的间距印刷0.25mm直径的孔穴。
焊锡膏从不锈钢的或经电铸的模板释放，并且随后的在PCB上印刷的垫片的确定受焊锡膏，特别是焊媒的化学性质的影响。焊锡膏必需有一定的“粘着性”，以使得元件可被准确地放置在经印刷的焊锡膏垫片的位置处而没有损失。然而，将元件保持在所述位置处的焊锡膏的粘着度常常阻止了焊锡膏通过模板在基材上的良好印刷，也就是说，可能阻止焊锡膏在印刷上的良好的孔穴释放。
因此，有改进焊媒和焊锡膏制剂的需求，经改进的焊媒和焊锡膏制剂可以在印刷过程中改善从模板的释放，同时保持焊锡膏内在的粘着度从而阻止在元件装配到PCB的位置上的过程中元件的损失。
发明内容
因此，本发明提供一种焊锡膏制剂，其含有焊锡膏粉末和非水性的焊媒，其特征在于所述焊媒含有至少一种润滑添加剂，该添加剂是支链的脂肪醇或脂肪酸或它们的酯，所述支链的脂肪醇或脂肪酸含有总数为8-50个碳原子，其中在较短的烷链上有至少4个碳原子。
用在本发明的特别优选的润滑添加剂是含有支链的脂肪醇或脂肪酸或它们的酯的那些润滑添加剂，其中支化点是在第二个碳原子处。这些化合物通常被称为格尔伯特醇或格尔伯特酸。
用在本发明中的格尔伯特醇和格尔伯特酸的具体例子是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。
所述润滑添加剂可以是上述脂肪醇与脂肪酸、二元酸或三元酸的酯。其例子是硬脂酸酯、油酸酯、棕榈酸酯、异硬脂酸酯、己二酸酯、苯三酸酯、硫代二丙酸酯或季戊四醇酯。
本发明的焊锡膏组合物一般含有75-95重量％的焊剂粉末，优选为85-90重量％的焊剂粉末。所述焊剂粉末通常具有10-80微米的平均颗粒大小，优选为25-45微米。
焊锡膏由合适的合金成分形成，例如SnPb(如Sn37Pb63)、SnPbBi、SnBi、SnPbAg、SnAgCu、SnAgCuBi、SnZnBi。
在本发明的焊锡膏组合物中使用的焊媒通常含有至少一种极性有机溶剂，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们的衍生物，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-丁内酯、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。特别优选三(丙二醇)丁基醚。
如果需要，所述焊媒通常还含有一种或多种增稠剂，其能够改变焊媒的流变特性。合适的增稠剂包括聚丙烯酸、加氢的蓖麻油和它们的衍生物、聚酰胺或树脂，其含量最高为30重量％。
这可能也是必要的，即加入其他的组分到焊媒中以提供例如用于焊剂回流的助熔活性。可以使用本领域专业人员已知的典型的助熔添加剂。在焊锡膏组合物中可含有最高7重量％的活性剂。其他的添加剂可包括小于5重量％水平的粘合剂和/或抗氧化剂和/或表面活性剂。
本发明的焊锡膏含有0-1-2重量％的润滑添加剂。
本发明的焊锡膏在印刷过程中具有改善的从模板释放的优点，并因此适用于精细间距的雕板印刷。
下列非限制的实施例举例说明了本发明。
具体实施例方式
实施例1-10用表1中给出的下列组分制成一些助熔剂凝胶，然后其与焊剂粉末(25-45微米直径的Sn62Pb36Ag2)混合而制得含10％助熔剂凝胶和90％焊剂粉末的焊锡膏。
表1
表的脚注松脂(KE604) Arakawa酸改性的加氢的松脂TPNB DOW三(丙二醇)丁基醚Thixatrol+Rheox 流变添加剂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厚的电铸模板和在MPM AP27印刷机上通过一系列的250微米的孔穴印刷每种焊锡膏。
用视觉检验第一、第五和第十种印刷并用视觉标准比较。此外第一印刷的外观在90和45度下用SPIDA(焊锡膏检验数据分析仪)记录。
用来判断评价印刷清晰度的视觉标准用
图1描述。根据图1，T表示模板厚度，A表示孔穴直径，D表示所述焊锡膏的直径，H表示所述焊锡膏的高度。给出了下列的评价体系。
结果视觉检验的结果列于下表2
从表2给出的结果可以看出，与用不含润滑添加剂的助熔剂凝胶制得的焊锡膏相比，用含有润滑添加剂的助熔剂凝胶制得的焊锡膏具有改善了的印刷清晰度。
权利要求
1.一种焊锡膏制剂，其含有焊锡膏粉末和非水性的焊媒，其特征在于，所述焊媒含有至少一种润滑添加剂，该润滑添加剂是支链的脂肪醇或脂肪酸或它们的酯，所述支链的脂肪醇或脂肪酸含有总数为8-50个碳原子，其中在较短的烷链中有至少4个碳原子。
2.根据权利要求1所述的焊锡膏制剂，其中所述添加剂是支链的脂肪醇或脂肪酸，其中的支化点在第二个碳原子处。
3.根据权利要求1或2所述的焊锡膏制剂，其中所述添加剂是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.根据权利要求1或2所述的焊锡膏制剂，其中所述添加剂是所述的脂肪醇与脂肪酸、二元酸或三元酸的酯。
5.根据权利要求4所述的焊锡膏制剂，其中所述酯是硬脂酸酯、油酸酯、棕榈酸酯、异硬脂酸酯、己二酸酯、苯三酸酯、硫代二丙酸酯或季戊四醇酯。
6.根据上述权利要求之一所述的焊锡膏制剂，其含有75-95重量％焊剂粉末。
7.根据权利要求6所述的焊锡膏制剂，其中焊剂粉末是SnPb、SnPbBi、SnBi、SnPbAg、SnAgCu、SnAgCuBi或SnZnBi的合金成分。
8.根据上述权利要求之一所述的焊锡膏制剂，其中所述焊剂粉末具有10-80微米的平均颗粒尺寸。
9.根据权利要求8所述的焊锡膏制剂，其中所述焊剂粉末具有25-45微米的平均颗粒尺寸。
10.根据上述权利要求之一所述的焊锡膏制剂，其含有0.1-2重量％的润滑添加剂。
全文摘要
本发明提供一种焊锡膏制剂，其含有焊锡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种润滑添加剂，该添加剂是支链的脂肪醇或脂肪酸或它们的酯。本发明的焊锡膏在印刷过程中具有改善的从模板释放的优点，并因此适用于精细间距的雕板印刷。
文档编号B23K35/22GK1514759SQ02811466
公开日2004年7月21日 申请日期2002年5月2日 优先权日2001年6月7日
发明者黛博拉·马伦, 安德鲁·大卫·普里斯, 莱拉·约瑟芬·塞凯拉, 罗伯特·德里克·威廉斯, 大卫 普里斯, 德里克 威廉斯, 约瑟芬 塞凯拉, 黛博拉 马伦 申请人:阿尔法富莱公司