药芯钎焊结构体的制作方法_3

文档序号:9094644阅读:来源:国知局
中空区内,以形成钎焊结构体形式,例如钎焊结构体的药芯焊丝或鞘。在药芯 钎焊结构体和涂有焊剂的钎焊结构体中,将待连接组件的表面加热并且使药芯钎焊结构体 与被加热的表面接触,使得焊剂材料熔化并流动并且预处理各部件的搭接表面。钎焊结构 体随后可以熔化并且流动以将各部分的搭接表面连接。
[0071] 申请人已经发现,这种具有较高分子量的弹性体如脂族聚碳酸酯和可能的在本文 中所描述的其他组合物以及某些增塑剂化合物(包括,但不限于,在本文中确定的那些增 塑剂)的焊剂材料14具备上述性能(a)至(g)中的一个或多个。增塑剂的加入增强了焊 剂材料14的柔韧性、粘合性、表面耐久性和韧性。
[0072] 针对本实用新型的目的,"高分子量"意指大于50, 000道尔顿的重量;优选在大约 150, 000至大约500, 000道尔顿之间的高分子量。这些聚碳酸酯的典型是聚(碳酸亚烷基 酯)、聚(碳酸亚丙酯)和聚(碳酸亚乙酯)。可以使用脂族聚碳酸酯(在适合的溶剂中) 本身与焊剂以制备焊剂材料14。备选地,脂族聚碳酸酯,优选聚(碳酸亚丙酯)或聚(碳酸 亚乙酯)或聚(碳酸亚烷基酯)可以与一种或多种增塑剂化合物和焊剂组合。最优选地, 弹性体是美国专利号6, 248, 860的聚(碳酸亚烷基酯)。适合的溶剂是DE Acetate,尽管 当然这绝对不是唯一可以采用的溶剂。在本文中描述了据信适用于本实用新型的另外的高 分子量弹性体、溶剂、和增塑剂。也可以适当地使用其他溶剂或增塑剂。
[0073] 尽管可以利用任何已知的焊剂粉末或糊状物制备焊剂材料14,优选的焊剂材料 14是通过配制非吸湿性焊剂或非腐蚀性焊剂而制备的,如Omni Technology Corporation 所拥有的美国专利号6, 395, 223中描述的(例如,氟硼酸钾焊剂配合物)。优选地,将焊剂 材料14研磨为大于或等于大约200目固体,优选200至350目固体之间的微细粒子分布。 之后将焊剂材料14与弹性体混合,并且更优选与弹性体和增塑剂混合。优选地,以与以下 其他成分预定的比率形成焊剂材料14 :
[0074] 非吸湿性焊剂 30-50重量% 适合的弹性体 10-30 适合的溶剂 30-50 mΜ% 适合的增塑剂 1-20重量%
[0075] 适合的弹性体包括,但不限于,聚(碳酸亚丙酯)、聚氨酯、聚(碳酸亚乙酯)、芳族 聚碳酸酯、聚(碳酸亚烷基酯)、纤维素、脂族碳酸酯、聚氯乙烯、胶乳化合物、硅酸盐、和聚 酯。适合的溶剂包括,但不限于,乙酸二醇醚酯、酯、醇、二醇、多元醇、醚、烷醇胺、亚乙基胺、 芳族溶剂、脂族石脑油、萜烯、水、酮、和N-甲基-2-吡咯烷酮。适合的增塑剂包括,但不限 于,柠檬酸酯、硫酸酯、磷酸酯、邻苯二甲酸酯、己二酸酯、癸二酸酯、多元醇、和蓖麻油。
[0076] 之后,在向钎焊结构体10的表面的涂层涂敷的制备中,将焊剂材料14混合至大约 60重量%固体的浓度。
[0077] 适用于具有用于绕线的适合柔韧性的坚固、耐久的硬涂层的焊剂材料14的备选 实施方案(例如,焊丝、管、线缆、条或片材)如下:
[0078] 1-3重量%的增塑剂(优选柠檬酸乙酰基三丁酯);
[0079] 18-22重量%的如之前讨论的脂族聚碳酸酯(优选聚(碳酸亚烷基酯));
[0080] 38-45重量%的溶剂(优选DE Acetate);以及
[0081] 28-35重量%的钎焊焊剂粉末(优选美国专利号6, 395, 223或6, 277, 210中描述 的焊剂)。
[0082] 在钎焊结构体10上提供稍高柔性的涂层的用于制造预制件的焊剂材料14是:
[0083] 3-5重量%的增塑剂(优选柠檬酸乙酰基三丁酯);
[0084] 25-30重量%的如之前讨论的脂族聚碳酸酯(优选如在美国专利号6, 248, 860中 的聚(碳酸亚烷基酯));
[0085] 32-40重量%的溶剂(优选DE Acetate);以及
[0086] 28-35重量%的钎焊焊剂粉末(优选美国专利号6, 395, 223或6, 277, 210中描述 的焊剂)。
[0087] 对于具有较硬(更耐久)的涂层的焊剂材料14来说,具有在"高分子量"范围的较 高端的分子量的脂族聚碳酸酯(优选聚(碳酸亚丙酯)或其他弹性体、并且最优选聚(碳 酸亚烷基酯))是优选的,最优选在大约150, 000道尔顿至大约500, 000道尔顿之间的范围 内,其将会与大于40°C的玻璃化转变温度一起使用。
[0088] 当前可用的大范围的钎焊结构体10和钎焊焊剂材料中的任何一种均可以用于本 实用新型的目的。然而,使用美国专利号6, 395, 223和6, 277, 210的非吸湿性、非腐蚀性焊 剂材料是优选的。
[0089] 在钎焊技术中已知的弹性体焊剂材料涂层目前必须经历固化后干燥、加热或烘烤 以将涂层硬化,并且因此这种涂层目前仅涂敷至钎焊棒。额外的干燥、烘烤或加热过程限制 了钎焊结构体10可以涂布至棒和较短长度,因为尽管仍具有粘性涂层,连续长度的产品在 固化后干燥或烘烤或加热过程期间不能容易地处理、堆叠和储存。
[0090] 相比之下,当涂敷至根据本文中教导的方法的钎焊结构体10时,本实用新型的焊 剂材料14不需要固化后空气干燥、加热或烘烤。取而代之的是,在形成根据在本文中所描 述的方法的钎焊结构体10的过程期间,涂层干燥至足够的硬度。
[0091] 应指出的是,在与焊剂材料一起使用的常规钎焊操作中,根据钎焊结构体10的组 成和熔点以及待连接组件的组成使用不同的焊剂材料。相同的因素决定了在钎焊结构体10 的制备中使用的焊剂材料。类似地,对于具体的钎焊应用来说,这些因素也决定了在本实用 新型中所使用的焊剂材料14和钎焊结构体10。
[0092] 本实用新型的实施方案包括应用于任何钎焊结构体10,并且优选银、铜、磷、锡、 锌、镍、镉、锰、及其合金的钎焊结构体10的焊剂材料14。此类金属和合金是在本领域内公 知的并且是可商购的(例如,此类合金目前由Wolverine Joining Technologies,LLC以商 标S1LVA.LOY?销售),涂布有如在美国专利号6, 277, 210和6, 395, 223中描述的含有硼 酸钾/氟硼酸钾焊剂的混合物(可商购的并且以可从Wolverine Joining Technologies, LLC获得的注册商标SILVAC0TE?销售)。
[0093] 随后可以将具有焊剂材料14的钎焊结构体10的圆柱形细长外壳形成为任何所需 的形状,如圆形、三角形、矩形、正方形、或椭圆形。之后可以将钎焊结构体10放置在用于钎 焊操作的搭接表面之间或与其相邻放置。之后将整个单一结构体和搭接表面加热至足以 熔化焊剂材料14和钎焊合金的适合的钎焊温度并且因此将搭接表面连接。之后将组件冷 却以使钎焊合金凝固,从而确保搭接表面之间的结合。
[0094] 图8示出了钎焊结构体10,左边是光滑的、适当钎焊的金属表面,接下来右边是具 有孔穴9的欠佳钎焊的金属表面。通过使用本实用新型的钎焊产品,避免了孔穴9并且制 造了适当钎焊的表面。例如,如在图12中所示的钎焊结构体10在合金熔化前释放焊剂,这 将接头预处理并且将孔穴最小化。
[0095] 如在图9-11中所示,钎焊结构体10具有金属合金填料片材12,所述金属合金片 12限定了在芯中的焊剂材料14周围延伸的外壳周界。金属合金填料片材12的内部成一定 角度的部分16埋入在焊剂材料14中。金属合金填料片材12的内部成一定角度的部分16 从芯中露出并且金属合金填料片材12在焊剂材料14周围延伸,并且金属合金填料片材12 的外部18在金属合金填料片材12的内部成一定角度的部分16从芯中露出的位置附近与 金属合金填料片材12连接,从而形成接缝20。
[0096] 在卷起的金属合金填料片材12的内部成一定角度的部分16和外部之间,存在间 隙22,在其中存在一部分焊剂材料14。此外,如在图9中看到的,内部成一定角度的部分16 三侧被焊剂材料14包围,这提供了间隙22。在图9中所示的实施方案包括内部成一定角度 的部分16,其在焊剂熔化时辅助钎焊结构体10打开并且允许间隙22稍微打开并且释放熔 化的焊剂材料14。
[0097] 在内部成一定角度的部分16中的本文中所公开的接缝构造由上述直线串联的圆 形焊丝拉拔模具形成。具体参照图10,包括重叠的接缝23的钎焊结构体10的横截面形状 防止焊剂材料14从重叠的接缝23出来,即使焊剂熔化。例如,图11示出了焊剂材料14熔 化并且仅从钎焊结构体10的末端15流出。
[0098] 本实用新型还允许接缝以及相关的间隙22处于钎焊结构体10的横截面的任
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