[发明专利]用于聚合物基板、印刷电路板及其他接合应用的低温焊接溶液在审
申请号: | 201980067543.6 | 申请日: | 2019-10-23 |
公开(公告)号: | CN112912204A | 公开(公告)日: | 2021-06-04 |
发明(设计)人: | 拉胡尔·劳特;尼尔马利亚库马尔·查基;巴瓦·辛格;R·潘德尔;苏利·萨卡尔 | 申请(专利权)人: | 阿尔法装配解决方案公司 |
主分类号: | B23K35/26 | 分类号: | B23K35/26;B23K35/36;B23K35/362;C22C13/00;C22C13/02;B23K35/02 |
代理公司: | 北京同立钧成知识产权代理有限公司 11205 | 代理人: | 杨贝贝;臧建明 |
地址: | 美国康涅狄格*** | 国省代码: | 暂无信息 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 用于 聚合物 印刷 电路板 其他 接合 应用 低温 焊接 溶液 | ||
一种焊料合金,该焊料合金包含:40重量%至65重量%的铋;1重量%至10重量%的铟;以下中的至少一种:0.1重量%至5重量%的镓、0.1重量%至5重量%的锌、0.1重量%至2重量%的铜、0.01重量%至0.1重量%的钴、0.1重量%至2重量%的银、0.005重量%至0.05重量%的钛和0.01重量%至1重量%的镍;任选地以下中的一种或多种:多至1重量%的钒、多至1重量%的稀土金属、多至1重量%的钕、多至1重量%的铬、多至1重量%的铁、多至1重量%的铝、多至1重量%的磷、多至1重量%的金、多至1重量%的碲、多至1重量%的硒、多至1重量%的钙、多至1重量%的钒、多至1重量%的钼、多至1重量%的铂、多至1重量%的镁、多至1重量%的硅和多至1重量%的锰;和余量锡以及任何不可避免的杂质。
本发明整体涉及冶金领域,并且更具体地涉及焊料合金和焊膏。焊料合金特别地但非排他性地适用于电子焊接应用,诸如波峰焊接、表面贴装技术、热风整平和球栅阵列、矩栅阵列、底部封端的封装、LED和芯片级封装。
波峰焊接(或流动焊接)是一种广泛使用的成批焊接电子组件的方法。其可用于例如通孔电路板,其中板在熔融焊料波上通过,该熔融焊料波轻拍板底部以润湿待接合的金属表面。另一种焊接技术涉及将焊膏印刷在印刷电路板上的焊盘上,随后将整个组件安置并传送通过回焊炉。在回流工艺期间,焊料熔融并润湿板上的焊接表面以及部件。另一种焊接工艺涉及将印刷线路板浸入熔融焊料中,以便用可焊接保护层涂覆铜端头。该工艺称为热风整平。球栅阵列接头或芯片级封装典型地利用焊料球在两个基板之间组装。这些接头的阵列用于将芯片安装在电路板上。
典型地,聚酰亚胺(PI)由于其在300℃以上的高温稳定性而成为印刷电路板(PCB)的基板选择。这使得能够使用在218℃下熔融的锡-银-铜(SAC)焊膏。这些基于PI的电路板典型地在240℃-260℃的峰值温度下焊接。与PI相比,聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)膜的成本显著较低。然而,由于热变形和热击穿,PET膜不能在这些高温下使用和焊接。因此,如果需要使用PET基膜作为基板,则需要较低温度的焊接温度。
为了便于处理和放置,在焊膏中典型地采用焊料合金。焊膏典型地包含有机膏载剂(助焊膏)和焊粉(合金)。助焊膏的作用是在给定的回流条件下提供膏剂的印刷性能和稳定性以及焊料颗粒的聚结。典型地,锡膏助焊剂包含以下组成部分:松香/树脂、溶剂包、活化剂包、添加剂、流变改性剂和缓蚀剂。常规的焊剂将不适用于低温焊料合金。这是因为通常用于焊膏中的大部分活化剂倾向于在较高温度下活化(即在焊料熔融之前)。在较低温度下实现所需活性的一种途径是选择极具侵蚀性的活化剂。然而,此类解决方案是不利的,因为高度侵蚀性活化剂通过与储存中的焊料合金反应而干扰膏剂的均质性。此外,任何保留在回流后残余物中的未反应活化剂可能不利地影响电性可靠性。
需要一种具有比常规焊料合金更低的熔点,但具有类似或更有利的机械和热特性的焊料合金。此外,需要一种能够在PET基板上焊接的焊料合金。此外,需要一种适合与此类焊料合金一起使用以形成焊膏的焊剂。
本发明旨在解决与现有技术相关联的至少一些问题或提供商业上可接受的替代方案。
因此,在第一方面,本发明提供了一种焊料合金,该焊料合金包含:
40重量%至65重量%的铋;
1重量%至10重量%的铟;
以下中的至少一种:
0.1重量%至5重量%的镓,
0.1重量%至5重量%的锌,
0.1重量%至2重量%的铜,
0.01重量%至0.1重量%的钴,
0.1重量%至2重量%的银,
0.005重量%至0.05重量%的钛,和
0.01重量%至1重量%的镍;
任选地以下中的一种或多种:
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