[发明专利]钎焊沉淀焊剂和沉淀钎焊的方法

说明书

本发明是涉及适于电子元件焊接的一种钎焊沉淀焊剂及使用它进行沉淀焊接的方法。

用于电子元件的表面安装技术业已得到广泛运用以利于制作轻、巧并且结构紧凑的电子装置。按照这种技术，在一块印刷电路板的焊接区涂上一种焊剂并将各个电子元件放置该处。带有电子元件的该印刷电路板放进一个软熔炉内熔化该焊剂，从而电子元件的那些导线即被钎焊到该印刷电路板的各焊点上。

采用这种技术的一种焊剂的配制乃是通过把一种焊接合金粉末散入诸如一种溶剂油、具有高沸点溶剂的助溶剂使之得到一个预定的粘度，从而得到这种焊剂。更具体地说，在铅-锡焊接合金的情况下，铅-锡合金粉末随助溶剂一起散入高沸点溶剂。

使用这种焊剂的一种方法可被用于导线间距约为0.65毫米的一种绕线模式。然而该方法不能被用于更小绕线模式是由于这种情况：即会形成桥接(例如，采用这种钎焊，焊点间导通)。这种方法不能适应电子线路更大规模集成密度的发展趋向。

此方法将详细说明如下文。

在使用通常的焊膏的场合下，须将焊膏涂在印刷电路板上安装电子元件的部分。但是，如果布线图象精密或如果元件组装部分(焊点)之间的距离小于0.65mm，就不能将焊膏涂在正确的位置上。结果，由于焊球的形成，可能会使相邻的焊点短路。

即便以完美的方法涂焊膏，也有可能使相邻的焊点短路。由于通常的焊膏中使用的各种焊接合金粉末的熔点相同，如果焊接合金粉末在炉中被加热到预定温度就会很快熔化。在这种情况下，熔化的焊接合金粉末加入到相邻的焊接合金粉末，形成一种焊剂块。由于焊球的形成，很可能使相邻的焊点被短路。

如上所述，通常的焊接合金不能保证精密准确地焊接，如果相邻两焊点间的距离小于0.65mm。

为了解决上述难题，提出一种有机焊剂，其中锡或者铅被结合进有顺丁烯二或反丁烯二加合物的松香(a maleic or fumaric adductof rnsin)，并随着加热，一个金属成分消除而析出焊剂(日本专利申请号61-72044)。然而，为了增加该金属成分，这样来配制这种有机焊剂：即变换松香进顺丁烯二式反丁烯二加合物，以引入一种羧酸，并且锡或铅引入该羧酸内。因此，这种合成的有机焊剂在有机溶剂中的溶解性是很差的。故此，控制该有机焊剂的粘度和在微型绕线模式中采用它是困难的。

本发明是在考虑了上述现有技术中的难题后做出的，其目的是提供一种新的钎焊用的沉淀焊剂，它适用于细微模式的钎焊或形成一种焊接凸起，以及使用这种钎焊沉淀焊剂的一种析出式的钎焊方法。

如由本发明申请人之一提出申请的日本专利申请62—120863中所叙述的那样，当诸如松香酸被溶解于一种适当的溶剂中(如：角鲨烯)，及较之构成该金属盐的金属具有更高电离能级的一种金属被浸没在该合成溶液中时，构成该金属盐的一种金属就能被沉淀析出于该浸入的金属表面之上。

本发明利用了由于上述的那种电离能级差使能沉淀析出一种金属的这一现象。更具体地说，具有构成该焊接合金的金属中最高电离能级的一种金属的粉末被混合于该剩余的一种或几种金属(例如较之该金属粉末具有较低电离能级的该焊接合金中的任何其他的金属)和一种羧酸间的一种盐内。还可以是，并非构成该焊接合金的一种金属粉末，被混合于构成该焊接合金的那些金属与一种羧酸间的一种盐内。这种合成的混合物被用于打算进行焊接的一块印刷线路板上的某一部分。该混合物被加热到一个预定温度(例如接近该焊剂熔点的某一温度)，该焊接合金即行析出，从而完成焊接。该钎焊沉淀析出的机制尚不大清楚，但或许可作如下的假设。一种羧酸的金属盐被分解产生自由的金属离子，而这些离子由于存在于其间的一个离子能级差被传送到那些金属粉末颗粒处，并因为一种置换反应，作为该金属颗粒表面上的一个金属，它们被析出。于此同时，这些沉淀析出的金属颗粒被熔化并被混合，并以一种焊接合金形式被析出。

按照本发明所提出的一种用于沉淀析出焊接合金以实现元件电连接的钎焊沉淀焊剂，它包括有：

一种在上述焊接合金中所包含的金属的粉末，该金属在构成焊接合金的金属中具有最高电离能级；和

一种在该焊接合金中所包含的其它金属的羧酸盐，一种溶剂和一种粘度稳定剂，其中，通过该粉末金属和羧酸盐中的金属离子之间的置换反应，沉淀析出焊接合金。

所述一种溶剂和一种粘度稳定剂，它们与所述粉末和盐混合在一起以配制成一种膏糊状，该溶剂包含丁基卡必酸醇和角鲨烯等，该粘度稳定剂包含蓖麻蜡，松香等。还可能包括一种选自纤维素、铝，硅胶，白碳粉的可防止凹下的催化剂。