在基底上沉積固體物質的方法技術

本發明專利技術涉及在基底的表面上沉積固體物質的方法，其中固體物質溶于溶劑中形成第一溶液，再將第一溶液溶于液化氣體中以形成相對于液化氣體有充足溶劑濃度的第二溶液，將溶液噴在基底上，結果部分液化氣體快速蒸發成氣體，第二溶液的剩余部分接觸涂覆著基底，剩余的液化氣體和溶劑一起蒸發，固體物質作為沉積物留在基底上。該方法可用于電子工業，在焊接前用焊劑涂覆印刷線路板。（*該技術在2015年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及一種基底的表面上沉積一種細分散狀態固體物質的方法。更具體的是，本專利技術涉及這樣一個方法，該方法是將物質溶解形成溶液，再將其溶入液化氣體中，然后噴灑在基底上。溶劑和液化氣體蒸發掉后，物質就留在基底上成為沉積物。有許多不同的方法適用于將不同的固體沉積在種種基底上。例如，在焊接操作中，需要將焊劑沉積在要焊接于印刷線路板上的電氣元件導體上。在這種情況下，印刷線路板及導體可以稱為是焊劑的基底。焊劑沉積的操作就是先令焊劑發泡，然后將含有焊劑的懸浮液刷在導體及線路板的導體區域上。但是，上述的焊接劑沉積方法要用大量的焊劑。最近的操作方法是將焊劑溶于一溶劑中，然后用壓縮空氣將溶液噴在導體及線路板上。溶劑揮發后，留下了細分散沉積的焊劑。使用溶劑來沉積焊劑的問題是許多溶劑在環保上有害。因此，該
需要用環境安全的化合物來代替可能有害的溶劑。這類方案可在美國專利第5，106，659號中發現，該方法是用液體的或超臨界態的二氧化碳來稀釋油漆，然后將所得的混合物噴在待油漆的表面上。美國專利第5，106，659號的油漆噴霧法并非對所有的物質都適用。例如，對于焊劑沉積，焊劑不象油漆，它不會溶于二氧化碳中。試圖將焊劑和液態二氧化碳的混合物進行噴霧是不成功的，這是因為一部分液態二氧化碳在離開噴嘴進入大氣膨脹時有固體顆粒形成。固體的二氧化碳冰顆粒會起磨料的作用，會除去最初沉積的焊劑顆粒。另外，由于焊劑不象油漆顏料那樣是微細分散的，若是將焊劑固體與二氧化碳混合然后噴在基底表面上，焊劑固體不會均勻分散地沉積在上面。正如將作討論的是，本專利技術涉及將固體物質如焊劑沉積在基底上，產生一種在基底上可控制的細分散沉積物的方法。本專利技術提供了一種將固體物質轉換到基底表面上的方法。根據本方法，先將固體物質溶于溶劑中產生第一溶液。溶解前的固體物質不是象它沉積在基底上狀態那樣細分散。例如，溶解前的固體物質可能是一些大顆粒，而沉積狀態則是細粉狀。固體物質在基底上的沉積密度至少可以部分地由第一溶液中固體物質的濃度來調節。關于這點，可以使用完全飽和的溶液，使基底單位面積上固體物質沉積得最多，即得到最大的“沉積密度”。固體物質在液化氣體中是不溶的。而第一溶液則可以溶解在液化氣體中。另外，溶劑在液化氣體膨脹時有降低液化氣體凝固點的作用。將第一溶液溶解在液化氣體中，形成第二溶液，其中溶劑相對于液化氣體的濃度足夠大，從而基本上可以防止液化氣體快速蒸發成氣體，含有剩余液化氣體的第二溶液就包覆在基底表面。然后那剩余的液化氣體及溶劑蒸發掉，固體物質作為沉積物留在基底上。溶劑用量最好的辦法是，溶液中溶劑的濃度盡量小，但相對于液化氣體來說，溶劑仍有足夠的濃度以防止膨脹時液化氣體的凝固。這樣，使用的溶劑量可以最少，而基底上的沉積物可以是很微細分散的。本專利技術可在許多不同條件下實施。本專利技術一般來說，其大多數是在大氣壓力的條件下在基底上沉積的。但是應當明白，本專利技術也可用于在小于大氣壓力及大于大氣壓力的條件下，也可以在不含空氣的或惰性的氣氛下進行沉積。此外，雖然本專利技術是就焊劑沉積進行討論，但不難明白，其應用不限于焊劑沉積。第一步，將要沉積在基底上的固體首先與溶劑混合形成第一溶液。第一溶液中的固體物質濃度可以按所需的沉積密度來預定。隨著濃度的增加，可以沉積更多的固體。至于焊劑，其物質可以是有機酸，例如己二酸、水楊酸和枸櫞酸，但不限于此。適用的溶劑包括醇類和酮類，如甲醇和丙酮。例如，第一溶液由己二酸和甲醇構成，其濃度約為10%(重量)。該溶液在室溫是飽和溶液，中產生很大的沉積密度。在形成了第一溶液后，將它隨后溶解在液化氣體中，對于焊劑沉積來說，最好是溶于液化的二氧化碳中。根據本專利技術的用途以及所涉及的物質，也可以用其它液化氣體，如丙烷。在本專利技術中，沉積物質基本上不溶于液化氣體，但溶劑和該物質形成的溶液則能溶于液化氣體中，這里和權利要求書中所用的術語“溶解的”是指符合無機化學中的定義，即固體物質被分散有溶劑中。將物質起初溶解于其中的溶劑，可以降低液化氣體膨脹時液化氣體的凝固點，對于焊劑沉積的情況，將焊劑和溶劑形成的溶液溶解在液體二氧化碳中，然后將其置入約900磅/吋2壓力的氣體鋼瓶中。由于將其得到的是酸性溶液，這種第二溶液應保存在鎳制的或鍍鎳的鋼瓶中。為了實現沉積過程，按現有技術已知的辦法，由鋼瓶通過一低溫管線連接到一噴嘴，以便將二氧化碳氣體、沉積物質和第二溶液噴到基底上。對于焊劑沉積，可以采用典型的錐形噴嘴，應該注意，噴嘴的類型和其它參數一樣也會影響沉積密度。在通常的環境溫度下，高壓下的液體二氧化碳可以起將溶液噴在基底上的推進劑作用，壓力從貯存鋼瓶中的壓力變成環境大氣壓力，就使液體二氧化碳發生膨脹，若所要沉積的物質只是溶于二氧化碳中而不預先加溶劑，則當其噴在基底上時，二氧化碳將蒸發并也固化成一些小的干冰晶體，其效果是會從基底表面上除去已沉積的物質。而溶劑的加入通過降低液體二氧化碳的凝固點來克服這個毛病，它基本上可能防止液化氣體的凝固。在本專利技術所有的實施例方案中，溶劑相對于液化氣體的濃度必須足夠，以便防止液體在膨脹時的凝固。另外，溶劑的濃度還應盡量少，以控制使用對環境可能有害的溶劑。對于焊劑沉積，甲醇在液體二氧化碳中的濃度是占甲醇和二氧化碳溶液重量的15%。這樣，當溶劑、液體二氧化碳和焊劑或其它物質形成的第二溶液噴在基底上時，一部分液化氣體快速蒸發成蒸氣，但仍有會液化氣體的剩余溶液包覆在基底上。一旦物質被溶液包覆后，其中的溶劑(對于焊劑，是甲醇)和剩余的液體二氧化碳在室溫條件下蒸發，結果物質就作為沉積物留在基底上。但應當明白，這種蒸發過程可以藉外加的方式促進，視溶劑和液化氣體的種類及噴覆的條件而異。雖然本專利技術已結合一較佳實施方案作了描述，但該
的人員應當知道，在不背離本專利技術精神和范圍的條件下作出許多添加、變化及修改。權利要求1.一種將固體物質沉積在基底表面的方法，其步驟包括將固體物質溶于一溶劑中生成第一溶液，溶解前的固體物質沉積不象它在所述基底上沉積時那樣微細分散的，固體物質在所述基底上的沉積密度可藉第一溶液中固體物質的濃度進行至少部分的調節；固體物質不溶于液化氣體中，但第一溶液在所述的液化氣體中是可溶的，溶劑能降低所述液化氣體膨脹時液化氣體的凝固點；將所述的第一溶液溶于所述的液化氣體中形成第二溶液，其中溶劑相對于所述液化氣體的濃度足夠大，這樣可以基本上防止所述液化氣體膨脹時的凝固；將所述的第二溶液噴在所述的基底上，結果一部分液化氣體快速蒸發成氣體，而含有剩余所述液化氣體的所述第二溶液接觸包覆著所述的基底；待所述溶劑剩余的所述液化氣體蒸發后所述的固體物質就作為沉積物留在基底上。2.根據權利要求1所述的方法，其中所述的第一溶液是飽和溶液。3.根據權利要求1所述的方法，其中所述的溶劑濃度是能基本上防止所述液化氣體在膨脹時凝固所需的最小濃度。4.根據權利要求1所述的方法，其中所述的液化氣體包括液體二氧化碳。5.根據權利要求1所述的方法，其中所述的固體物質是從己二酸、水楊酸或枸櫞酸這些有機酸形成的焊劑。6.根據權利要求5所述的方法，其中所述的溶劑包括如甲醇或丙酮這些有機溶劑。7.根據權利要求6所述的方法，其中所述的第一溶液中固體物質濃度是在甲醇中約10%(重量)的已二酸。8本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種將固體物質沉積在基底表面的方法，其步驟包括：將固體物質溶于一溶劑中生成第一溶液，溶解前的固體物質沉積不象它在所述基底上沉積時那樣微細分散的，固體物質在所述基底上的沉積密度可藉第一溶液中固體物質的濃度進行至少部分的調節；固體物質不 溶于液化氣體中，但第一溶液在所述的液化氣體中是可溶的，溶劑能降低所述液化氣體膨脹時液化氣體的凝固點；將所述的第一溶液溶于所述的液化氣體中形成第二溶液，其中溶劑相對于所述液化氣體的濃度足夠大，這樣可以基本上防止所述液化氣體膨脹時的凝固； 將所述的第二溶液噴在所述的基底上，結果一部分液化氣體快速蒸發成氣體，而含有剩余所述液化氣體的所述第二溶液接觸包覆著所述的基底；待所述溶劑剩余的所述液化氣體蒸發后所述的固體物質就作為沉積物留在基底上。

【技術特征摘要】
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【專利技術屬性】
技術研發人員：E張，SC黃，P斯特拉頓，
申請(專利權)人：波克股份有限公司，
類型：發明
國別省市：US[美國]