釬焊或錫焊前金屬表面的干式焊劑處理方法和所用設備技術

本發明專利技術涉及用合金焊接或錫焊前金屬表面的干式焊劑處理方法。按此方法、在接近大氣壓的壓力下，用包含活化的或不穩定的物質和基本上無電荷的物質的氣態處理氣氛，處理特焊劑處理的表面，處理氣氛是由主要混合氣體（８）和選用的相鄰混合氣體（９、１０）獲得的，主要混合氣體在形成活化的或不穩定的氣體物質用的至少一個裝置（１１、４、１２）的出氣口獲得，在該裝置中，包含惰性氣體和／或還原氣體和／或氧化氣體的初始混合氣體（７）被轉換，相鄰氣體不通過該裝置。（*該技術在2014年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及電子工業中通常包括的焊接或錫焊操作前的金屬表面焊劑的處理，特別涉及下列操作前包括的焊劑處理-電子元件焊接到電路上(包括插入元件和表面組裝的元件兩種情況);-連接帶焊接到電子支撐件上，使其有可能將該支撐件連接到其它支撐件上(這里所述的，可能是例如混合電路，或用這些連接帶插入印刷電路的印刷電路，或其它可以用其連接邊緣插入連接件的混合電路或印刷電路);-電路焊接到外殼底板上(這些電路的封裝過程中所包括的焊接);-封裝過程中的焊接;-裸露芯片焊接到如印刷電路，混合電路，或其它如稱之為MCM(多芯片組件)基片的多層互連基片上;-電子元件引線的錫焊。焊劑的作用是清潔待焊接或錫焊的金屬表面(去油，除去氧化物、凈化吸附層等)，以便使這些表面隨后易于被焊料浸潤。該焊劑處理通常是采用在樹脂基料中加入特定的酸性化合物制成的化學焊劑進行的口焊接后，工件上殘留有剩余焊劑。通常要求制造者進行清潔處理，最常用的清潔劑是氯化溶劑，該溶劑清潔處理表明在裸片清潔處理中存在很大問題，因為裸片易碎，而且更嚴重的問題是，在“蒙特利爾條約”的條款中嚴格規定，甚至在某些國家完全禁止，使用這類氯化溶劑。焊接操作用的兩種最通用的方法是稱之為“波峰焊”和“回流焊”。在第一種情況下(波峰焊機)，波峰焊機應設計成待焊接或錫焊的工件應進入與一個或多個液體焊料波接觸，而焊料波是通過噴嘴在容器中產生焊料浴循環來獲得的。工件(例如，已將元件搭接在其上的電路或待錫焊的元件)通常在焊機的前端區中用預焊劑噴霧或焊泡泡沫進行焊劑預處理，焊劑處理之后進行預熱處理，使預先淀積在電路上的焊劑活化，并使電路或元件到達焊區之前預熱。有一個傳輸系統將工件從焊機的一個區送至另一個區。這些焊機通常是曝露于環境氣氛的。在第二種方法中(回流焊)，它是使用多項技術完成的，其中不再使用液體焊料浴，而是使用含有焊料合金的焊膏(焊膏組分中包括焊劑)，焊膏附著在支撐件上(裝上元件之前的電路，待封裝的包封殼的邊緣，或包封殼底)，并給它加一定的熱量，使它可以熔化金屬合金。通常在連續爐內進行該熱傳輸。在這兩種情況(波峰焊或回流焊)下，都存在上述的焊接之后的清潔處理問題，通常使用的氯化溶劑是蒙特利爾條約及其隨后的修定文本中嚴格限制的。因而，該問題促使全世界范圍內在過去幾年里進行了大量研究工作，企圖找出代替這些化合物的溶劑。在關注的各種溶劑中，認為在焊接之前可以用等離子清潔，從而避免使用化學焊劑，因而避免隨后的清潔處理的實際需要。在所使用的混合物中特別關注氫。在這領域，作過說明的文獻有EP-A-0427020，它提出用處理氣體的等離子處理待焊的組件，建議用低壓進行該處理，“以避免對組件造成熱損壞”。提供的全部實例，結合所提供的附圖，表明壓力條件的變化范圍是30-100Pa。在有關的文獻EP-A-0371693中做了同樣的說明，該文獻涉及了用含氫的微波等離子在焊接前清潔金屬表面的方法。這里再次建議(并通過實例說明)，用低壓“以便有可能限制等離子中的剩余氧量”。盡管存在獲得這種壓力在費用上的缺陷，或其他關于生產線中的基礎設施中存在的困難，但人們一致的意見還是建議用低壓條件進行這種等離子清潔處理，這毫無疑問地要涉及技術和工藝上的困難，即在大氣壓下獲得性能可與低壓下按傳統方法獲得的比擬的等離子的困難。本文中，引入屬于申請人公司的，文獻FR-A2697456中的內容，作為參考。最近提出的焊接前用等離子焊劑處理金屬表面的方法，為了在大氣壓下產生等離子，使用微波源或電暈放電，這是通過設置在待處理工件上的電介質層中的適當位置的狹縫傳輸的，微波源或其他電暈放電。盡管該申請提供了一種解決該問題的有益的方法。申請人公司建議所提出的方法可以改善。特別對下述各方面改進-它的效率(產生等離子的輸入功率與同待處理支撐件之間的實際反應的生成物質密度之比)，或其他所獲得的功率密度(輝光放電情況下，每單位電介質表面積只達到幾瓦)，假若增大功率密度則可縮短處理時間，-并有“幾何”因素限制輝光放電中，電極與樣品之間的距離要求很嚴格，而且，必須保持在很小，它可能在基片表面結構是相對盤旋的情況下出問題，微波放電情況下，會形成等離子產生的亮斑，亮斑的大小由等離子源限定。-而且，本文獻中包括的，所產生的等離子，由于清晰度、離子物質和電子(和帶電荷物質)，使其它難于用在電子元件上。同樣，申請人公司最近提出的，文獻FR-A-2692730中的內容已包括在這里作為參考，產生活化的或不穩定的氣體分子的設備主要在大氣壓力力下操作，并提供改善的能量密度。本文中的專利技術目的是，提出一種焊接或錫焊前金屬表面干式焊劑處理的改進方法，并使其可能-基本上在大氣壓下操作;-待處理工件與實施該處理用的設備之間的距離有很大的伸縮性;-避免工件與帶電荷物質接觸;-提供改善的功率密度，使其有可能獲得高的處理速度。為實現該目的，根據本專利技術，用合金焊接或錫焊前的金屬表面的干式焊劑處理方法，其特征是，在接近大氣壓的壓力下，用含活化的或不穩定的物質，和基本上不帶電荷物質的氣態處理氣氛，處理待焊劑處理表面。根據本專利技術，術語“金屬表面”是指那些可以焊接或錫焊的任何類型的金屬表面，例如，無論是鋼、銅、鋁、錫、鋁、錫/鉛、錫/鉛/銀，或其它合金，例如柯伐合金，當然，這里所列的材料只是一些代表，但并不受此限制。根據本專利技術的焊接或錫焊“合金”可以由任何組分構成，它們可以是這些操作(例如回流焊或在波峰焊機中，或其它波錫焊中)中適用的組分，例如錫-鉛、錫-鉛-銀、鉛-錮等。根據本專利技術，“接近大氣壓的壓力”是指壓力范圍最好是。根據本專利技術，術語“帶電荷物質”是指離子或電子。根據本專利技術的處理氣氛與傳統的等離子氣氛不同，傳統的氣氛基本上是不帶電荷的物質，也就是說它不是離子或電子。處理氣氛最好是由主要混合氣體及選用的相鄰混合氣體獲得，主要混合氣體是在至少一個形成活化的或不穩定氣態物質的裝置的氣體出口處獲得的，在該裝置中轉換包括惰性氣體和/或還原氣體和/或氧化氣體的初始混合氣體，相鄰混合氣體來通過設備。該結構可以稱為“后放電”，因為，包括活化的或不穩定的氣態物質的處理氣氛的主要初組分，是在裝置的出口處獲得的，這就保證在該主要初組分中基本上沒有任何帶電荷物質。未通過該裝置的處理氣氛的相鄰組分更不必說，它沒有這些物質。而且，這種結構，使其有可能將氣氛的主要組分的產生位置與它的使用位置明顯地分開，對裝置的污染而言，有明顯的好處(防止表面焊劑處理中產生的各種排放物，對那些在設備中未處理的工件造成最后的污染，例如在電極之間放電)，可從上述的“距離”的較好伸縮性中獲益。惰性氣體可以是，例如氮、氬、氦、或這些惰性氣體混合物。還原氣體可以是，例如氫，CH4或其它氨，或這些還原氣體的混合物。氧化氣體可以是，就它的成分而言，例如氧、或CO2、或其他N2O、H2O、或這些氧化氣體的混合物。當然，所列的各種氣體僅僅是代表，并不受此限制。根據本專利技術的裝置，是這樣構成的它可“活化”初始混合氣體，以便在所述裝置的出氣口，獲取包括不穩定的或活化的物質的另一種混合氣體，而后一種混合氣體基本上是不帶電荷的物質。這種活化，例如可以用放電、用輝光放電獲得。正如本領域的普通技術人員將要清楚地看到的，根據本專利技術的焊劑處理方法使其有可能用本文檔來自技高網...

【技術保護點】
在用合金焊接或錫焊前，對金屬表面的干式焊劑處理方法，其特征是：ａ）使包含惰性氣體和／或還原氣體和／或氧化氣體的初始混合氣體（７）通過產生活化的或不穩定的氣體物質用的至少一個裝置（１１、４、１２），在該裝置出氣口獲得主要混合氣體（８）； ｂ）對待焊劑處理的表面，在接近大氣壓的壓力下，利用由所述主要混合氣體獲得的、包含活化的或不穩定的物質和基本上無電荷的物質的氣態處理氣氛進行處理。

【技術特征摘要】
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【專利技術屬性】
技術研發人員：T辛茲勒，S拉比，
申請(專利權)人：喬治克勞德方法的研究開發空氣股份有限公司，
類型：發明
國別省市：FR[法國]