[发明专利]连接至铝

说明书

一种包含一种或多种胺的助焊剂。

技术领域

本发明涉及改善的焊剂(solder flux)，尤其是用于焊接至铝的焊剂。本发明还涉及使用助焊剂(flux)和常规的焊料(solder)使铝表面能焊接的方法。

背景技术

通常，通过使用助焊剂推动焊接过程。对于成功的焊接接缝(solder joint)的一种障碍物是在接缝部位处的杂质，例如，尘垢、油或氧化物。可以通过机械清洁或通过化学方法除去杂质，但是熔融填料金属(焊料)所需要的升高温度促使工件(以及焊料)再氧化。随着焊接温度升高使这种影响加速并且可以完全防止焊料连接至工件。

对于部分工业参与者而言在很宽的工业和最终应用的范围内降低组装件的重量和成本，如包括使用在机动车、LED组装件和PV模块中的那些的电子电路和线束，存在强烈的期望。特别地，存在期望以除去目前在印刷电路板中使用的铜层并且用铝将其替代。进一步地，为了达到减轻重量和节省成本，用焊料涂覆铝替代典型的焊料涂覆铜带将是有利的。

然而，直接焊接至铝造成显著的技术挑战。特别地，极其难以破坏表面上的氧化层以产生直接连接至铝金属。铝是非常易于被氧化而生成非常顽强的氧化层，这在暴露至空气后趋向于立即重新组成。

通过沉积/电镀至铝上或通过生成导致能焊接表面的中间层可以完成焊接至铝。其他方法包括使用非常强的助焊剂(aggressive flux)以除去与高反应性的焊料如SnZnAl结合的氧化层。直接连接至铝还可以包括使用在高温下执行的钎焊合金。这种方法与电子组装件不相容。最近尝试了开发焊膏(solder paste)以直接焊接至铝，包括在很高的温度(>280℃)下的回流工艺，这再次是不能被电子组件和基板所容忍的。因此，对于能够简单地焊接至铝而不需要中间层或者强焊料(aggressive solder)并且可以用于与电子组装件相容的焊接过程的焊剂存在需要。

发明内容

本发明致力于解决与现有技术相关的至少一些问题或至少向其提供商业上可接受的替代解决方案。

本发明提供了包含一种或多种胺的助焊剂。

正如本文所定义的每个方面或实施方式，除非明确指出相反，否则可以与任何一个或多个其它方面或实施方式组合。具体而言，指出是优选的或有利的任何特征都可以与指出为优选的或有利的任何其它特征相组合。

在本文中使用的术语“助焊剂”包括用于在焊接之前从工件除去杂质，例如，尘垢、油或氧化物的物种。

在本文中使用的术语“铝工件”包括在它们的表面具有铝和/或铝合金的工件。

发明人已经出乎意料地发现本发明的助焊剂能够使得焊接至铝工件。

在使用中，将助焊剂与待焊接的铝工件的表面接触。在焊接之前可以将助焊剂与该表面接触，通常通过沉浸工件于助焊剂中。可替代地，可以将助焊剂与表面连同焊料接触。例如，可以将表面与包含助焊剂和焊料颗粒的膏接触。在这种情况下，在随后的加热步骤引起焊料颗粒形成焊接接缝之前，助焊剂将从工件的表面除去氧化铝。

在不被理论限制的情况下，应该考虑，一种或多种胺的存在可以用来溶解铝工件上的氧化铝。因此，随后的焊接步骤可以导致牢固的焊接接缝的形成。

与除去铝工件表面上的氧化铝一样，助焊剂还可以抑制随后的表面再氧化。在助焊剂与铝工件的表面接触之后的一段时间进行焊接步骤时，这可以是特别有利的。此外，这可以使得能够使用包含可以另外引起铝的再氧化或腐蚀的物种的焊膏。一种或多种胺还可以作为在助焊剂中的表面活性剂有利地起作用。

一种或多种胺可以有利地表现出高的热稳定性。因此，助焊剂可以与宽范围的焊料在高温下使用。