Флюс для низкотемпературной пайки

Флюс для низкотемпературной пайки

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СОЮЗ СОВЕТСНИХ .WUNVNNN

РЕСПУБЛИК (ИВ (11) Мв В 23 К 35/36

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ- И ОЧНРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕ1

Н АВТОРСЬЮМУ СНИДЕТЕЛЬСТВЪ (21) 3383623/25-27 (22) 15е01.82 (46) 15.05.83. Вюл. 11 18 (72) Г.Р,Гольцман, В.П.Педан, П.П.Педан, В,Ф.Волошин, А.К .Йейнкман, Л,А.Иазалевская, Е.B.Êóðíàêîâ, В.П.Абреимов и В.Ф.Гусев (71) Днепропетровский ордена Трудоsoro Красного Знамени химико-техно- логический институт им. Ф.Э.Дзержинского (53). 621. 796, 048(088.8) (56) 1, Авторское свидетельство СССРИ 449794, кл, В 23 K 35/362.

2, Авторское свидетельство СССР

И 700310, кл. В 23 K 35/362, 1978 (прототип), (54)(57) 1, ФЛЮС ДЛЯ НИЗКОТЕИПЕРАТУРНОЙ ПАИКИ, содержащий многоатомный .и этиловый спирты, натриевую соль сульфокислоты и активную составляющую, отличающийся тем, что, с целью повышения качества na- яного соединения, в качестве активной составляющей Флюс содержит смесь кислот адипиновой, глутаровой и янтарной с неоргайи4ескими примесями при следующем соотношении компонентов, вес.3:

Иногоатомный спирт 5-30

Натриевая соль сульФокйслоты 0,5-1,0

Смесь адипиновой, глутаровой и янтарной кислот с неорганическими примесями 3,0-10,0

Этиловый спирт Остальное а

2, флюс по п. 1, о т л и ч а,.ю шийся тем, что активная сос" тавляющая содержит, вес.Ф:

Адипиновую кислоту 37-41

Глутаровую кислоту 35"43

Янтарную кислоту 16" 20

Неорганические примеси 4-6

1017460

30

40

Изобретение относится к пайке, в частности к флюсам для пайки лег" коплавкими припоями, применяемым преимущественно при пайке узлов радиоэлектронной аппаратуры, например при пайке термочувствительных элементов, требующих минимального времени пайки, Флюсы используют для растворения и удаления окислов и загрязнений с поверхностей спаиваемых металлов °

Флюсы должны переходить в жидкоплавкое состояние при температурах, меньших, чем температура плавления припоя, и перед началом процесса пай ки иэделий они. находятся в этом состоянии, Время, необходимое для этого, должно быть минимальным, а активность флюса - максимальной, Все вышеперечисленные условия делают. процесс пайки высокоэффективным.

Известно большое количество флюсов для пайки легкоплавкими припоями, однако ни один из них не является достаточно эффективным при пайке термочувствительных элементов.

Известен флюс 1) для пайки легкоплавкими припоями, содержащий, вес.3:, Природная смола 3-30

Хлористый цинк 0,0!-2,5

2,4 гексадиеновая кислота 0,01-2,5

Органический растворитель Остальное.

Однако данный флюс малоэффективен так как он имеет относительно высокую температуру плавления смеси (7 200 C), и малоактивен, в связи с чем сам процесс пайки длится 4-6 с, Кроме того, флюс токсичен, так как содержит хлористый цинк, а это ухудшает санитарно-гигиенические условия труда при работе с ним, Наиболее близким по составу и достигаемому эффекту к изобретению является флюс (2 1 для пайки легкоплавкими припоями, содержащий, вес.3:

Глицерин 20-45

Додецилсульфат натрия 0 «5" 1,2

Адипиновая кислота 4-10

Этиловый спирт Остальное

Известный флюс нетоксичен и более эффективен, чем вышеописанный, так как, с одной стороны, он менее тугоплавок (температура плавления смеси

151- 153 C), с другой стороны, содержит активные добавки " додецилсульфат натрия и адипиновую кислоту, что позволяет сократить время процесса пайки до 2,5-3 с.

Однако эффективность данного флюса нельзя признать удовлетворительной, Кроме того, флюс довольно дорог (стоимость 1 т адипиновой кислоты

950 р.), что ограничивает его широкое применение в промышленности.

Целью изобретения является повышение качества паяного соединения.

Поставленная цель достигается тем, что флюс для низкотемпературной пайки, содержащий многоатомный и этиловый спирты, натриевую соль сульфоки" слоты, а также активную составляющую, в качестве последней содержит смесь. кислот адипиновой, глутаровой, янтарной с неорганическими примесями при следующем соотношении компонентов, вес,3:.

Иногоатомный спирт 5-30

Натриевая соль сульфокислоты 0 5" 1,0

Смесь адипиновой, глутаровой и янтарной кислот с неорганическими примесями 3 10

Этиловый спи рт Остальное

Эта смесь может иметь следую". щий состав, вес,3:

Адипиновая кислота 37-41

Глутаровая кислота 35-43

Янтарная кислота 16-20

Неорганические примеси 4-6

Примером такого состава является отход производства адипиновой кислоты по обычной технологии.

При содержании компонентов в данных пределах он представляет собой эвтектическую смесь, плавящуюся при

70-80 С.

Неорганические. примеси представ" ляют собой соли меди и оки слы ванадия с указанными кислотами, Они по" вышают эффективность растворяющего действия флюса по отношению к окислам паяемого металла путем активации электрохимических процессов.

При введении отхода производства адипиновой кислоты в состав флюса получается синергический эффект, проявляющийся в повышении эффективности процесса пайки. Указанная добав3 10174 ка в совокупности с другими компонен .тами флюса значительно активизирует электрохимические процессы на поверхности паяемых деталей, что позволяет уменьшить время процесса пайки.

Многоатомный спирт, (глицерин, про пиленгликоли, полиэтиленгликоли) вводят в состав в количестве 5-303. Меньшая дозировка приводит к снижению растворяющей способности флюса, посколь. ку многоатомные спирты улучшают раст" воримость соединений, образуемых при взаимодействии кислот и окислов пая" емого металла. Большая дозировка эко1% номически нецелесообразна, так как возрастание акти вирующего действий не наблюдается.

Натриевая соль сульфокислоты обес печивает смачивающее действие флюса.

Применение ее в количествах, отличных от указанных пределов, ухудшает действие флюса.

Отход производства адипиновой кислоты .- синергическая смесь дикарбоновых кислот, активированных соединениями меди и ванадия при примене нии в указанных пределах, обеспечивает необходимое и достаточное растворяющее действие флюса: при до- 30 бавлении его в иных количествах увеличивается. время пайки, при меньшем .каличестве за счет ослабления хими:ческого воздействия флюса, при ïðåвышении концентрации " за счет уве-, 3$ личения теплоемкости расплавляемой массы флюса.

Флюс готовят следующим образом.

В смеситель загружают глицерин, натриевую соль сульфокислоты, например сульфонол, и отход производства . адипиновой кислоты и перемешивают до получения прозрачного зеленоватого

60 ф раствора. После этого флюс готов к применению.

В монтажные отверстия печатной платы устанавливают микросхемы, предварительно обжав выводы до установочного размера 7,5+0,1 мм (пинцет

МН-500-60, острогубцы МН 513"60).

Прй.установке микросхем подкладывают подложки толщиной 1 или 1,5 мм в.зависимости от длины выводов микросхем, Излишки выводов обрезают. Выводы микросхем смачивают флюсом и паяют. Температура жала паяльника й270 С, вы сота пайки 1,5 мм (М7080-06 паяльник

36, прибор 239) браслет ПР 662003

-(ТУ-86-64-73, кисть 5,6), припой

ПОС60.

После окончания пайки вынимают подложку из под микросхем, которые затем промывают водно"спиртовым раствором.

Для проведения испытаний приготавливают несколько составов композиций. !

Составы композиций и полученные данные представлены в таблице.

Паяные соединения, полученные при применении предложенного флюса не име. ют трещин, крупных пор или скоплений мелких газовых и усадочных пор, гру" бозернистости, крупных игольчатых и дендритных образований, выпуклых галтелей, наплывов, острых выступов и перемычек припоя, растекания припоя за пределы контактных площадок по про- . воднику. При определении влияния флюсов на сопротивление изоляции диэлектрика и устойчивости печатных плат при кпиматических воздействиях получены данные, соответствующие требованиям норм НГО.077,000.

Применение предложенного флюса для низкотемпературной пайки по сравнению с прототипом позволяет в среднем сократить время пайки в 1,5 раза и повысить качество паяного соединения.

1017460

Компоненты, вес.3

Опытная смесь, М

Общее время процесса пайки, с

Глицерин

Сульфо" нол

Адипи" новая кисло» та

Додецилсульфат натрия тиловый пирт

Прототип

0,8

57,2 3

57,2 3

0,8

7,0

Предлагаемая

0 5

3 915 28

6,5 75,25 2,0

0,75

10 59 2 1

1,0

0 5

17,5

0,75

1,0

П р и м е ч а н и е : При испытаниях используют отход следующего состава, вес 3: адипиновая кислота 39,2; глутаровая кислота

37,0;яетарнаякислота 18,3;неорганическиепримеси 5,5 !

Составитель Е.Говорин

Редактор М,Дыпын Техред А.Ач . Корректор И.Коста

Заказ 3441/15 Тираж 1106 Подписное

ВИИИЗИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Смесь адипиновой, глутаровой и янтарной кислот

Отход производства адипин вой кислоты

91,5 2,2

75,25 1,5

59 >3