Состав для защиты зеркала расплавленного припоя от окисления

Состав для защиты зеркала расплавленного припоя от окисления

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к пайке, в частности к составам для защиты зеркала расплавленного припоя от окисления преимущественно при пайке волной припоя, и может быть использовано в электротехнической,электронной , радиотехнической, приборостроительной отраслях промышленности. Цель изобретения - повышение срока службы состава, снижение расхода припоя и улучшение качества пайки.Состав содержит компоненты в следующем соотношении , мас.%: фенотиазин 0,3 - 3,0; оксиэтилированный продукт конденсации моноизононилфенола и тетраметилдипропилентриамина 0,05-3,0; оксиэтилированные изоалкилфенолы остальное . Срок службы состава 40-45 ч.Расход припоя уменьшается в 1,5-2 раза. Состав позволяет использовать замкнутую промывочную систему, упростить операцию отмывки и исключить применение пожароопасных и взрывоопасных материалов. 1 табл. § (Л

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И OTHPblTHRM

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4657828/27 (22) 03.03.89 (46) 07.04.91. Бюл. №- 13 (72) Н.И.Иирошниченко, Ф.В.Линчевский, Т.В.Шевцова, В.P.Акопов, О.В.Андреев и В.А.Лазарев (53) 621.791.3 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 741537, кл. В 23 К 35/24, 23.09.78. (54) СОСТАВ ДЛЯ ЗАЩИТЫ ЗЕРКАЛА РАСПЛАВЛЕННОГО ПРИПОЯ ОТ ОКИСЛЕНИЯ (57) Изобретение относится к пайке, в частности к составам для защиты зеркала расплавленного припоя от окисления преимущественно при пайке

"волной припоя", и может быть использовано в электротехнической, электронФ

Изобретение относится к области пайки, в частности к составам для защиты зеркала расплавленного припоя от окисления преимущественно при пайке "волной припоя", и может быть использовано в электротехнической, электронной, радиотехнической,приборостроительной промышленности и других отраслях народного хозяйства.

Целью изобретения является повышение срока службы состава, снижение расхода припоя и улучшение качества пайки..

Состав содержит следующие компоненты, мас.7.:

Фенотиазин 0,3-3,0

Оксиэтилировanный продукт конденсации моно„„SU„„1639921 А 1 (51)5 В 23 К 35/24

2 ной, радио технич ес кой, прибор ос троительной отраслях промышленности.

Цель изобретения — повышение срока службы состава, снижение расхода при- . поя и улучшение качества пайки. Состав содержит компоненты в следующем соотношении, мас.7: фенотиазин 0,3 — 3,0; оксиэтилированный продукт конденса- ции моноизононилфенола и тетраметилдипропилентриамина 0,05-3,0; оксиэтилированные изоалкилфенолы остальное. Срок службы состава 40-45 ч .Расход припоя уменьшается в 5-2 раза.

Состав позволяет использовать замкнутую промывочную систему, упростить операцию отмывки и исключить приме- . нение пожароопасных и взрывоопасных материалов. 1 табл. изононилфенола и тетраметилдипропилентриамина 0,05-3,0

Оксиэтилированные моноизоалкилфенолы Ос тальное

При использовании данного состава водорастворимой защитной жидкости (ВЗЖ) для оплавления работоспособность препарата сохраняется в течение 80 ч, а при использовании в ваннах пайки "волной припоя" со слоем защитной жидкости 0,5-! см при 260

275 С работоспособность препарата

ВЗЖ сохраняется в течение 35,0.—

40 ч.

При использовании состава уменьшается расход припоя примерно в 2 фаза, практически отсутствует шлако1639921 образование, повышаются качество паяных соединений и производительность труда.

Кроме того, полная отмывка препарата после пайки производится водой с высокой скоростью и без применения органических растворителей.

Продукт конденсации монаизононилфенола и тетраметилдипропилентриамина, оксиэтилированный, например,на

12 моль окиси этилена, выполняет роль стабилизатора термоустойчивости и времени сохранения работоспособности предлагаемой ВЗЖ. !5

Использование в качестве основы препарата простых олигоэфиров моноизононилфенолов, оксиэтилированных на 8-30 моль окиси этилена (ОЭ),где изононилфенол такой же природы, как и изононилфенол в стабилизирующей добавке, улучшает технологические свойства препарата. . Входящие в предлагаемый состав компоненты имеют следующие характе- -25 ристики и назначение.

В качестве жидкой органической основы используются простые олигоэфиры — продукт конденсации окиси этилена и моноизононилфенолов (моноизо- 30 алкилфенолов) на основе тримеров пропилена, имеющие среднечисленную мол.м. 570-1540.

Простые олигоэфиры выполняют од— новременно функцию носителя (основы) ,и поверхностно-активного вещества, являясь изолирующей средой при защите припоя от окисления.

Технология приготовления состава из исходных компонентов проста и не 40 требует дорогостоящего оборудования и реактивов, Препарат для защиты припоя от окисления готовят смешиванием в определенной последовательности компонентов, взятых в рассчитан- 45 ном количественном соотношении.

Отвешивают и помещают в термостатированный стакан емкостью 2 л

99,65 мас.Ж простых олигоэфиров на основе моноизононилфенолов, например

Неонол АФ9-12 (996,5 г со степенью оксиэтилирования m = 12 и мол.м. 748)> при постоянном перемешивании подают порошкообразный фенотиазин в количестве Зг (0,3 мас.К). Смесь перемешивают 5-10 мин до получения однородной массы. Температура в стакане в течение всей операции приготовления препарата ВЗЖ поддерживается на уровне 70-80ОС. После этого в полученную смесь загружают 0,5 г (О, 05 мас, 7) стабилизирующей доб авки (продукт конденсации моноизононилфенола и тетраметилдипропилентриамина, оксиэтилированного на 12 моль окиси этилена). В ходе перемешивания готовый препарат плавно охлаждао ют до 30-40 С и направляют на испытания.

Приготовленный состав представляет собой жидкость от светло-коричневого до коричневого цвета, не содержащую механических примесей.

B полученном препарате ВЗЖ определяют следующие эксплуатационные показатели: температуру вспышки в открытом тигле, кинематическую вязкость, дымление (определяют визуально по отсутствию выделения окрашенных летучих продуктов при нагреве до рабочей температуры), срок службы (термостабильность препарата ВЗЖ определяют в лабораторных условиях в специальной установке, состоящей из термостатированного стакана, заполненного припоем, емкостью 1,5 л, мешалки для перемешивания припоя, электроплитки, контактного термометра, электронной регулирующей системы; в стакан помещают припой ПОС-61 и заливают сверху слоем препарата ВЗЖ толщиной

0,5-1,5 см; включают установку и систему, при перемешивании термостатируют при 275 + 1 С).

Через каждые 8 ч работы определяют эксплуатационные показатели ВЗЖ, а также состояние поверхности защищаемого припоя (визуально); шлакообразование определяют по наличию в системе продуктов окисления визуально или взвешиванием; качество и время отмывки паяных изделий определяют визуально.

Для этого в термостатированный стакан с припоем и ВЗЖ при темпера- туре пайки опускают на 3-4 с образцы печатных плат в количестве 2-3 шт.

Остатки ВЗЖ отмывают дистиллированной водой, время отмывки отмечают по секундомеру.

Коррозионную устойчивость паяных соединений после отмывки от защитной жидкости определяют по отсутствию коррозионного воздействия на паяное соединение.

5 163

Срок службы (время жизни} ВЗЖ в производственных условиях определяют на установке механизированной "волновой пайки" в следующем .порядке.

В тщательно очищенную ванну механизированной пайки, оснащенную волнообразователем, с припоем ПОС-61 заливают ВЗЖ в количестве, обеспечивающем создание защитного слоя над припоем 0,5-1 см, и нагревают до

250%10 С. При достижении требуемой температуры включают волнообразователь и осуществляют процесс пайки

"волной припоя". В конце рабочего дня двигатель отключают, припой охлаждают. В последующем процесс повторяют до появления на поверхности припоя и в слое ВЗЖ шлака, продуктов деструкции ВЗЖ и т.п. За "время жизни" препарата ВЗЖ данного состава принимают суммарное время эксплуатации системы (при включенном двигателе) до начала шлакообразования, Качество пайки определяют через каждые 5-6 ч работы двигателя "волна припоя", пропаивая 5-6 шт. тест-плат (двухсторонние печатные платы с 120 металлизированными отверстиями) с применением водорастворимого флюса (флюс для всех составов применяют один и тот же) ° После пайки и отмывки тест-плат определяют визуально и под микроскопом МБС устранимые дефекты пайки (непропаи, перемычки, "сосульки", поры, раковины и т.д.).

Расход припоя определяют через 18

20 ч работы установки пайки "волной припоя" с защитной жидкостью исследуемого состава, пропаивая тест-платы в количестве 8 — 10 шт. с применением водорастворимого флюса и отмывая тест-платы от остатков флюса и

ВЗЖ дистиллированной водой. Тестплаты до пайки и после отмывки вью сушивают при 80 С в течение 3 ч. За расход припоя принимают усредненную разницу массы пропаянных тест-плат и исходных.

В связи с малым "временем жизни" жидкости, полученной по прототипу, расход припоя с использованием этого защитного состава определяли через

2-3 ч работы установки.

За критерий расхода припоя (Я) принимают отношение ш „ /шв = N, где ш д — расход припоя на все паяные соединения тест-платы при защите зеркала припоя составом по про50

По сравнению с прототипом все составы,приведенные в таолице, имеют значительно более высокую температуру вспышки и работоспособность (срок службы) . Составы по примерам

I 11 имеют меньшее значение среднего процента дефектов пайки и среднего расхода припоя на все паяные соединения тест-плат, а также характеризуются уменьшением расхода припоя.

9921 тотипу; ш и „вЂ” соответствующий срецний расход припоя при защите одним из предлагаемых составов ВЗЖ; И— уменьшение расхода припоя, число раз.

Примеры состава и его своиства, представлены в таблице.

Из анализа приведенных составов следует, что простые олигоэфиры,представляющие собой оксиэтилированные на 12 моль окиси этилена моноизононилфенолы (пример 12}; имеют срок службы в лабораторных условиях

l0-10,5 ч, в производственных — 3 ч.

Средний процент дефектов пайки по сравнению с прототипом на 1-2 вьппе, а средний расход припоя на все паяные соединения тест-платы вьппе на 0,3 г. Расход припоя увеличился

20 в 1,05 раза, Температура вспьппки состава выше, чем у прототипа, на 73 С.

Введение в состав одной антиокислительной добавки фенотиазина (при- . мер 13) увеличивает срок службы

25 состава в лабораторных условиях на

3 ч, а в производственных — на 2 ч, повышается температура вспьппки до

268 С (увеличение на 3 С) но сравнению с примером 12. На остальные

30 эксплуатационные показатели введение антиокислителя не оказало существенного влияния.

Введение в состав одной стабилизирующей добавки (пример 14) по сравнению с примером 12 повысило температуру вспьппки состава до 275ОС, остальные эксплуата-: ционные показатели не претерпели существенных изменений.

40 Данные примеров 12 — 14 наглядно доказывают, что предлагаемый состав характеризуется как увеличением срока службы, так и снижением расхода припоя. Кроме того, данные этих при45 меров подтверждают необходимость наличия всех указанных компонентов в составе.

1639921

Количественное увеличение антиокислительной и стабилизирующей добавок вьппе 0,5 мас.% (пример 4) в составе препарата не улучшает тех5 нологических свойств продукта, но экономически нецелесообразно, так как ведет к удорожанию препарата.

Наиболее оптимальным соотношением (примеры 5 и 8 — 11) являеТся количественное соотношение антиокислителя и стабилизирующей дооавки по

0,5 мас.% и простых олигоэфиров

99 мас,%.

Увеличение числа окиси этилена в моноизононилфенолах не ухудшает эксплуатационных свойств препарата

ВЗЖ в составах по примерам 9 и 10.

В связи с тем, что простые олиго. эфиры на основе моноизононилфенолов 20 со степенью оксиэтилирования m = 7 и мол.м. 528 (Неонол АФ9-7) относятся к водомаслорастворимым продуктам, они плохо отмываются с поверхностй печатных плат. Поэтому использова-.:. ние Неонола АФ9-7 в составе препарата ВЗЖ нецелесообразно.

Применение простых олигоэфиров на основе Моноизононилфенолов со степенью m = 35 и мол.м. 1760 (Неонол 3(АФ9-35) s составе препарата ВЗЖ несколько ухудшает качество отмывки и удлиняет время отмывки.

За счет предлагаемого сочетания применяемых исходных материалов улуч- 35 шаются технологические свойства состава: увеличивается срок службы препарата, замедляется во времени процесс образования шлаков, улучшается качество защиты припоя от окисления, 40 расширяется температурный интервал его применения. Температура вспышки в открытом тигле предлагаемого состава 306 С. Использование состава с такой темпеРатуРой вспышки позволя- 45 ет устранить пожары и взрывоопасность производства, улучшить условия труда, уменьшить выбросы вредных веществ в окружающую среду за счет исключения дымления.

Таким образом, состав для защиты припоя от окисления имеет длительный срок службы (40-45 ч), обеспечиваются экономия расхода дорогостоящего припоя ПОС-61 в технологических процессах пайки с применением водорастворимых флюсов и хорошая совместимость с ними, снижение дефектов пайки и повышение производительности труда.

Кроме того, повьппены антикоррозионные свойства состава. Предлагаемый состав позволяет использовать

Формула изобретения

Состав для защиты зеркала расплавленного припоя от окисления, содержащий простые олигоэфиры на основе окиси этилена, фенотиазин, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повышения срока службы состава,снижения расхода припоя и улучшения качества пайки, он дополнительно содержит оксиэтилированный продукт конденсации моноизононилфенола и тетраметилдйпропилентриамина; оксиэтилированный на 12 моль окиси этилена, а в качестве гростых олигоэфиров — оксиэтилированные моноизоалкилфенолы общеи формулы СпН п+,С Н О(С Н О) Н где п = 9, m = 8-30 моль окиси этилена (при мол. м. 570-1540), при следующем соотношении компонентов,мас.%:

Фенотиазин 0,3-3,0

Оксиэтилированный продукт конденсации моноизононилфенола и тетраметилдипропилентриамина 0,05-3,00

Оксиэтилированные моноизоалкилфенолы указанной общей формулы

Остальное замкнутую промывочную систему, упростить операцию отмывки и исключить применение пожароопасных и взрывоопасных материалов.

Технология механизированной пайки с применением предлагаемого состава для защиты от окисления является безотходной, что соответствует современным требованиям охраны окружающей среды.

1639921

1

al

Ф EE х о

Э 14 Е»

z u

1 х

Й 1 х Ia х х

Ф

1d о

Е

v о х

la

СО

E. e o

W Е

v х

1

С

Ф

K о

Е» 1! е

4 ххх

Ф

Ш о

Е >

Е о х

М и б! х

Э 1

EE о !

1 о

o me х (б х

Фах

Я >О cd о m о

Е

Е о Ф

Е»

О б4 о

Е-: 1

1 х о

В о

m Е

Ф

6!

1

1 i О хо о охх

E Х оФа оХФ

oem и Ф о х о о х о

1 х

Е!

Ф

I4 о х х а х

-v о

1 >

i 1 х о m х! хи сЕ х !"= A 2х х

ФХоХ

ca o e o - m é гиххеий

1 1 х х съ х о х>х о

la

v о

e I

K о

Е1 !

Р.бо(.

Р,ХЕ.О охоо

l х ф

ЕЕ о

Р. Е»

СР О Х о о

>О

ОЪ (m

Ф

Й о а о

Еб о

la x х

v m

Ф Е

Е (б Е х о

1 1 1

1 1 !

Е о

Е

W E о Ф

Е о m (б m са

5m х

ge3o а х «е»

> х

1 l о х

Э (б Р

lE Р t»

>а (б

Э Э

Е Хо х х

СЪ

cd

Р х о

» о (Ч

О 1

С>

СЧ

v m=

E Е

o v л («4

l ! 1»

e u l х Ф

Х Е Е

Э охх и х х

>х х х

t(Э

Q (3

CO CO >О

О сЧ О

ОЪ .О \О М с сс о о х о х (б Р

О Д (4

Ю

>О (О (Ч

ОЪ (О (Ъ

CO

ОЪ л м

Ia х е о х х э х х

al x

Ф о е >Эх

Р> а охсЕх

ОЪ

ОЪ сЧ

I (Ч

О Ъ о б со l

CO (О (О

ОЪ ОЪ (4

ОЪ

CO

l сЧ

О Ъ м

1 х

Б 1* охоХ

СЕхцх

О е и

Ia Р съ

Е о (О (О сб

Р>

ovm! х о х

Р о

E (б а

Ill !

° 4 о!

«1

1 tCO

1 1 (ч1О м(-! !

1 о(чь (Ъ1 сЧ

I! cd

Ф Р Д

Х Ъ,О

Е Е

Ф сб И

Е4 01 Х

1 а х

E о

ОЪ ОЪ О О

О1 .О >О (Ч СЧ СЧ М

Ф

Ц о хо

Е о о

Ch

СЧ сО ОЪ

>О (Ч СЧ

ОЪ о

ОЪ

О м

>О о м

CO

ОЪ (Ч

К о

Q, Cf cd

cd cd

Ю >О

1 х о

al

Е .4

ОЪ (Ч

О О ОЪ ОЪ о м о

ОЪ

С> о

ОЪ

CI

1 о х

ОЪ

О СЧ ОЪ с Ъ Ю с 1

М (11 о с о с 1

ОЪ

Ю с Ъ

CI е

t» и о а

И! !Е о Б (. а х х -9 о э

ОЪ 4

С л Ю

Ch () О\ О> О>

ОЪ

Ch (О

О Ъ (О

Ch

ОЪ

«

ОЪ ОЪ

О> О>

С>

ОЪ

Ch о о о

Л ОЪ O

1. Х

1 С»»

i i

1 1

Я 1

o i е> ! Е al 1

1 Х съ U 1 ! Ф cd

I х>х е е а

c4 cE o

Kocc4

ФОХ! ! о

1om5t

1

1

1 !

1

1

1 !

Е

1

1 х

Х б((1 U а э х

1 х е» х

1=, Ес

1 (a

al x (б

Ecc Ef

I о I х о (d ах

Ы о .Й о а о

1 х х х z

E и и б(Е>

О 1И и

m o о ц

cl v б! х ц х о о

Е

Э >

la

Е. о

1 1 I ° 1

ОЪ(Ъ -i(h -(Cd ОЪ!О ОЪ!О (Ч1(Ч «1 «1 .б1-О М!М ! I 1 1 1

>I1 О Ю О ОЪ О О О

ill СЧ Ill ОЪ С Ъ >О О (О о — CO (Ч СЧ (:> >О

° б (ъ М М\ (О

1 1 1 1

-!О ЫСО М!СО СЧ!СО ЫЛ с \1сЧ м1(Ч б1с 1 .Ф(м б!с Ъ

1 I ! 1

О ОЪ ОЪ О 1 (11 ОЪ

« « о о о о о

ОЪ ОЪ ОЪ ОЪ

« « о о о ь о о о о

>О Ch О> и> Ch

О> Ch О> Ch Ch

О о

Х сб хФ

1- а

I б

1 Ф с Р о m

1 о v!

Э б, 1 1

& al

v,m о v

I о

o «c e A сб а Х

Ц to td о m

О 1!

О, !

I д

1 Р1 о х

Е Э

tcI

tcl х х о л ! с о о

1-с

Э б

М о

E- !

" ф

E д

Ц с

E о х A A сб О

cc al х

Р!

Р\ б»

CC U хоо

Х х 34

1 о !

g t5 al

ФХО о э о охи

«б о

I Е

«с

-Ю с 1 с сб

1 Х

Ю х

td а э

Ф а

1 О

Р Е Х со.о х

1 Д! х

Э Ф

Ц 1

m о а. к о

1 !

lI е

--Й о о

РР

Э

Ф

Е! о а о

Рб о э х

E A

v m

al Е

cd E»

ы о о х

E ь !"

О Э

Ю Р!

О о

+I

ctl

«с

1 !

Э U !» х Ф х 1 2

Of

Э ta cd охх охи м сО м со х х х

Ol о

Ц

U с о с

» с!

1 сЧ

I сс \ с

I са

«х х

Р о !

» ф а

О

tQ сб

Ц!

СО1 Ф

111

1М

Ю!а

М1tct

I ! «a

«1

I ф I

Э&2

Ф сб О

Н Рс СР

lO Pc

Х

Х E

ы о

D ь

Ю

Э

Е 1 о хи ! Ect

1 Х ф х е сос! ю в аою. е-с х <ч

I

1 1 со Х

1 са

О сб

cd E

X u х

1»

О I 1

o1О х х

1 al

Х1Е

Ы 1

1 Э

Х I Е о х о е о

Х I О, if 1

Во

Р C(сб !

53

И са о

td х ф

Ф х >х о о и X х х о а, х о

Э !» х v х ф ф а

K o а с е о

Щ о

u m

1 °

cd u

1- о

ДЮ

Ц

N +I

mD

al t«t а, сч м

1 II

Ф Н

5 .

1- х х х х о

Р Ц

1 «С

4 Р, х х э

О Рс

Ю с

О1

Ю

Ос ос

Р, al

Е х

О, аб

1 I о Р1о

СР 0 0 сс 4

O V. X td O

О Ф Р, Э

ОХэхф и х щ 1- Е!

I I х

m окхдх

pфо1-х ах!- vсР охооф

Мо >me

I О

Э cd p, m

=! Р И сб д а

Х td е э

Ехоо х х

)х х Х сс э э

Х О О 0 Е

of Ia g m C аф афф и ах х g хх - о хфхх

Э И э о ех

Р, Р, Ф ф о х <а с

- о са са Р. х

O О с 4 I» «Х

Р Х td Е

uUmах

«х *

Э Е» Е 1 с!с хохох

3o Ivy

ltl lO с Р!

1639921

Э ,эх о ОХД4

XeE cd д ЕХ о Рс .хzkо uofm а

1 о

o dI e

td х

5 х м о

I о

& х

И Х «с! фооэ аФ!

РРхоэ

A ос л

I; о ос !. — o

О Х х »

I с

IC I Ф &

1 о Е al

Р Х Ф Х Ф Рс и

0- 1 У М Х Х Х сб ф

Х ф 1- Х

Х1фх ф о аээо аьох. р

Э °

Е сб х х х э сб

О E

Р Рс х

Х О

1- х ф и

ttt !Р Х

ХОФ1 м д о х !.

О РС в х асс! о о х х х

e cd O в х

ХОЪ Ц х о

oez х а

О ФсП э Е м х о а,ф ххах о

Е mco

Е la

I E сб Э

СР Х О, сХ

mE KE

O dt g Z а х

Х Х Ol О е о

РС Х

Охсб

4ОХ х Ф д о s

Х Е Рс

E cO Х

V U офх ах ы х 0

CO

t1l д

Ol Э а о

О Э

Э Е ь хо ф а,—

М сб

Л! Э к

I сб