ПРИПОЙ ДЛЯ ПАЙКИ ИЗДЕЛИЙ ЭЛЕКТРОННОЙ ТЕХНИКИ Российский патент 1995 года по МПК B23K35/30 

Изобретение относится к пайке, в частности к составу припоя для пайки изделий электронной техники.

Широко известны припои, содержащие в качестве основы медь, олово и никель [1]
Из описанных в литературе припоев по составу ингредиентов наиболее близок к заявляемому сплав, содержащий, мас. Олово 2,5-11 Никель 0-12 Бор 11-15 Медь Остальное [2]
Припой имеет кристаллическую структуру, температуру плавления 850^оС. Однако, при пайке тонких металлических изделий (толщиной 0,2 мм), например, выводов рамок интегральных схем с металлизированной керамикой, происходит снижение прочности паяного соединения за счет охрупчивания выводов и уменьшения прочности соединения металлизированного слоя с керамикой, а также отсутствия галтелей из припоя.

Задачей данного изобретения является создание припойного материала, позволяющего увеличить прочность паяного соединения.

Для этого в припой на основе меди и олова, содержащий никель, вводят марганец, молибден и буру с соотношением молибдена и буры 1:1, при следующем соотношении компонентов, мас. Олово 19-21 Никель 4-6 Молибден 0,4-0,6 Марганец 0,3-0,7 Бура 0,4-0,6 Медь Остальное
Введение марганца и молибдена снижает диффузию олова и меди в металлизацию из молибдено-марганцевой пасты, а также в материал выводов интегральных схем (сплавы Н42, 29НК) и тем самым повышается прочность соединения.

Увеличение содержания марганца более 0,7 и молибдена более 0,6% приводит к ухудшению смачиваемости припоя, а уменьшение содержания марганца менее 0,3 и молибдена менее 0,4% не обеспечивает эффекта снижения диффузии олова и меди.

Увеличение содержания олова более 21% приводит к снижению пластичности припоя. Уменьшение содержания олова менее 19% приводит к увеличению температуры плавления припоя.

Увеличение содержания никеля более 6% повышает температуру расплавления припоя. Уменьшение содержания никеля менее 4% приводит к снижению пластичности припоя.

Введение буры с соотношением молибдена и буры 1:1 способствует восстановлению окислов молибдена и, как следствие, увеличению прочности припойного материала. Увеличение содержания буры более 0,6% приводит к снижению пластических свойств припоя. Уменьшение содержания буры менее 0,4% не обеспечивает восстановления окислов молибдена и снимает прочностные свойства паяного соединения.

Из заявляемого сплава методом порошковой металлургии изготавливали полосы припойного материала для пайки выводов интегральных схем в металлокерамических корпусах. Было изготовлено пять смесей порошков с содержанием, мас. олово 18, 19, 20, 21, 22; никель 3, 4, 5, 6, 7; марганец 0,2, 0,3, 0,5, 0,7, 0,8; молибден 0,3, 0,4, 0,5, 0,6, 0,7; бура 0,3; 0,4, 0,5, 0,6, 0,7; медь остальное.

Кроме того, была изготовлена смесь припоя прототипа с содержанием, мас. олово 24,5; никель 4; кобальт 0,8; бора 0,6; медь остальное.

Смеси порошков прокатывали в полосы сечением 0,4 х 80 мм на двухвалковом прокатном стане с диаметром валков 70 мм.

Прокатанные полосы спекали в среде водорода в печи типа ЦЭП-272 по режиму: 500^oC, выдержка 60 мин. Спеченные полосы прокатывали на толщину 0,15 мм и термообрабатывали в среде водорода по режиму: температура 500^оС, время выдержки 40 мин.

Образцы припоев использовали для пайки выводов интегральных схем в металлокерамических корпусах типа "Дракон". Вывода из сплава Н42 сечением 2,0 х 0,15 мм паяли к металлизированной керамике ВК94-1. Полученные соединения испытывали на отрыв. Результаты опробования представлены в таблице.

Из таблицы следует, что предлагаемый припой образует в 5-6 раз более прочное соединение выводов из сплава Н42 с металлизированной керамикой ВК94-1, чем припой прототип.

Использование: пайка изделий электронной техники. Сущность изобретения: припой содержит следующие компоненты, мас% олово 19 21; никель 4 6; молибден 0,4 0,6; марганец 0,3 0,7; бура 0,4 0,6; медь остальное. Припой позволяет повысить в 5 6 раз прочность паяного соединения, образованного при пайке выводов ИС, выполненных из сплава Н42, с металлизированной керамикой ВК94 1. 1 табл.

ПРИПОЙ ДЛЯ ПАЙКИ ИЗДЕЛИЙ ЭЛЕКТРОННОЙ ТЕХНИКИ, содержащий олово, никель и медь, отличающийся тем, что он дополнительно содержит марганец, молибден и буру с соотношением молибдена и буры 1 1 при следующем соотношении компонентов, мас.

Олово 19 21
Никель 4 6
Молибден 0,4 0,6
Марганец 0,3 0,7
Бура 0,4 0,6
Медь Остальное