ФЛЮС ДЛЯ ЛУЖЕНИЯ ВЫВОДОВ РЕЗИСТОРОВ Российский патент 1996 года по МПК B23K35/363 

Изобретение относится к лужению выводов радиоэлементов, в частности к составам флюсов, используемых в технологии лужения выводов резисторов.

Выводы цилиндрических резисторов типа С2-29В, С2-14 и другие представляют собой медную проволоку, покрытую последовательно слоями никеля и серебра. Лужение таких выводов с серебряным покрытием припоем ПОС-61 не вызывает каких-либо технических сложностей и обеспечивает качественное покрытие при использовании, например, канифольно-спиртовых флюсов. Однако в настоящее время остро стоит проблема исключения серебра как дорогостоящего материала с выводов резисторов. Для решения этой проблемы необходимо обеспечить качественное лужение выводов, изготовленных из медной проволоки, покрытой только слоем гальванически осажденного никеля. Толщина никелевого покрытия 2-3 мкм. Известные флюсы не обеспечивают требуемого качества лужения припоем ПОС-61 выводов резисторов. Это, в первую очередь, связано с особенностями технологического процесса изготовления резисторов, который предусматривает многократное воздействие на выводы резисторов высоких температур 200-280^оС в присутствии паров химических веществ. Это приводит к образованию окисных пленок никеля, которые трудно поддаются разрушению в процессе воздействия известных флюсов, что в конечном итоге и является результатом неудовлетворительного качества лужения припоем ПОС-61. Так, в технологическом процессе изготовления резисторов С2-29В на операции "лакировка" сушка лака АС-536, нанесенного на рабочую поверхность резистора, проводится при температуре 200-220^оС в течение 10 мин. При этом в зоне сушки находятся и выводы резисторов, на которые воздействует указанный температурный режим и пары лака. После нарезки спиральной изолирующей канавки на рабочей поверхности тела резисторов с целью получения требуемых значений сопротивлений резисторы окрашиваются 9 слоями эпоксидной эмали ЭП-921. При этом каждый слой, нанесенный на резистор, сушится при температуре 260-280^оС в течение 5-7 мин. И на этой технологической операции выводы резисторов с никелевым покрытием находятся в зоне высокотемпературного воздействия в присутствии химических активных паров эпоксидной эмали. Температурному воздействию выводы резисторов подвергаются также на операции "маркировка", где сушка маркировочной краски проводится при температуре 220-230^оС.

Таким образом, выводы резисторов из медной проволоки с никелевым покрытием подвергаются в технологическом процессе высокотемпературному воздействию (200-280^оС) в течение довольно длительного времени (свыше 1 ч). Такое высокотемпературное воздействие в окружающей среде, содержащей кроме кислорода воздуха ряд химических веществ, входящих в состав лака и красок, приводит к активному образованию окислов никеля. Известно, что необходимым предварительным условием для образования металлической связи при обслуживании является физическая адсорбция жидкой фазы (припоя) к наружной окисной пленке. Физическую адсорбцию к окисной пленке осуществляет флюс, функциональное назначение которого как раз и состоит в том, чтобы улучшить смачиваемость обрабатываемой поверхности припоем и удаление наружной окисной пленки.

Известен флюс для лужения [1] включающий глицерин, поверхностно-активное вещество и спирт при следующем соотношении компонентов, мас. Диэтиламин гидрохлорид 1,5-4
Поверхностно-активное вещество 0,5-2,5 Глицерин 5-20 Соляная кислота 0,5-1,5 Двууглекислый натрий 0,5-1,5 Дистиллированная вода 20-45 Этиловый спирт Остальное
Недостатком известного флюса является его низкая активность при лужении выводов резисторов с никелевым покрытием, прошедших высокотемпературную обработку в технологическом процессе изготовления резисторов. Вследствие этого не обеспечивается требуемое качество лужения выводов резисторов.

Кроме того, при использовании этого флюса, содержащего соляную кислоту, на выводах резисторов, в зоне контактных колпачков, т.е. в местах, где заканчивается процесс лужения, наблюдается изменение цвета луженой поверхности. В этих местах луженая поверхность имеет участки голубого цвета, что свидетельствует о наличии остатков кислоты и образовании хлоридов свинца и олова. Существенным недостатком является также значительное разбрызгивание припоя в процессе лужения за счет содержания в флюсе дистиллированной воды. Это приводит к попаданию частичек припоя (ПОС-61) на рабочую поверхность тела резистора, что является недопустимым, и такие резисторы подлежат забракованию, как несоответствующие техническим условиям.

Наиболее близким к предлагаемому является флюс для лужения [2] содержащий анилин гидрохлорид, глицерин, спирт, при следующем соотношении компонентов, мас. Анилин гидрохлорид 4-15 Глицерин 10-35 Спирт этиловый 60-65 N, N-диэтиланилин 1-10
Этот флюс предназначен для лужения и пайки никелированных поверхностей при низкой температуре 200-215^оС. При этом качественное лужение и пайка достигаются для поверхностей, покрытых химически осажденным никелем, не подвергавшихся каким-либо температурным воздействиям. Указанный флюс имеет низкую активность и не обеспечивает равномерного лужения выводов резисторов с никелевым покрытием, прошедших высокотемпературную обработку в технологическом процессе изготовления резисторов после операций лакировки, окраски, маркировки. При лужении выводов резисторов требуется и более высокая температура припоя ПОС-61 330-400^оС. Указанный же флюс не предназначен для работы в таком высокотемпературном режиме. Таким образом, этот флюс не может использоваться для лужения выводов резисторов с никелевым покрытием, прошедших высокотемпературную обработку, так как разрушение окисных пленок никеля при низкой активности флюса одновременно с низкой температурой припоя является практически неразрешимой задачей.

Задача изобретения создание флюса с повышенной активностью, обеспечивающего качественное лужение никелевого покрытия выводов резисторов, прошедших высокотемпературную обработку в технологическом процессе изготовления резисторов после проведения операций лакировки, окраски, маркировки.

Это достигается тем, что флюс, содержащий анилин гидрохлорид, глицерин, спирт, дополнительно содержит поверхностно-активное вещество, а в качестве спирта двухатомный спирт, при следующем соотношении компонентов, мас. Анилин гидрохлорид 6-15 Глицерин 30-55 Поверхностно-активное вещество 7-12 Двухатомный спирт Остальное
В качестве двухатомного спита флюс содержит этиленгликоль или полиэтиленгликоль.

В качестве поверхностно-активного вещества флюс может содержать ОП-7 или ОП-10, или синтанол ДС-10.

Оптимально выбранные количественные соотношения активной составляющей флюса анилин гидрохлорида в сочетании с глицерином, поверхностно-активным веществом (ПАВ) и двухатомным спиpтом обеспечивают высокую активность флюса при разрушении окисных пленок никеля на поверхности выводов резисторов, прошедших высокотемпературную обработку. Наличие в флюсе ПАВ в сочетании с двухатомным спиртом обеспечивает снижение поверхностного натяжения на границе фаз (припой-вывод), гарантируя качественное облуживание поверхности выводов резисторов припоем ПОС-61 при поддержании его температуры в диапазоне 330-400^оС.

Изготавливается флюс путем механического смешивания компонентов. Вначале в двухатомном спирте растворяют порошок анилин гидрохлорида. Затем в полученный раствор последовательно вводят глицерин и ПАВ (ОП-7 или ОП-10, или синтанол ДС-10) и полученную смесь флюса тщательно перемешивают.

Примеры выполнения флюса представлены в таблице.

Применение флюса с соотношениями компонентов, указанными в таблице, обеспечивает высокое качество лужения выводов резисторов с никелевым покрытием, прошедших высокотемпературную обработку при проведении операций лакировки, окраски и маркировки.

Остатки флюса после лужения легко удаляются горячей водой (60-100^оС) в течение 1-2 мин. При этом одновременно проводится промывка 5-10 тыс. резисторов, загруженных в специальные металлические корзины.

Таким образом, практическое использование флюса позволяет решить проблему снятия серебряного покрытия с выводов резисторов и заменить его на никелевое. При этом обеспечивается качественное лужение никелированных выводов, несмотря на то, что они подвергались в технологическом процессе длительному высокотемпературному воздействию.

Использование: для лужения выводов радиоэлементов. Сущность изобретения: флюс для лужения выводов резисторов содержит следующие компоненты, мас. %: глицерин 30 - 55, поверхностно-активное вещество 7 - 12, анилин гидрохлорид 6 - 15, двухатомный спирт - остальное. В качестве двухатомного спирта флюс содержит этиленгликоль или полиэтиленгликоль. 1 з. п. ф-лы, 1 табл.

1. ФЛЮС ДЛЯ ЛУЖЕНИЯ ВЫВОДОВ РЕЗИСТОРОВ с никелевым покрытием, содержащий анилин гидрохлорид, глицерин, спирт, отличающийся тем, что он дополнительно содержит поверхностно-активное вещество, а в качестве спирта - двухатомный спирт при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Анилин гидрохлорид - 6-15
Глицерин - 30-55
Поверхностно-активное вещество - 7-12
Двухатомный спирт - Остальное
2. Флюс по п.1, отличающийся тем, что он в качестве двухатомного спирта содержит этиленгликоль или полиэтиленгликоль.