ПРИПОЙНАЯ ПАСТА Российский патент 2008 года по МПК B23K35/36 B23K35/363 

Изобретение относится к радиоэлектронике, в частности может быть применено для поверхностного монтажа электрорадиоэлементов (ЭРЭ), в том числе гибридных интегральных схем (ГИС)- Припойная паста для пайки и монтажа.

Известны припойные пасты, содержащие оловянно-свинцовый припой и сосновое масло с канифолью:

1. AC СССР №3604854/25 В24К 35/24, 1983 г.

2. АС СССР №794915 В24К 35/24, 1974 г.

3. Припойные пасты: ППЛ-40, ППЛ-206, ППЛ-210, ППЛ-260.

Применяемые припойные (паяльные) пасты требуют промывки ЭРЭ от остатков флюса после процесса пайки, в том числе и с применением ультразвука, что сказывается на трудоемкости и надежности изделий.

Из известных технических решений наиболее близким по совокупности существенных признаков к заявляемому изобретению является АС СССР №3604854/25 В24К 35/24, 1983 г.

Но данная припойная (паяльная) паста не обеспечивает качественную печать через трафарет, что необходимо для группового монтажа ЭРЭ и автоматизации процессов сборки, и требует отмывки паяных соединений (швов), в том числе с применением ультразвука.

Задачей изобретения является получение припойной пасты с хорошими печатными свойствами для трафаретной печати на имеющемся серийном оборудовании с полным удалением связующего - флюса после оплавления и исключения процесса отмывки ЭРЭ.

Указанный технический результат достигается тем, что с целью удаления остатков органического связующего пасты после оплавления (не требуется отмывка) в припойную пасту на основе мелкодисперсного порошка припоя ПОС-61 соснового масла и канифоли дополнительно включены следующие компоненты:

Таблица 1Наименование материалаГОСТ, ТУСодержание массовых %Припой порошок ПОС-61ТУ 48-0220-029-8987,5±5% (83,125-1,875)Сосновое маслоТУ 13-02-81-078-143-902,7±5% (2,565-2,835)ЭтилцелозольвГОСТ 8313-881,44±5% (1,368-1,512)ЭтилцеллюлозаТУ 6-55-52-910,126±5% (0,1197-0,1323)Канифоль марки А 1 сортГОСТ 19113-844,734±5% (4,4973-4,9707)Кислота уксуснаяГОСТ 61-750,91±5% (0,8645-0,9555)Триэтиламин техническийТУ 6-09-2448-912,59±5% (2,4605-2,7195)

Причем для лучшей консистенции получаемой пасты в триэтиламин технический добавляется кислота уксусная до полного растворения при подогреве (раствор 1). В сосновое масло добавляется канифоль марки А 1-й сорт, этилцеллюлоза и этилцелозольв до полного растворения при подогреве и перемешивании (раствор 2).

В получившийся раствор 2 добавляют раствор 1 и порошок припоя при тщательном размешивании до получения однородной массы. Примерно протекающие реакции:

Раствор 1

Раствор 2

2. 1.R₁-OH сосновое масло, в состав входят борнеол, борнилацетат, а- и b-фелландрены, а- и b-пинены, 3-карен (основа терпеновые спирты t°_кип≈70°С).

2.2. Канифоль C₁₉H₂₉COOH, t°_пл≈100-140°С, t°_кип≈250°С.

сложный эфир, ПАВ смачиватель.

2.3. Этилцеллюлоза

[С₆Н₇O₂(ОН)_3-х(ОС₂Н₅)_х]_n, хороший пленкообразователь, t°_пл≈160-210°С, разлагается выше 210°С.

2.4. Этилцеллозольв

С₂Н₅OCH₂СН₂OH моноэтиловый эфир этиленгликоля, 2-этоксиэтанол

растворитель нитратов и ацетатов целлюлозы, t°_кип≈135,6°С.

Получаемая азеатропная смесь наносилась трафаретным способом на проводники и при нагреве свыше (190±5)°С на проводниковых слоях получался равномерный облуженный слой без остатков флюса, не требующий последующей отмывки растворителями.

Проводились сравнительные испытания паст с другим содержанием компонентов:

Таблица 2Тип пасты1234Наименование материалаСодержание, мас.%Содержание, мас.%Содержание, мас.%Содержание, мас.%Припой порошок ПОС-6187,5808592Сосновое масло2,76,23,71,2Этилцелозольв1,442,51,691,44Этилцеллюлоза0,1260,30,3760,126Канифоль марки А 1 сорт4,7346,7345,0341,434Кислота уксусная0,911,6761,311,21Триэтиламин технический2,592,592,892,59

По указанной рецептуре (таблица 2) были изготовлены образцы припойных паст. При испытаниях паст на трафаретную печать (использовались установки «Тропа») и паяемость ЭРЭ получены следующие результаты:

Таблица 3Тип пасты1234Наименование параметраВнешний вид пасты до оплавленияоднородная серого цветаоднородная серого цветаоднородная серого цветаоднородная серого цветаКачество печати через трафаретотличноеудовлет.удовлетплохоеВнешний вид спаяблестящийпузырениеблестящийпузырениеАдгезия паяного швахорошаяудовлет.хорошаяхорошаяОчистка паянного шване требуетсяхорошаяудовлет.удовлет.

Из таблицы 3 видно, что наилучший результат обеспечивает паста состава таблицы 1.

Изобретение относится к радиоэлектронике и может быть использовано для поверхностного монтажа с помощью трафаретной печати электрорадиоэлементов, в том числе гибридных интегральных схем. Припойная паста включает компоненты в следующем соотношении, мас.%: оловянно-свинцовый припой 83,125-91,875, сосновое масло 2,565-2,835, этилцеллозольв 1,368-1,512, этилцеллюлоза 0,1197-0,1323, канифоль 4,4973-4,9707, кислота уксусная 0,8645-0,9555, триэтиламин технический 2,4605-2,7195. При использовании пасты указанного состава обеспечивается оптимальное сочетание печатных и адгезионных параметров при полном исключении процесса отмывки полученных соединений после пайки. 3 табл.

Припойная паста для монтажа электро- и радиоэлементов с помощью трафаретной печати, включающая порошок оловянно-свинцового припоя, сосновое масло, канифоль и этилцеллозольв, отличающаяся тем, что в она содержит дополнительно этилцеллюлозу, кислоту уксусную и триэтиламин технический при следующем соотношении компонентов, мас.%: оловянно-свинцовый припой 83,125-91,875, сосновое масло 2,565-2,835, этилцеллозольв 1,368-1,512, этилцеллюлоза 0,1197-0,1323, канифоль 4,4973-4,9707, кислота уксусная 0,8645-0,9555, триэтиламин технический 2,4605-2,7195.