СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЛЕГИРОВАННОГО ПРИПОЯ Российский патент 2012 года по МПК B23K35/40 

Изобретение относится к способам получения легированных оловянно-свинцовых припоев, которые в дальнейшем могут быть использованы при изготовлении печатных плат.

Наиболее близким к заявленному изобретению является известный из уровня техники способ увеличения эксплуатационных свойств изделий авионики, технологический цикл которого предусматривает проведение процессов пайки, лужения и раскисления и комплексного легирования путем введения в ванну на поверхность жидкого припоя ПОС-61 лигатуры, при этом в качестве лигатуры используют флюс, взаимодействующий с оксидами олова и свинца при постоянном перемешивании согласно реакции

Пайку и лужение осуществляют в рабочей ванне, а раскисление и комплексное легирование осуществляют в ванне регенерации, при этом активированный самофлюсующий оловянно-свинцовый припой из ванны регенерации самопроизвольно перетекает в рабочую ванну пайки и лужения для его использования, где он окисляется, откуда его отбирают посредством насоса и направляют для последующего раскисления и комплексного легирования в ванну регенерации, при этом высоту лужения выводов радиоэлементов и степень активности припоя определяют углом α аэратора (Патент РФ №2116172, B23K 1/08, 1998 г.).

К недостаткам известного из уровня техники способа следует отнести следующие факторы:

- Известный способ не является экологически чистым.

- Известный способ требует значительно больших затрат энергии.

- В известном способе процесс легирования осуществляется на поверхностном слое, что в конечном итоге влияет на низкое качество припоя в целом.

Задача, на решение которой направлено заявленное изобретение, заключается в обеспечении комплексного легирования оловянно-свинцового припоя по всему объему массы.

Данный технический результат достигается посредством того, что в способе получения легированного припоя, включающего подачу обрабатываемого ГОСТированного припоя через флюс-лигатуру в предварительно нагретую зону его легирования с последующим механическим перемешиванием в упомянутой зоне, посредством лопастного вентилятора, и удалением обработанного припоя, согласно изобретению подачу ГОСТированного припоя осуществляют через флюс-лигатуру следующего состава:

- гидроокись натрия - 4,14-4,16 - гидроокись калия - 1,15-1,17 - фосфорноватистокислый кальций - 0,16-0,18 - канифоль сосновая - 0,87-0,89 - вода до 100,

зону легирования нагревают до температуры 195-205°, а перемешивание проводят в течение 1-1,5 минуты при вращении лопастей 15-30 оборотов в минуту с обеспечением следующей химической реакции в зоне легирования

при этом удаление обработанного припоя осуществляют после его предварительного охлаждения до температуры его кристаллизации.

Способ получения легированного припоя поясняется чертежом, где схематично изображено устройство для получения легированного припоя, которое содержит лопастной привод с электромотором 1, загрузочное окно 2 для подачи оловянно-свинцового припоя для его дальнейшего легирования в зоне 3 комплексного легирования. Устройство также содержит дозатор 4 подачи флюс-лигатуры, выходная горловина которого расположена ниже уровня флюс-лигатуры 5. По периметру устройства расположен нагревательный элемент 6. Устройство также снабжено средством удаления припоя (сливным отверстием), для удаления полученного легированного припоя и термопарой 8 для контроля температуры, расположенной в зоне 3 комплексного легирования.

Способ осуществляется следующим образом.

Обрабатываемый припой ПОС-61 и его шламы подаются через загрузочное окно 2 для их дальнейшего раскисления и плавления во флюсе-лигатуре 5. Процесс раскисления является началом технического процесса комплексного легирования и ингибирования, который будет идти в зоне 3 комплексного легирования по следующей формуле:

.

В зоне 3 комплексного легирования припой перемешивается для выравнивания состава лигатуры при помощи лопастного вентилятора с электромотором 1 со скоростью 15-30 об/мин. В процессе легирования в зону 3 непрерывно подается флюс-лигатура из дозатора 4 с целью поддержания постоянного уровня флюса-лигатуры и проведения процесса легирования. Температура в зоне 3 постоянна и поддерживается с помощью нагревательного элемента 6 и находится в пределах 195-205°С. Контроль за поддержанием необходимой температуры осуществляется посредством термопары 8. Процесс комплексного легирования флюсом-лигатурой проводят в течение 1-1,5 минут. Далее припой удаляется из устройства посредством сливного отверстия 7 с последующим его охлаждением соответствующими средствами (не показаны) до температуры его кристаллизации.

Экспериментально установлено, что заявленные в формуле изобретения интервалы необходимы и достаточны для решения поставленной технической задачи, что подтверждено сведениями в таблице.

Состав флюс-лигатуры, мас.%: Нагрев зоны комплексного легирования (°С) Время перемешивания (мин) Скорость вращении лопастей (об/мин) Поставленная задача - гидроокись натрия - 4,14-4,16 - 190 0,8 35 В зоне комплексного легирования расплавленный припой не соответствует требованиям и нормам по углу смачивания - гидроокись калия - 1,15-1,17       - фосфорноватистокислый кальций - 0,16-0,18       - канифоль сосновая - 0,87-0,89 - вода до 100 - гидроокись натрия - 4,14-4,16       Процесс комплексного легирования оловянно свинцового припоя проходит по всему объему массы - гидроокись калия - 1,15-1,17 - фосфорноватистокислый кальций - 0,16-0,18 195 1 30       - канифоль сосновая - 0,87-0,89 - вода до 100 - гидроокись натрия - 4,14-4,16       Процесс комплексного легирования оловянно свинцового припоя проходит по всему объему массы - гидроокись калия - 1,15-1,17 - фосфорноватистокислый кальций - 0,16-0,18 200 1.25 23       - канифоль сосновая - 0,87-0,89 - вода до 100 - гидроокись натрия - 4,14-4,16       Процесс комплексного легирования оловянно свинцового припоя проходит по всему объему массы - гидроокись калия - 1,15-1,17 - фосфорноватистокислый кальций - 0,16-0,18 205 1.5 15       - канифоль сосновая - 0,87-0,89 - вода до 100 - гидроокись натрия - 4,14-4,16       Не достигается максимальная эффективность легирования - гидроокись калия - 1,15-1,17 - фосфорноватистокислый кальций - 0,16-0,18 210 1.9 12       - канифоль сосновая - 0,87-0,89 - вода до 100

Анализ заявленного технического решения на соответствие условиям патентоспособности показал, что указанные в независимом пункте формулы признаки являются существенными и взаимосвязаны между собой с образованием устойчивой совокупности, неизвестной на дату приоритета из уровня техники необходимых признаков, достаточной для получения требуемого синергетического (сверхсуммарного) технического результата.

Свойства, регламентированные в заявленном соединении отдельными признаками, общеизвестны из уровня техники и не требуют дополнительных пояснений.

Таким образом, вышеизложенные сведения свидетельствуют о выполнении при использовании заявленного технического решения следующей совокупности условий:

- объект, воплощающий заявленное техническое решение, при его осуществлении предназначен для изготовления припоев;

- для заявленного объекта в том виде, как он охарактеризован в независимом пункте формулы изобретения, подтверждена возможность его осуществления с помощью вышеописанных в материалах заявки известных из уровня техники на дату приоритета средств и методов;

- объект, воплощающий заявленное техническое решение, при его осуществлении способен обеспечить достижение усматриваемого заявителем технического результата.

Следовательно, заявленный объект соответствует требованиям условиям патентоспособности «новизна», «изобретательский уровень» и «промышленная применимость» по действующему законодательству.

Изобретение может быть использовано при получении легированных оловянно-свинцовых припоев, предназначенных, например, для изготовления печатных плат. Обрабатываемый припой, например, ПОС-61, и его шламы, подаются через загрузочное окно 2 устройства для раскисления и плавления во флюс-лигатуре 5. В зоне 3 комплексного легирования припой перемешивается для выравнивания состава лигатуры при помощи лопастного вентилятора с электромотором 1 со скоростью 15-30 об/мин. В процессе легирования в зону 3 непрерывно подают флюс-лигатуру из дозатора 4 с целью поддержания постоянного ее уровня и проведения процесса легирования. Температура в зоне 3 поддерживают с помощью нагревательного элемента 6 в пределах 195-205°С. Контроль за поддержанием необходимой температуры осуществляют посредством термопары 8. Процесс комплексного легирования защитным составом проводят в течение 1-1,5 минут. Далее припой удаляется из устройства посредством сливного отверстия 7 с последующим его охлаждением соответствующими средствами до температуры его кристаллизации. Способ обеспечивает комплексное восстановление и легирование оловянно-свинцового припоя во всем обрабатываемом его объеме. 1 ил., 1 табл.

Способ получения легированного оловянно-свинцового припоя, включающий подачу обрабатываемого припоя через флюс-лигатуру в предварительно нагретую зону его легирования с последующим механическим перемешиванием его в упомянутой зоне посредством лопастного вентилятора и удаление обработанного припоя из зоны легирования, отличающийся тем, что подачу припоя осуществляют через флюс-лигатуру следующего состава:
гидроокись натрия 4,14-4,16 гидроокись калия 1,15-1,17 фосфорноватистокислый кальций 0,16-0,18 канифоль сосновая 0,87-0,89 вода до 100,

при этом зону легирования нагревают до температуры 195-205°С, а перемешивание проводят в течение 1-1,5 мин при вращении лопастей вентилятора 15-30 об/мин, а после удаления обработанного припоя из зоны легирования осуществляют его охлаждение до температуры кристаллизации.