СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПАЯЛЬНОЙ ПАСТЫ Российский патент 2016 года по МПК C25C5/02 C25C7/00 B23K35/40 B22F9/24 

Изобретение относится к порошковой металлургии и может быть использовано для производства паяльных паст.

Для изготовления порошков (необходимых для паст) известен электролизер [1], в котором катод в виде заостренных элементов, изолированных диэлектриком, опущенных в электролит из кислого медного купороса с подачей тока и выделением на дне порошка.

Недостатком является необходимость операции отделения порошка от электролита и сушки. Это ведет к окислению порошка, что снижает растекаемость оплавляемой пасты.

Известен способ получения паяльной пасты [2], принятый за прототип, характеризующийся тем, что порошок оловянного припоя увлажняют раствором уксусной кислоты и триэталоламина, выдерживают 2-3 ч, а затем вмешивают в нагретый раствор канифоли в смеси соснового масла и этилцеллозольва.

Противопоставляемый способ позволяет снизить окисленность порошка, но его недостаток в том, что увлажнение порошка активатором (уксусной кислотой) в органическом растворителе (триэтаноламин) не гарантирует ликвидацию окисленности, так как не известно, сколько порошок находился на воздухе, насколько окислился.

Цель изобретения - получение пасты из дисперсного порошка припоя, не допуская его окисления.

Поставленная цель достигается тем, что порошок используют в виде суспензии в органической жидкости как компонента паяльной пасты, получаемой на катоде электролизера с электролитом из раствора солей металлов припоя в органической жидкости. Растворяемый анод выполнен в виде кольцевого цилиндра из материала припоя и разделен диафрагмой от катода.

Существенные признаки заявляемого способа получения пасты паяльной заключаются том, что используют порошок припоя, получаемый на катоде электролизера с электролитом из раствора солей металлов припоя в органической жидкости при растворении кольцевого анода из металлов припоя отделенного от катода диафрагмой. Порошок припоя в электролите получают в ванне электролизера, в котором устанавливают анод в виде кольцевого цилиндра из материала припоя, в полости которого соосно размещают катод в виде пакета электроизолированных игл, установленных остриями в направлении анода. Анод отделен диафрагмой от катода с емкостью для сбора суспензии порошка. Полученную суспензию порошка смешивают с загустителем. В качестве раствора электролита используют стеарат олова и стеарат свинца в этиленгликоле, а в качестве загустителя используют насыщенный раствор канифоли в этиленгликоле.

Технический результат предлагаемого изобретения выражается в том, что позволяет не допускать окисления порошка и после добавления загустителя (канифоль) получать пасту. Это обеспечивает получение пасты паяльной с высокой растекаемостью из суспензии малоокисленного дисперсного порошка в электролите.

Указанный технический результат достигается тем, что в пасте используют суспензию порошка припоя, получаемую в электролизере с электролитом из раствора органических солей (как активатор) в органической жидкости как компонента флюса паяльной пасты. Указанный признак обеспечивает изготовление пасты паяльной с высокой растекаемостью из суспензии малоокисленного порошка в органическом электролите.

Условия получения суспензии порошка поясняются на фигуре в общем виде электролизера. Электролизер состоит из анодной ванны 1, катода 2 из пакета остроконечных игл 3 и анода 4 в виде кольцевого цилиндра. Катод 2 отделен от анода 4 в катодное отделение 5 с помощью диафрагмы 6 из кварцевой ткани. Под катодом 2 в катодном отделении 5 помещена емкость для порошка 7. Диафрагма 6 закреплена хомутом 8 на емкости порошка 7 и на катоде 2 с образованием отверстия 9. Анод 4 закреплен на крышке ванны 1 с окном 10. Катод 2 выполнен из остроконечных игл 3 изолированных между собой мастикой ВГО-1, свернутых кварцевой тканью 11 в пакет и соединенных в единый токоподвод.

Электролизер работает следующим образом. Приготовленный электролит заливают в катодное отделение 5 электролизной ванны 1 через отверстие 9 до отмеченного уровня, покрывающего иглы 3 катода 2. Затем электролит заливают в анодную ванну 1 через окно 10 до отмеченного уровня. Катодное отделение 5 отделено от анода 4 диафрагмой 6. К контактам катода и анода подается напряжение постоянного тока. Олово и свинец из анода 4 ионизируются, переходят в электролит и диффундируют к катоду 2 через проницаемую для ионов диафрагму 6. На остриях игл 3 катода 2 ионы олова и свинца разряжаются и по мере накопления кристаллов сплава обрываются и осаждаются в емкость 7. После повышения напряжения и снижения силы тока отключают напряжение, освобождают зажим 8, извлекают катод 2 и разгружают емкость с порошком 7 в виде суспензии пасты порошка. Выполнение анода 4 в виде полого кольцевого цилиндра позволяет соосно разместить катод 2 в полости анода 4 и установить направление остриев катода на поверхность анода. Это позволяет минимизировать зазор между анодом 4 и катодом 3 для снижения напряжения, стабилизировать растворение анода и достигать качества дисперсности порошка.

Разделение анода 4 от катода 2 диафрагмой 6 в электролизной ванне 1 и размещение под катодом емкости (4) предотвращает загрязнение порошка продуктами разрушения (окисления) анода и тем самым обеспечивает качество порошка.

Электролизер позволяет полностью исключить на всех этапах контакт порошка с воздухом и возможность использования порошка высокой дисперсностью, пригодной в паяльной пасте. Размер частиц порошка 30-80 мкм.

Способ получения пасты паяльной заключается том, что в электролизере в качестве электролита используют раствор органических солей металлов припоя (как активатор) в органической жидкости как компонента флюса паяльной пасты. Это позволяет после добавления загустителя (канифоль) получать пасту паяльную с дисперсным малоокисленным порошком с повышенной растекаемостью.

Пример. В катодное отделение электролизера заливают 150 г электролита из раствора 2% стеарата олова и 1,2% стеарата свинца в этиленгликоле, а затем 250 г такого электролита в анодное отделение. На контакты анода и катода подают постоянный ток 2а. Через 8 часов электролиза отключают ток, снимают катод и разгружают емкость с суспензией порошка. После отстоя электролит декантируют и получают сгущенную суспензию (пасту) порошка, которая содержит 4% электролита. Пасту порошка используют для получения паяльной пасты. Для этого вмешивают 5% по весу насыщенный раствор канифоли в этиленгликоле. Порошок в пасте имеет размер частиц 30-80 мкм.

Пасту испытывали в сравнении с пастой ПП-3. Навеска 0,2 г пасты наносилась на медную фольгу, прогревалась до температуры 200°С для оплавления, замерялась площадь растекания. Площадь растекания на 30% выше чем паяльной пасты ППЗ, что свидетельствует о его малоокисленности.

Предлагаемый способ изготовления пасты паяльной, полученной из суспензии катодного порошка электролизера, позволяет получать пасту с высокой растекаемостью.

Список аналогов

1. Патент России №2483143, B22F 9/04,2011.

2. Авт.св. СССР №2043896, B23K 35/40, 1995.

Изобретение может быть использовано при производстве паяльных паст. Получают суспензию порошка припоя с электролитом в ванне электролизера. Устанавливают в ванне анод из материала припоя в виде кольцевого цилиндра, в полости которого соосно размещают катод в виде пакета электроизолированных игл, установленных остриями в направлении анода. Полученную суспензию порошка смешивают с загустителем. Используют электролит в виде раствора в органическом флюсе солей органических кислот металлов припоя в виде стеарата олова и стеарата свинца в этиленгликоле. В качестве загустителя используют насыщенный раствор канифоли в этиленгликоле. Способ позволяет исключить на всех этапах изготовления пасты контакт порошка припоя с воздухом. Полученная в электролизере суспензия малоокисленного порошка с высокой дисперсностью обеспечивает изготовление паяльной пасты с высокой растекаемостью. 1 з.п. ф-лы, 1 ил., 1 пр.

1. Способ изготовления паяльной пасты, включающий получение суспензии порошка припоя с электролитом в ванне электролизера, в которой устанавливают анод из материала припоя в виде кольцевого цилиндра, в полости которого соосно размещают катод в виде пакета электроизолированных игл, установленных остриями в направлении анода, смешивание полученной суспензии порошка с загустителем, при этом используют электролит в виде раствора солей органических кислот металлов припоя в органическом флюсе.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве упомянутого раствора электролита используют стеарат олова и стеарат свинца в этиленгликоле, а в качестве загустителя используют насыщенный раствор канифоли в этиленгликоле.