Состав для подготовки паяемой поверхности к пайке Советский патент 1985 года по МПК B23K35/24 

Изобретение относится к области пайки, в частности, к составам для подготовки пояемой поверхности к па ке, Цель изобретения - повышение качества и надежности паяного соединения за счет повышения степени вос становления утраченной способности поверхности к пайке, Известно, что при складском хранении деталей, покрытых серебром, оловом без и с добавками свинца, , висмута, свинцом, никелем, цинком, происходит полная или час- тичная потеря паяемости. Нарушение последней обусловлено образованием оксидных, сульфидных и других диэлектрических покрытий на поверхнос ти деталей в результате протекания коррозионных и других химических процессов, п также наличием жировых включений. Скорость атмосферной кор розии тем выше, чем больше влажност воздуха. В сухом воздухе коррозионный процесс заключается в окислении металла и протекает с образованием тончайшей оксидной пленки. Во влажной атмосфере скорость образова ния оксидов резко возрастает. Образ ванне поверхностного соединения-зависит также от степени загрязненнос ти воздуха и характера этих загрязнений. Наиболее коррозионно активен загрязненный производственными газами .воздух предприятий и промышленных .городов. Это обусловлено действяием агрессивных газов, в частности, сер нистого (SOj), хлористого водорода (НС1), сероводорода (), двуокиси азота (NOj) и др. Сильной агрессивной средой является совместное присутствие во влажном воздухе газов SOj и NOj или НС1 и NOj. В этом слу чае на поверхности может образовать ся серная кислота SO, -H, 0+NO, Hj SO +NO. Взаимодействуя с , образуются трудно удаляемые сульфиды. Накоплению свободной серы на поверхности способствуют следующие процессы - 2HjO + 2S; 2H,,S + o,j SOj + 2H2S + 3S. Свободная сера под действием кислорода воздуха при изменении влажности металла постепенно переходит в серную кислоту S + SOj ZHjO - Таким же путем происходит образование на поверхности хлоридов, нитридов и нитратов. Описанные механизмы в обычных условиях происходят самопроизвольно и при повьш1ении температуры заметно ускоряются. Жировые загрязнения органического происхождения карбонизируются с последующим образованием карбидов и карбонатов. Поэтому повышение качества и надежности пайки при использовании предлагаемого-состава происходит прежде всего за счет возможности реального восстановления степени утраченной способности к пайке. Восстановление происходит за счет присутствия в составе уксусно- этилового эфира, растворяющего.жировые включения, а в смеси с гидроксиламином в воде восстанавливающего оксидные и в особенности сульфидные, сульфатные, нитридные и карбидные включения, что позволяет расплаву равномерно, с хорошей адгезией распределяться на металлической поверхности. Это позволяет повысить качество паяных соединений, а, кроме того, и надежность соединений, т.е. увеличить срок службы соединений без потерь физико-механических свойств. Указанный эффект получен цри совместном использовании этих компонентов за счет протекания химической реакции с образованием гидроксамовой йислоты, а именно ацетгид роксамовой кислоты CHjCOOC +Hj + NHjOHrCHjCONHOH+CjHyOH. Гидроксамовая кислота растворима в воде и может реагировать как в форме /) ОН CHjCNHOH, так и в . Налиие таутомерньпс форм расширяет и усиивает химическое взаимодействие гидроксамовой кислоты также и с другими металлическими соединениями и включениями, имеющимися на поверхности, как за счет образования раствориых в воДе солей, в основном, внутриомплексного характера общей формулы 3 (CH3CONHO)Me, уводимых в раствор с поверхности, так и за счет реакции присоединения благодаря наличию у атома азота одной неподеленной пары электронов, В водных растворах посл ние ведут себя как сильные восстано вители, оксиляясь до NJ и NjO и по ностью восстанавливая продукты хими ческого взаимодействия поверхности с окружающей средой. Образующийся в результате реакции усиливает способность предлагаемой смеси раст ворять также различные соединения органического прокехояздения (например, альдегидов, кетонов и др.). При гменьшении содержания, этилацетата (менее 10%) усиливается эффект оксидирования, вернее гидроксилирования уже оксидированной поверхности, растворение пленок органического происхояздения также не происходит, в этой связи затрудняется доступ к поверхности металла данного состава. Такое же состояние поверхности наблюдается при содержа нии в составе гидроксиламина менее 5%. При увеличении содержания этилацетата более 40% наблюдается образ вание поверхностной этилацетатовой пленки, тщательно предохраняющей поверхность от возможности взаимодействия с данным составом с цепью предварительной подготовки металлиПоказателиСодержание 824 ческой поверхности перед паянием. Кроме того, увеличение количества этилацетата приводит к повышенному уксусному содержанию раствора, в результате чего появляется коррозионный эффект. При увеличении содержания гидроксипамина при сохранении оптимального количества этилацетата наблюдается ухудшение состояния пвверхноСти за счёт усиленного тидроксилирования. Кроме того, повышение надежности пайки при использовании предлагаемого состава происходит также в связи со способностью как этилацетата и гидроксиламина, так и продукта их взаимодействия, при повьяиении температуры (при пайке) полностью разлагаться на газообразные составляющие, например N , NH, , и СО, а также ацетальдегид (CHjCHO). Состав для обработки поверхности изделий перед пайкой готовится последовательным добавлением в воду гвдроксиламина и этилацетата. Все тщательно взбалтывается, затем добавляется вода до 100% и происходит перемешивание до образования однородной жидкости (10-15 мин). Процесс обработки ведется при 25-40С. Результаты исследования приведены в таблице. компонентов, мас.% и свойства паяного соединения состава

СОСТАВ ДЛЯ ПОДГОТОВКИ ПОЯЕМОЙ ПОВЕРХНОСТИ К ПАЙКЕ, содержащий этилацетат, отличающийся тем, что, с целью повьвпения качества и надежности паяного соединения за счет повышения степени восстановления утраченной способности поверхности к пайке, он дополнительно содержит гидроксиламин и воду при следующем соотношении компонентов, мае.%: Этилацетат 10-40 5-17 Гидроксиламин Остальное Вода

Усилие на разрыв

после пайкиj

кГс/мм

Усилие на разрыв

через 3 мес.,

кГс/мм

Усилие на разрыв

через 6 мес.,

кГс/мм

8,6

6,2

8,32

2,7

8,06

8,7

S1156882

Состав для подготовки паяемой по- промьшшенност.и для пайки выводов диверхности к пайке может найти широ- одов, триодов и других изделий к кое применение в полупроводниковой платам.