Паста для пайки Советский патент 1990 года по МПК B23K35/24 

Изобретение относится к пайке, в частности к составу пасты для пайки, наносимой преимущественно методом трафаретной печати, предназначенной для пайки электрорадиоэлементов жесткими выводами блоков радиоэлектронной аппаратуры, навесных элементов, и может быть использовано в различных изделиях радиоэлектронной, приборостроительной и машиностроительной отраслях промышленности.,

Целью изобретения является повышение консервирующей способности, активности и коррозионной стойкости паяных соединений.

Паста содержит компоненты в следующем соотношении, масД:

Неионогенное поверхностно-активное вещество 3,0-7,0 Гидрогалогенид алифатического амина 3,0-6,0 Гидрохинон 0,3-1,0 Двухлористое олово 0,5-2,0 Соль карбоновой кислоты и триэтаноламина4,0-10,0 Триэтаноламин 0,5-1,0 Полиметилсилокса- новая жидкость 0,5-1,0 Порошковый припой Остальное Введение в состав пасты неионоген- ного водорастворимого поверхностно- активного вещества обеспечивает ей пластичность и позв.оляет получить

СП

ел

СЛ

о so

невысокую консистенцию органического связующего, а также обеспечить возможность полного удаления остатков после пайки даже холодной водой. В качестве поверхностно-активного вещества выбраны известные смачивающие, диспергирующие и моющие вещества, улучшающие адгезию пасты к паяемой поверхности, которые в сочетании с активной составляющей участвуют в процессе снятия окислов с поверхности паяемого соединения и припоя, снижают поверхностное натяжение на границе фаз и тем самым повышают качество паяемых узлов и блоков, К таким веществам относятся моноэтанол- амиды синтетических жирных кислот фракции , которые также являются ингибиторами коррозии.

В качестве активной составляющей паста содержит гидрогалогенид алифатического амина (например солянокислый триэтаноламин, солянокислый моно- этаноламин), гидрохинон, олово дву- хлористое, соль карбоновой кислоты и триэтаноламина (например, щавеле- кислый триэтаноламин).

В процессе пайки происходит разложение солей на карбоновую и соляную кислоты и алифатические амины. Алифатические амины растворяют окислы олова, кроме того, являясь инертными носителями, выполняют функции растворителя и играют роль защиты поверхности от окисления. Под действием кислот происходит поэтапное удаление окислов. Гидрохинон способствует восстановлению последних, повышает качество лужения, увеличивает срок хранения пасты. Двухлористое олово вос- .станавливает окисные пленки паяемых деталей до металла и улучшает смачивание поверхности металла с припоем, так как при нагревании происходит высаживание слоя олова, которое, являясь барьерным покрытием, предохраняет паяемую поверхность от дальнейшего взаимодействия с активной средой.

Полиметилсилоксановая жидкость является антиноксидантом, увеличивает температуростойкость, реологическую и флюсующую стабильность пасты. Преимущество пасты состоит в том, что составляющие компоненты действуют поэтапно, сохраняя на протяжении всего процесса пайки высокую активность, хорошую собираемость порошкового при

Q 5 0

5

5

0

5

0

5

0

поя и смачиваемость контактов паяемых деталей. Данная паста неагрессивна, имеет низкую температуру плавления 180-300°С, что предотвращает перегрев мелких деталей микросхем, характеризуется большой адгезией в месте спая, что в свою очередь увеличивает прочность паяного соединения. Остатки пасты, т.е. остатки продуктов разложения, легко удаляются с поверхности водой.

Пасту готовят следующим образом.

В неионогенное поверхностно-активное вещество, нагретое до температуры 70°С, вводят порошок припоя и тщательно перемешивают. В полученную смесь добавляют соль карбоновой кислоты и триэтаноламина (которую готовят смешиванием 1 моль карбоновой кислоты с 1,3 моль триэтаноламина), гидрогалогенид алифатического амина (который готовят смешиванием 1 моль соляной кислоты с 1 моль алифатического амина), в полученную смесь добавляют гидрохинон и двухлористое олово, предварительно смешанные с триэfаноламином. В готовую пасту добавляют полиметилсилоксановую жидкость.

Примеры выполнения пасты и ее характеристика представлены в табл.1 (припой ПОСБ1).

Данные по растекаемости пасты представлены в табл.2, а по коррозионной стойкости - в табл.3.

Из представленных в табл.2 данных следует, что значения коэффициента растекаемости предлагаемой пасты превышают соответствующие значения противопоставленной пасты, что можно объяснить введением в состав флюса гид- рогалогенида алифатического амина и олова двухлористого.

В процессе пайки гидрогалогенид разлагается, выделившийся хлористый водород, являясь более сильной активной составляющей в сравнении с органическими кислотами, снимает окислы а не только с поверхности паяемых деталей, но и с порошков разной степени дисперсности, выпускаемых промышленностью. Олово двухлористое восстанавливает окисные пленки паяемых деталей до металла и улучшает смачивание поверхности металла с припоем, так как при нагревании происходит высаживание слоя олова, которое, являясь барьер- 1 ным покрытием, предохраняет паяемую

15

поверхность от дальнейшего взаимодействия с активной средой.

Предлагаемая паста не теряет своих

свойств в течение полугода, .т.е. обеспечивает такую же растекаемость, как и после приготовления.

КОРРОЗИОННУЮ СТОЙКОСТЬ ПаСТЫ ОП-

ределяют путем замеров сопротивления резистора, сформированного на ситал- ловой подложке СТ-51 из резистивного сплава Рс 37-10. Результаты измерения сведены в табл.3.

Представленные в табл.3 данные показывают, что предлагаемая паста коррозионностойкая, так как после пайки сопротивление резисторов не меняется. Кроме того, введенные в состав пасты моноэтаноламиды синтетических жирных кислот фракции С, являются ингибиторами коррозии. Таким.образом, активность предлагаемой пасты выше, она не вызывает коррозии и обеспечивает сохранность свойств не менее 6 мес.

jg

25

6 з о б р

15

20

Формула изобретения Паста для пайки, содержащая три- этаноламин, соль кар боновой кислоты и триэтаноламина, гидрохинон, порошковый припой, отличающаяся тем, что, с целью повышения консервирующей способности, активности, коррозионной стойкости паяных соединений, она дополнительно содержит неионоген- ное поверхностно-активное вещество, гидрогалогенид алифатического амина, двухлористое олово, полиметилсилок- сановую жидкость при следующем соотношении компонентов, мас.%: Неионогенное поверхностно-активное вещество 3,0-7,0 Гидрогалогенид алифатического амина 3,0-6,0 Гидрохинон0,3-1,0

Двухлористое олово 0,5-2,0 Соль карбоновой кислоты и триэтаноламина4,0-10,0 Триэ таноламнн 0,5-1,0 Полиметилсилок са новая жидкость 0,5-1,0 , Порошковый припой Остальное

Изобретение относится к пайке, в частности к пастам для низкотемпературной пайки, наносимым преимущественно методом трафаретной печати, и может быть использовано в радиоэлектронной, приборостроительной и машиностроительной отраслях промышленности. Цель изобретения - повышение консервирующей способности, активности и коррозионной стойкости паяных соединений. Паста содержит компоненты в следующем соотношении, мас.%: неионогенное поверхностно-активное вещество (например, моноэтаноламид синтетических жирных кислот фракции С₁₀-С₁₆) 3-7

гидрогалогенид алифатического амина (например, солянокислый триэтаноламин) 3-6

гидрохинон 0,3-1,0

двухлористое олово 0,5-2,0

соль карбоновой кислоты и триэтаноламина 4-10

триэтаноламин 0,5-1,0

полиметилсилоксановая жидкость 0,5-1,0. Температура плавления пасты 180-300°С. Компоненты, составляющие пасту, в процессе нагрева действуют поэтапно, сохраняя на протяжении всего процесса пайки высокую активность и смачиваемость контактов паяемых деталей. Остатки продуктов разложения легко удаляются с поверхности водой. 3 табл.

Коноэтаноламид

Солянокислый три- этаноламин

Гидрохинон Двухлористое олово Щавелевокислый триэтаноламин Триэтаноламин Полиметилсилокса- новая жидкость Порошковый припой

Моноэтаноламид Солянокислый триэтаноламин

Гидрохинон Двухлористое олово Щавелевокислый

0,2 0,4

3 0,3

0,3 Остальное

3

0,3 0,5

230- 270°С

2- 3 мин

Контакты с выводами покрыты пористой коркой неоплавленного порошка

230- Поверхность вьгоо- 27С С дов и контактов 1- ровная, блестящая 1,5 мин с хорошим формообразованием без раковин

Уменьшение количества активатора приводит к неполному оплавлению порошка. В результате уменьшения количества наполнителей паста теряет пластичность

Высокоактивная паяльная паста. Имеет устойчивое коллоидное состояние при продолжительном хранении. Остатки пасты не вызывают коррозии паяных

:i

пли

Солянокислый три- этаноламин

Гидрохинон ь

0,5

Двухлористое олово 1,0 Щавелевокислый триэтаноламин 7 Триэтаноламин 0,8 Полиметилоксано- вая ясидкость 0,6 Порошковый припой Остальное

Моноэтаноламид 7 Солянокислый триэтаноламин 6

Гидрохинон Двухлористое олово Щавелевокислый триэтаноламин Триэтаноламин Полиметилсилокса- новая жидкость Порошковый припой

Моноэтаноламид Солянокислый триэтаноламин

Гидрохинон

Двухлористое олово Щавелевокислый триэ таноламид Триэтаноламин Полиметилсилокса- новая жидкость Порошковый припой

1 2

10 1,0

1,0 Остальное

8

1,5

11 2

2

Остальное

дов и контактов ная паста. Имеет ус- ровная, блестящая тойчивое коллоидное с хорошим формо- состояние при продолжительном хранении. Остатки пасты не вызывают коррозии паяных соединений и легко удаляются водой.

230270°С

1,0- образованием без

1,5 мин раковин

Поверхность выво Высокоактивная паяль- дов и контактов ная паста. Имеет ус- 230- ровная, блестящая тойчивое коллоидное 270° С с хорошим ФОРМО- состояние при продолжительном хранении. Остатки пасты не вы- зывают коррозии паяных соединений и легко удаляются водой.

с хорошим формообразованием, без раковин

230- 270°С

0,7- ление защитного 1,0 мин покрытия с выводов

При оплавлении Увеличение количества происходит страв- активатора приводит

к стравлению защитного покрытия с выводов. Увеличение количества наполнителей влечет за собой уменьшение количества порошкового припоя. В результате при пайке образуется тонкий слой паяемого металла, что не обеспечивает надежность паяного соединения

Продолжение табл.1.

ная паста. Имеет ус- тойчивое коллоидное состояние при продолжительном хранении. Остатки пасты не вызывают коррозии паяных соединений и легко удаляются водой.

Поверхность выводов и контактов ровная, блестящая с хорошим ФОРМО-

с хорошим формообразованием, без раковин

ного выво

нии Увеличение количества страв- активатора приводит

к стравлению защитного покрытия с выводов. Увеличение количества наполнителей влечет за собой уменьшение количества порошкового припоя. В результате при пайке образуется тонкий слой паяемого металла, что не обеспечивает надежность паяного соединения

Таблица2

Коэффициент-растекаемости при температуре

пайки 180-220°С

на медина никеле

после приго- через 6 мес после приго- через товлениятовления 6 мес

3,03,0 2,0 2,0 3,153,1 2,4 2,39 3,43,35 2,15 2,2 3,63,65 2,1 2,1 3,953,95 2,5 2,45 2,232,23 2,22,2

ТаблицаЗ

Сопротивление резисторов, кОм

до пайки(после пайки через 1 мес

5

10 20 40

5

10 20 40