Флюс для низкотемпературной пайки никеля и его сплавов Советский патент 1991 года по МПК B23K35/363 

Изобретение относится к области пайки, в частности к составам флюсов для лужения и пайки никеля и его сплавов, и может быть использовано в радиотехнической, электротехнической и приборостроительной промышленности.

Целью изобретения является повышение качества паяного соединения за счет обеспечения однородности состава.

Флюс имеет следующий состав, мас.%:

Трипропиламин гидрохлорид1,0-3,31

Диэтиленгликоль15,0-23,97

Полиэтиленгликоль 100

или 11525,0-33,06

Гидроксилсодержащие

олигоэфиры молекулярной

массы 800-2500,полученные

на основе смеси окисей

алкиленов в присутствии

полигидроксильных стартовых веществ38,87-58,7 Фенотиазин0,3-0,79 Гидроксилсодержащие олигоэфиры молекулярной массы 800-2500, полученные на основе смеси окисей алкиленов в присутствии полигидроксильных стартовых веществ вводят в состав флюса для равномерного распределения полиэтиленгликолей в составе, поскольку олигоэфиры являются нейтральным растворителем для полиэтиленгликолей при температуре выше 35-40°С и образуют при этом не расслаивающуюся композицию. При температуре ниже 35 - 40°С идет равномерное распределение полиэтиленгликолей в олигоэфирах с образованием гелеобразной смеси.

Полученная система нейтральна при нормальной температуре, а при температуре пайки функциональные группировки олиО

С СО

О 00

ю

гоэфиров совместно с трипропиламин гидрохлоридом обеспечивают раскисление припоя.

Трипропиламин гидрохлорид в данном составе выполняет также функцию поверхностно-активного вещества, предотвращающего расслаивание двух фаз (твердой и жидкой) за счет средства аминосоедине- ния к органическим растворителям.

Трипропиламин гидрохлорид снижает поверхностное натяжение на границе двух фаз во флюсе (полиэтиленгликолей и олиго- эфиров с диэтиленгликолем), что приводит к взаимному проникновению макромолекул полиэтиленгликоля в жидкую фазу, т.е. происходит равномерное распределение полиэтиленгликолей в органическом растворителе, обеспечивающее однородность состава и, как следствие, повышение качества паяного соединения, преимущественно никеля и никелевых сплавов, за счет правильной кристаллизации.

Введение в состав флюса диэтилен- гликоля. полиэтиленгликоля 100 или полиэтиленгликолей 115 совместно с гид- роксилсодержащим олигоэфиром молекулярной массы 800 - 2500, полученных на основе смеси окисей алкиленов в присутствии полигидроксильных стартовых веществ, создают условия для образования на поверхности расплавленного припоя тонкой предполимерной пленки невысыхающей консистенции, что позволяет производить горячее лужение и пайку под слоем вязкоте- кучего органического связующего. При этом защитная пленка низкомолекулярного предполимерного соединения обеспечивает сплошное плотное равномерное покрытие поверхности, подлежащей горячему лужению даже выше традиционной температуры 230-250°С, что позволяет обеспечить качественное покрытие расплавленным припоем никеля и его сплавов. При этом в отличие от прототипа не наблюдается наличие продуктов термической деструкции компонентов состава.

Повышенная вязкость состава, достигаемая оптимальным соотношением между собой диэтиленгликоля, полиэтиленгликоля 100 или 115, гидроксилсодержащим олигоэфиром молекулярной массы 800 - 2500, полученных на основе смеси окисей алкиленов в присутствии полигидроксильных стартовых веществ, обеспечивает равномерное тепловое воздействие, например, на материал печатной платы под воздействием расплавленного припоя, исключая деформацию и не изменяя текстуры диэлектрика печатной платы,

При увеличении содержания полиэтиленгликоля 110 или 115 выше 33,06 мас.% существенно повышается вязкость состава, что требует большого времени выдержки

при температуре лужения и пайки для обеспечения растекания вязкотекучего органического связующего по поверхности паяемого или подвергающегося горячему лужению материала. Расход компонентов

0 состава при этих условиях лужения и пайки становится неоправданным.

При содержании полиэтиленгликоля 100 или полиэтиленгликоля 115 меньше 25 мас.% не обеспечивается сплошность

5 покрытия составом луженой поверхности. Кроме того, снижается флюсующая активность, не компенсируемая даже наличием активатора.

При увеличении содержания диэтиленг0 ликоля выше 23,97 мас.% изменяются вязкостные характеристики состава, что не обеспечивает сплошность покрытия поверхности при горячем лужении расплавленным припоем.

5При снижении содержания диэтиленгликоля ниже 15,0 мас.% вязкость состава уже не определяет его технологичность. Эти же условия выбора оптимальной концентрации свойственны и гидроксилсодержащим

0 олигоэфирам молекулярной массы 800 - 2500, полученным на основе смеси окисей алкиленов в присутствии полигидроксильных стартовых веществ. Кроме того, снижение содержания гидроксилсодержащих

5 олигоэфиров молекулярной массы 800 - 2500 ниже 38,87 мас.% не обеспечивает его воздействие как поверхностно-активного смачивающего вещества, обеспечивающего при лужении и пайке равномерное покры0 тие расплавленным припоем проводников печатных плат.

Введением фенотиазина обеспечивается стабилизация гидроксилсодержащего олигоэфира молекулярной массы 800 - 2500

5 при жестких температурных режимах лужения расплавленным припоем. Другая необходимость введения фенотиазина диктуется его ингибирующим действием.

При снижении содержания фенотиази0 на меньше 0,3 мас.% не обеспечивается стабилизация гидроксилсодержащего олигоэфира молекулярной массы 800 - 2500 и исключается ингибирующее воздействие. Увеличение содержания фенотиазина вы5 ше 0,79 мас.% экономически не оправдано, поскольку не обеспечивается увеличение эффективности его практического использования. Кроме того, затрудняется отмывка остатков состава после лужения и пайки.

Ведением трипропиламин гидрохлорида обеспечивается повышение активности состава, обеспечивающей качественное лужение и пайку никеля и его сплавов.

При содержании трипропиламин гидро- хлорида выше 3,3 мас.% наблюдается коррозия паяных соединений, не компенсируемая увеличением концентрации фенотиазина выше 0,79 мас.%.

При содержании трипропиламин гидро- хлорида ниже 1,0 мас.% не обеспечиваются качественные лужение и пайка никеля и его сплавов за счет возникновения непропаев и сосулек.

Флюс для лужения и пайки изделий го- товят следующим образом.

Растирают полиэтиленгликоль 100 или полиэтиленгликоль 115 до порошкообразного состояния. Затем последовательно вводят при нагревании до 80 - 90°С и при непрерывном перемешивании диэтиленг- ликоль. гидроксилсодержащий олигоэфир молекулярной массы 800 - 2500,стабилизованный фенотиазином при этих же температурах, но при интенсивном перемешивании. Последним вводится трипропиламин гидрохлорид.

При 35 - 40°С и ниже состав застывает в аморфную массу. В таблице приведены примеры конкретного выполнения состава для пайки никеля и его сплавов.

Заявляемый флюс застывает в аморфную массу при температуре ниже 35 - 40°С и обладает повышенной скоростью восстановления окислов на поверхности изде- лий, подвергаемых лужению и пайке в широком диапазоне концентраций ингредиентов.

Состав 3 хорошо растекается при температурах горячего лужения, образуя рав- номерную защитную пленку на поверхности изделий и обеспечивая ровное покрытие расплавленным припоем. При этом формируется качественное покрытие расплавлен

ным припаем и образуется правильная его кристаллизация без дендридоо.

Составы 1-3 обладают свойствами поверхностно-активного вещества что способствует качественной очистке ог остатков состава после лужения и пайки проточной теплой и холодной содой.

Использование флюса для лужения и пайки изделий улучшает условия труда, повышает качество изготавливаемых элементов и блоков РЭА, а также повышает производительность их изготовления.

Формула изготовления Флюс для низкотемпературной пайки никеля и его сплавов, содержащий активную составляющую, многоатомный спирт, полиэтиленгликоль 110 или попиэтиленгли- коль 115, отличающийся тем, что, с целью повышения качества паяного соединения за счет обеспечения однородности СОСТРВЭ, он дополнительно содержит гидро- ксилсодержащие олигоэфиры молекулярной массы 800-2500, полученные на основе смеси окисей алкиленив в присутствии полигидроксильных стартовых веществ, и фенотиазин,в а качестве активной составляющей трипропиламин гидрохлорид, многоатомного спирта - диэтиленгликоль при следующем соотношении компонентой, мас.%:

Трипропиламин гидрохлорид1,0-3,31 Диэтиленгликоль15,0-23,97 Полиоксиэтиленгликоль 100 или 115 25,0-33,06 Гидроксил содержащие олигоэфиры молекулярной массы 800-2500, полученные на основе смеси окисей алкиленов в присутствии полигидроксильных стартовых веществ 38,87-58,7 Фенотиазин0,3-0,79

Продолжение таблицы

Изобретение относится к пайке, в частности к составу флюса для лужения и пайки никеля и его сплавов, и может быть использовано в радиотехнической, электротехнической и приборостроительной промышленности. Цель изобретения - повышение качества паяного соединения за счет обеспечения однородности состава. Флюс содержит следующие компоненты, мас.%: трипропиламин гидрохлорид 1 - 3,31, диэтиленгликоль 15 - 23,97, полиэтиленгликоль (100 или 115) 25 - 33,06, гидроксилсодержащие олигоэфиры молекулярной массы 800 - 2500, полученные на основе смеси окисей алкиленов в присутствии полигидроксильных стартовых веществ 38,87 - 58,7, фенотиазин 0,3 - 0,79. Качество паяного соединения повышается за счет повышения смачивания припоем паяемой поверхности. Для придания составу однородности в него вводят трипропиламин гидрохлорид и гидроксилсодержащий олигоэфир с молекулярной массой 800 - 2500, при этом флюс хорошо растекается, образуя равномерную защитную пленку. 1 табл.