Паста для пайки и лужения электрорадиоэлементов Советский патент 1991 года по МПК B23K35/24 

Изобретение относится к пайке, в частности к составу пасты для лужения и пайки электрорадиоэлементов, в том числе для лужения контактных площадок микросхем и печатных плат и пайки к ним навесных элементов.

Цель изобретения - улучшение качества пайки и увеличения срока хранения пасты без расслаивания.

Паста имеет следующий состав, мас.%. Малоновая кислота0,55-0,75

Терпинеол 1,15-1.5

Антиоксидант (2,6-ди- трет-бутил-п-крезол)0.005-0,009 Гидрированная канифоль5,0-6,2 Смесь Ci4, Cie, Cie-диме- тиламинов в соотношении 1:(8,0-8,6):(16,0-16,4) 1,3-1,5 Тиксотропная добавка - смесь алифатических жирных кислот общей формулы СНз(СН2)пСООН, где п 16-20 и их гидрок- сипроизводных0,2-0,75

Дипропиленгликоль2,5-3,5

Порошок припояостальное

В качестве тиксотропной добавки паста содержит смесь 12-оксистеариновой кислоты и гидрированного касторового масла в соотношении 1:(2,0-2,5).

Введение гидрированной канифоли обеспечивает большую стабильность, поскольку она не содержит остаточных двойных связей. Дополнительно введение

О

о о а VJ

о

состав пасты малоновая кислота, активизирует флюсующие свойства гидрированной канифоли и одновременно регулирует вязкость припойной пасты.

Введение в состав пасты смеси С к Cie, Cie-диметиламинов приводит к улучшению смачивающей способности пасты, позволяет компенсировать кислотные остатки флюса (гидрированной канифоли) и одновременно обеспечивает необходимую его активность, что приводит к улучшению качества пайки.

Кроме того, С-м, Сщ Cie-диметиламины, взаимодействуя с малоновой кислотой и образуя четвертичные аммониевые основания, дополнительно обеспечивают растворение органических загрязнений на поверхности подложки, в первую очередь удалении остатков жиров, масел и т.п. Одновременно повышается вязкость пасты и уве- личивается срок ее хранения без расслаивания.

Введение в состав пасты терпинеола позволяет регулировать ее вязкость, печат- но-реологические свойства, способствует лучшему пленкообразованию. С целью стабилизации терпинеола в состав дополнительно вводится антиоксидант 2,6-ди-трет-бутил-п-крезол, который препятствует его окислению.

Тиксотропная добавка - смесь 12-окси- стеариновой кислоты и гидрированного касторового масла в соотношении 1:(2,0-2,5) улучшает гельструктуру пасты, позволяет регулировать ее вязкость и делает пригодной для трафаретной печати, а также обеспечивается продолжительный срок хранения пасты (до 12 мес.) без расслаипа ния.

Введение дипропиленгликоля в качестве растворителя флюса способствует повышению печатно-реологических свойств пасты и увеличению ее срока хранения без расслаивания.

В качестве порошка низкотемпературного припоя в состав пасты вводится порошок на основе олова-свинца или олова-свинца-серебра.

При содержании гидрированной канифоли менее 5% снижается флюсующая активность пасты, что приводит к ухудшению качества пайки - наличие нарушений сплошности и трещин на поверхности после пайки. При содержании гидрированной канифоли более 6,2% вязкость пасты возрастает и ухудшаются ее печатно-реологические свойства.

При содержании малоновой кислоты менее 0,55% не оказывается положительного влияния на флюсующую активность пасты, при содержании малоновой кислоты

более 0.75% увеличивается ее коррозионная активность. При содержании смеси С14,С1б,С18-Диметиламин в менее 1,3% и более 1,5% происходит изменение соотношения кислотно-основных свойств пасты и, следовательно, изменение ее флюсующей активности, что приводит к ухудшению качества пайки, а именно к появлению шариков припоя на подложке и нарушений сплошности на поверхности после пайки.

При содержании терпинеолз менее 1.15% и более 1,5% происходит соответственно снижение или увеличение вязкости пасты, а следовательно, ухудшение ее печатно-реологических свойств и качества пайки - наличие шариков припоя, нагара, нарушений сплошности.

При содержании 2,6-ди-трет-бутил-п- крезола менее 0,005% происходит стабилизация только части терпинеола. При содержании 2.6-ди-трет-бутил-п-крезола более 0.009% образуется его избыток, который не оказывает положительного влияния на терпинеол, а является нежелательной

примесью в пасте

При содержании тиксотропной добавки менее 0,50% увеличивается растекание пасты, нанесенной на схему, рисунок не держится, а при содержании более 0,75%

паста не пригодна для трафаретной печати из-за ухудшения ее печатно-реологических свойств.

При содержании дипропиленгликоля менее 2,5% и более 3,5% происходит измепение печатно-реологических свойств пасты, что приводит к уменьшению срока хранения пасты.

В качестве припоя можно использовать оловянно-свинцовые или оловянно-свинцовые с небольшой добавкой серебра.

Паста готовится следующим образом. Для получения 100 г припойной пасты готовят 13 г связующего и смешивают с 87 г порошка низкотемпературного припоя.

Связующее готовят следующим образом.

В расчете на 100 г связующего (навески терпинеола 10.5 г, 1,365 мас.%. дипропиленгликоля 24,7 г, 3,21 мас.% и 2,6-ди-третбутил-п-крезол 0,05 г (0,007 мас.%) помещают в двухгорловую колбу, снабженную обратным холодильником и механической мешалкой, и нагревают на водяной бане до 75°С при постоянном перемешивании. Гидрированную канифоль в количестве 43,95г (5,713 мас.%) растирают в ступке до размера частиц 5 мм и всыпают медленно по частям в колбу при постоянном перемешивании до полного растворения при 90°С.

Затем взвешивают смесь тетра-, гекса- и октадецилдиметиламинов в соотношении (1:8:16) в количестве 10,7 г (1,39 мас.%) и заливают эту навеску в колбу при постоянном перемешивании. Засыпают навеску тиксотропной добавки (смесь гидрированного касторового масла и 12-оксистеарино- вой кислоты в соотношении 2.3:1) в количестве 4,7 г (0,611 мас.%) и перемешивают эту смесь до полного ее растворения. Отключают нагрев колбы и охлаждают полученную смесь в колбе до 45°С. Затем прибавляют в смесь 5.4 г (0,704 мас.%) малоновой кислоты и перемешивают до ее полного растворения. Полученное связующее гомогенизируют на пастотерке и смешивают с порошком низкотемпературного припоя в ступке с помощью шпателя.

.Полученная паста имеет условную вязкость 21 мм, характеризуется хорошим качеством пайки, а именно отсутствием шариков припоя и нагара на подложке в процессе пайки, отсутствием нарушений сплошности, трещин на поверхности после пайки. Срок хранения такой пасты без расслаивания и изменения ее печатно-рео- гологических свойств составляет 12 мес.

Примеры выполнения пасты и ее свойства приведены в таблице. Примеры 1-4 в пределах, заявляемых в формуле изобретения, примеры 5-16 показывают выход за пределы, пример 17 - по прототипу.

Использование пасты позволяет улучшить качество пайки и увеличить ее срок хранения без расслаивания в 2 раза.

Формула изобретения

1.Паста для пайки и лужения электрр- радиоэлементов, содержащая порошокГ ч

низкотемпературного припоя, канифоль, вещество из класса аминов, тиксотропную добавку и растворитель из класса гликолей, отличающаяся тем, что, с целью улучшения качества пайки и увеличения срока хранения пасты

без расслаивания, она дополнительно содержит малоновую кислоту, терпинеол и ан- тиоксидант 2,6-ди-трет-бутил-п-крезол, в качестве канифоли - гидрированную канифоль, в качестве вещества из класса аминов - смесь Ci4-, Ci6, Cia-диметиламинов, взятых в соотношении 1:8,0-8.6:16,0-16,4, в качестве тиксотропной добавки - смесь алифатических жирных кислот общей формулы СНз(СН2)пСООН, где п 16-20. и их гидроксипроизводных, а в качестве растворителя дипропиленгликоль при следующем соотношении компонентов, мас.%: малоновая кислота 0,55-0,75. терпинеол 1.15-1.5.

антиоксидант 2,6-ди-трет-бутил-п-крезол 0.005-0.009. гидрированная канифоль 5,0- 6.2, смесь Си-, Ci6-, Cie-диметиламинов в соотношении 1:8.0-8,6:16,0-16.4 1.3-1.5. тиксотропная добавка 0.50-0.75. дипропиленгликоль 2.5-3,5, порошок низкотемпературного припоя остальное.

2.Паста по п. 1,отличающаяся тем. что в качестве тиксотропной добавки она содержит смесь 12-оксистеариновой кислоты и гидрированного касторового масла в соотношении 1:2,0-2,5.

Изобретение относится к пайке, в частности к составам паст для лужения и пайки электрорадиоэлементов, в том числе для лужения контактных площадок микросхем и печатных плат и пайки к ним навесных элементов. Цель изобретения - улучшение качества пайки и увеличение срока хранения пасты без расслаивания. Паста содержит следующие элементы, мас.%: малоновую кислоту 0,55 - 0,75

терпинеол 1,15 - 1,5

антиоксидант 2,6-ди-трет-бутил-пкрезол 0,005 - 0,009

гидрированную канифоль 5,0 - 6,2

вещество из класса аминов - смесь C₁₄, C₁₆, C₁₈ - диметиламинов в соотношении 1 : (8,0 - 8,6) : (16,0 - 16,4) - (1,3 - 1,5)

тиксотропную добавку - смесь 12 - оксистеариновой кислоты и гидрированного касторового масла в соотношении 1 : (2,0 - 2,5) - (0,50 - 0,75)

растворитель - дипропиленгликоль 2,5 - 3,5 и порошок низкотемпературного припоя на основе олова - свинца или олова - свинца-серебра остальное. Паста обеспечивает отсутствие шариков припоя и нагара на подложке в процессе пайки. Отсутствуют нарушение сплошности и трещины на поверхности после пайки. Срок хранения пасты без расслоения и изменения ее печатнореологических свойств составляет 12 мес. 1 з.п.ф-лы, 1 табл.