Припой для бесфлюсового облуживания и пайки печатных плат Советский патент 1991 года по МПК B23K35/26 

Изобретение относится к пайке, в частности к составу припоя, и может быть использовано в производстве изделий РЭА, микроэлектроники при бесфлюсовой пайке и бесфлюсовом облуживании металлических поверхностей.

Цель изобретения - повышение качества обслуживания и пайки путем повышения адгезии и смачиваемости припоя,

Припой имеет следующий состав, мас.%:

Олово20-40

Серебро5-10

Пьезоактивный материал с размером частиц

1-10 мкм10-55

СвинецОстальное

Использование в составе припоя шахты из пьезоактивного материала позволяет создавать качественное паяное соединение при безфлюсовой пайке путем использования стимулированных радиационными дефектами цепных реориентационных процессов в пьезоактивном материале, что обусловливает генерацию ультразвуковых акустических колебаний, очищающих контактную площадку, активирующих радиационные дефекты на паяемых поверхностях, что определяет адгезионные свойства припоя, т.е. повышает его смачиваемость.

В качестве пьезоактйвного материала может быть использован, например, серийно выпускаемый ВаТЮз или серийно выпускаемый пьезоматериал ЦТБС-3 (ГОСТ 13927-800, п.п. 1.1). Размер частиц в шихте должен быть меньше равновесной ширины домена пьезоматериала (т.е. не более 10 мкм). Нижний предел размера частиц шихты определяется мощностью генерируемых акустических колебаний и их различимостью на фоне собственных шумов материала (не менее 1-2 мкм).

Механизм действия дополнительно введенной в состав припоя шихты пьезоактивного материала заключается в том что

Ё

DS

ю

00

о

ю

примеси рддиактивных изотопов, входящих в состав свинца, обеспечивающие «-излучение (0,2-0,5 ч) создают дефекты в поверхностных слоях частиц шихты пьезоактивного материала. При пайке производится разогрев исходной смеси, что приводит к возбуждению в поверхностных слоях частиц шихты цепных реориентационных процессов, связанных с переориентацией вектора поляризации в областях, прилегающих к дефектам. Цепные реориентационные процессы сопровождаются генерацией ультразвуковых колебаний. Интенсивность указанных колебаний возрастает в 10-20 раз в районе фазового перехода пьезоактивного материала из сегнетофазы в пьезофазу, что вызывает интенсивную ультразвуковую очистку паяемых поверхностей и активацию дефектов, дающих положительный эффект увеличения адгезии.

Припой изготавливают из технически чистых компонентов путем расплавления свинца под слоем угля при 350-370°С и введения в него олова, серебра и пьезокерамики с последующим рафинированием канифолью из расчета 0,01% от веса шихты. Разливку осуществляют при 150-180°С, желательно в изложницу с дополнительным охлаждением..

Припой можно использовать для обслуживания контактных площадок многоуровневых толстопленочмых коммутационных плат. Обслуживание плат производят в ванне припоя предлагаемого состава при 180- 210°С. Над поверхностью припоя находится слой глицерина высотой 8-10 мм..

Плата с помощью фторопластового пинцета-захвата, погружается в ванну припоя под гулом 60° к зеркалу припоя и перемещается параллельно основанию ванны 2-3 раза, после чего извлекается под углом 60-90°.

В табл.1 приведены примеры выполнения припоя,

Качество облуживажния проверялось на тест-платах с размером контактных площадок 1,4x0,7 мм, Тест-плата представляет собой подложку из керамики 22ХС с нанесенным на нее слоем изоляции на основе ситаллоцемента 0031. На поверхности изоляции расположены контактные площадки из проводниковой композиции 4350 на основе серебра и палладия.

В табл.2 даны свойства паяного соединения.

Глицерин является флюсом, однако в примере, приведенном в описании, он используется лишь для защиты поверхности ванны-припоя от контакта с атмосферой, что снижает интенсивность окисления припоя.

Сами платы перед окунанием в ванну флюсом не покрываются. Отсутствие глицерина на поверхности ванны припоя не оказывает влияния на результаты обслуживания плат. Таким образом, как видно из табл.2,

припой позволяет обеспечить качественное лужение контактных площадок многослойных толстопленочных плат.f

Кроме того, применение припоя данного состава способствует улучшению условий

труда, так как позволяет исключить токсическое действие флюса.

Формула изобретения Припой для бесфлюсового облуживания и пайки печатных плат, содержащий олово, серебро и свинец, отличающийся тем, что, с целью повышения качества облужива- ния и пайки за счет повышения адгезии и смачиваемости, он дополнительно содер- жит шихту пьезоактивного материала с размером частиц от одного до десяти мкм при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Олово20-40;

Серебро5-10:

Пьезоактивный материал с размером частиц

1-10 мкм10-55;

СвинецОстальное

Т а б л и ц а 1

Изобретение относится к гайке, в частности к составу припоя, и может быть использовано в производстве изделий радиоэлектронной аппаратуры. Цель изобретения - повышение качества обслуживания и пайки за счет повышения адгезии и смачиваемости. Припой имеет следующий состав, мас.%: олово 20...40; серебро 5...10; пьезоактивный материал с размером частиц 1-10 мкм 10-55, свинец остальное. Припой используется для обслуживания контактных площадок многоуровневых толстопленочных коммутационных плат. Обслуживание плат производится в ванне припоя при 180- 210°С. Над поверхностью припоя находится слой глицерина 8-10 мм. Припой обеспечивает площадь растекания 100%, краевой угол смачивания равен 10-17°, коэффициент растекания 1,25-1,3. 2 табл.

Таблица