Консервирующий флюс для пайки печатных узлов Советский патент 1993 года по МПК B23K35/363 

Изобретение относится к пайке, в частности к флюсам, применяемым преимущественно в процессе пайки и лужения легкоплавкими припоями, например, плат печатного монтажа с навесными элементами и блоков радиоэлектронной аппаратуры.

Для достижения поставленной цели консервирующий флюс для пайки печатных узлов дополнительно содержит диметилформамид при следующем соотношении компонентов, мас.%.

Канифоль сосновая10-30

Диметилформамид11-15

Ортофосфорнэя

кислота1.3-1.5

Этиловый спиртОстальное

Добавление ортофосфорной кислоты во флюс способствует снятию окисной пленки с паяемого соединения и в дальнейшем увеличивает коррозионную стойкость этого соединения после пайки. Остатки флюса с ортофосфорной кислотой поэтому можно не удалять, а печатные узлы сразу можно покрывать лаком для герметизации или оставлять без лакировки в зависимости от условий эксплуатации изделия.

Для доказательства положительного эффекта от ортофосфорной кислоты приводим табл.1.

Данные по поверхностному сопротивлению изоляции подложки представлены в табл.2.

Из табл.2 видно, что изменение концентрации ортофосфорной кислоты в диапазоне 0,2-2,0 мас.% практически не влияет на поверхностное сопротивление изоляции подложки.

Введением в состав флюса диметил- формамидэ достигается улучшение его консервирующих свойств благодаря приданию флюсу пластичности и предохранению его от плесневения, Это вещество относится к группе альдегидов и является производным от диметиламина и муравьиной кислоты.

При приготовлении флюса ортофосфор- ная кислота частично образует с этиловым спиртом эфир с выделением воды.

СО

с

00

го ел VJ о о

+ ЗС2Н5ОН - Этиловый спирт

В присутствии воды, выделяющейся согласно указанной реакции, диметилформа- мид разлагается на муравьиную кислоту и диметиламин

(СНзЬ - N - С f ЧН

Н20

О

// - (СНз)2 - NH С - Н

ОН

Диметиламин

В свою очередь диметиламин взаимодействует с ортофосфорной кислотой, образуя сложный аминофосфид, который является хорошим инсектицидом.

О ОНР - ОН

4 он

/он

о Р -

+ HN

/

СН3

СНз

N

/

СНз

f H20

.

ОН СНз Диметиламинофосфид

Таким образом, давление во флюс диме- тилформамида обеспечивает решение поставленной задачи, делая флюс более эластичным и устойчивым от бактерицидного загрязнения и плесневения, улучшая его бактерицидные свойства.

Для доказательства положительного эффекта от добавления диметилформамида был приготовлен флюс, мас.%:

Сосновая канифоль29,6

Этиловый

спирт69,1

Ортофосфорная

кислота1,3

Флюс был разделен на 10 частей и в каждую часть добавлено определенное количество диметилформамидэ (образцы 2- 10). Образец 1 - без диметилформамида.

На прозрачное стекло наносился слой приготовленных флюсов, высушен при 60- 70°С в течение 1 ч. Образцы были помещены во влагостат с р - const 98%. На каждый образец был помещен кусочек пле-

0

5

0

5

0

5

0

5

0

0-С2Н5 0 Р О-СаНб + ЗНаО

О -С2Н5 Этилфосфат

сени, а влагостат был помещен в термостат при 30-40°С. Через 10 суток пребывания во влажных условиях плесень высохла из всех образцах с диметилформамидом. На образце без диметилформамида плесень осталась.

Далее эти образцы были помещены в камеру холода и испытывались при -60°С в течение 2 ч постепенным снижением и повышением температуры. Затем был произведен осмотр образцов с помощью микроскопа БМ-4. Результаты сведены в габл.З.

Из табл.3 видно, что диметилформамида достаточно от 11 до 15 мас.% от веса флюса для придания консервирующих и эластичных свойств флюсу. Меньшее количество диметилформамида не обеспечивает плотное покрытие без трещин при испытании на холодоустойчивость. Большее количество не обеспечивает плотного покрытия.

Приготавливается заявляемый флюс следующим образом.

Навеска измельченной сосновой канифоли растворяется в этиловом спирте, затем добавляется фотофосфорная кислота и ди- метилформамид согласно рецептуре.

В табл.4 приведены примеры конкретного выполнения состава флюса и результаты испытаний для предельных, средних и запредельных значений ингредиентов, а также приведены характеристики флюса- прототипа.

Как видим из табл.4, заявляемый флюс обеспечивает высокий коэффициент расте- каемости припоя, малую скорость раскисления, тем самым обеспечивая качественную пайку, о чем свидетельствует значительное уменьшение количества не- пропаев на печатных платах. При этом чем больше добавлено ортофосфорной кислоты, тем качественнее пайка. Однако для обеспечения надежности работы прибора, где использовался при испытании заявляемый флюс без отмывки, следует ограничиться пределом 1,4 мас.% ортофосфорной кислоты от веса флюса, т.к. большее количество кислоты способствует потемнению мест пайки, что связано с поглощением воды, которая, в свою очередь, способствует уменьшению сопротивления изоляции печатной платы. Меньше 1,1 мэс.% ортофосформой кислоты нецелесообразно вводить, т.к. пайка получается с сосульками, что говорит о слабой активности флюса.

Предлагаемый флюс не имеет неприятного запаха, раздражавшего слизистую оболочку глаз и дыхательных путей, и пригоден как для ручной так и для групповой пайки печатных узлов.

Формула изобретения Консервирующий флюс для пайки печатных узлов, содержащий сосновую канифоль, ортофосфорную кислоту, этиловый

спирт, отличающийся тем, что, с целью повышения консервирующих свойств флюса при сохранение электроизоляционных свойств изделия, он дополнительно содержит диметилформамид при следующем соотношением компонентов, мас.%: Сосновая канифоль10-30Ортофосфорная

кислота1,3-1.5

Диметилформамид11-15

Этиловый спиртОстальное

Г а 6 л и ц а 1

Использование1 пайка и лужение плат печатного монтажа с навесными элементами и блоков радиоэлектронной аппаратуры. Сущность изобретения: консервирующий флюс содержит следующие компоненты, мас.%: сосновая канифоль 10-30; ортофос- форная кислота 1,3-1.5; диметилформамид 11-15; этиловый спирт остальное 4 табл.

Таблица 2

Таблица 3

Таблица