Способ управления площадью растекания припоя по поверхности твердого тела Советский патент 1982 года по МПК B23K1/00 

1

Изобретение относится к технологии получения паяных соединений, в частности к способам управления процессами смачивания и растекания припоя по поверхности твердого тела при пайке. .

Современное производство (электроника, машиностроение и др.) нуждаются в разработке новых способов получения надежных спаев, обладающих разнообразными физико-механическими и физико-химическими свойствами. Серьезной проблемой является эффективное управление площадью смачивания жидким припоем твердой поверхности. В одних случаях требуется ограничение площади растекания (при интенсивном смачивании) , в других случаях, наоборот, получение макс 1мальной площади контакта при заданном количестве припоя.

Известны способы управления площадью растекания металлического расплава по поверхности твердого тела.

Для ограничения площади растекания жидкой металлической капли делаются или проволочные преграды из смачиваемого материала, или кандвки вокруг капли, где задерживается избыточный расплав D .

Однако ни один из,указанных способов не является универсальным, т.е. позволяющим при необходимости не только ограничивать растекание, но

10 и способствовать ему. Эти способы технически неудобны и.могут приводить к разрушениям твердой поверхности или нарушениям состава межфазной границы.

Известен способ лужения и пайки,

15 в котором используется взаимодействие магнитного и электрического полей для управления растекания припоя

Однако при использовании известното способа эффект взаимодействия ма1-

20 нитного и электрического полей сводится к простому механическому выпячиванию бугорка над поверхностью расплава. Он не пригоден при пайке 3Э деталей электроники, например при пайке микросхем. Цель изобретения - получение требуемой площади растекания припоя и увеличение прочности паяных соединений. Поставленная цель достигается тем что согласно способу управления площадью растекания припоя по поверхности твердого тела твердое тело с припоем .размещают в постоянном магнитном поле и подают электрический ток, последний пропускают через твер дое тело в направлении, перпендикулярном направлению внещнего магнитно го поля. В зависимости от взаимной ориентации векторов плотности электриче кого тока и индукции внешнего магнит ного поля пондеромоторные силы, действующие на расплав, приводят к его принудительному стягиванию (уменьшению площади смачивания) либо принуди тельному растеканию. На фиг. 1 показано растекание при поя; на фиг. 2 - принудительное стягивание припоя. Установка состоит из постоянного магнита или электромагнита 1, между полюсами которого располагается подложка 2 с жидким припоем 3 на поверх ности. При выборе направлений векторов магнитной индукции В и плотност электрического тока j, как показано на фиг. 1, пондемоторная сила F, , действующая в направлении третьего перпендикуляра, приводит к принудительному растеканию припоя, а в случае, показанном на фиг. 2, к его принудительному стягиванию вплоть до точечного контакта. Постоянный электрический ток подводится непосредственно к твердой подложке, что исключает нежелательный контакт жидкого припоя с токовводами и другими инородными телами. При изменении направления электрического тока на обратное можно добиться не только улуч шения растекания припоя, но и его ограничения при необходимости. Величина эффекта практически ограничивается лишь допустимыми значениями пло ности электрического тока. При подве дении к подложке переменного тока ра стекание сопровождается колебаниями расплава, способствующими получению более качественного спая. Процесс принудительного растекания сопровождается поперечным электромассопереносом через межфазную границу, приводящим к активации межфазной границы-, увеличению адгезии расплава с подложкой и резкому снижению краевого угла. Последнее играет важное значение для снижения температуры пайки. Предложенный способ управленияплощадью растекания металлических расллавов при пайке используют для управления растеканием жидкого олова и свинца по поверхности пластинок никеля. В магнитных полях напряженности 2000-1ООООЭ и при значениях плотности электрического тока, пропускаемого через никелевую пластинку с каплей расплава на поверхности, порядка 1 А/мм площадь растекания удае.тся изменять в пределах от точечного контакта до тонкого сплошного слоя. Способ универсален, hpocT в техническом исполнении и эффективен. Позволяет изменять площадь смачивания в широких пределах при возрастании прочности получаемых спаев за счет поперечного электромассопереноса в магнитном поле через межфазную границу. Формула изобретения Способ управления площадью растекания припоя по поверхности твердого тела, при котором твердое тело с припоем размещают в постоянном магнит ном поле и подают электрический ток, отличающийся тем, что, с целью получения требуемой площади растекания припоя, увеличения прочности паяных соединений, электрический ток пропускают через твердое тело с припоем в направлении, пергтендикулярном направлению внешнего магнитного поля. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № , кл. В 23 К 1/00, k.Q6.7k. 2.Авторское свидетельство СССР № 338320, кл. В 23 К 1/06, 09-06.70 (прототип).

Э-I

Ф1/«.2