Паста для пайки

 

Изобретение относится к пайке, в частности к пастам для низкотемпературной пайки, наносимым преимущественно методом трафаретной печати, и может быть использовано в радиоэлектронной, приборостроительной и машиностроительной отраслях промышленности. Цель изобретения - повышение консервирующей способности, активности и коррозионной стойкости паяных соединений. Паста содержит компоненты в следующем соотношении, мас.%: неионогенное поверхностно-активное вещество (например, моноэтаноламид синтетических жирных кислот фракции С<SB POS="POST">10</SB>-С<SB POS="POST">16</SB>) 3-7

гидрогалогенид алифатического амина (например, солянокислый триэтаноламин) 3-6

гидрохинон 0,3-1,0

двухлористое олово 0,5-2,0

соль карбоновой кислоты и триэтаноламина 4-10

триэтаноламин 0,5-1,0

полиметилсилоксановая жидкость 0,5-1,0. Температура плавления пасты 180-300°С. Компоненты, составляющие пасту, в процессе нагрева действуют поэтапно, сохраняя на протяжении всего процесса пайки высокую активность и смачиваемость контактов паяемых деталей. Остатки продуктов разложения легко удаляются с поверхности водой. 3 табл.

,SU„„1555091 А 1

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

РЕСПУБЛИН

451)5 В 23 К 35 24

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ fHHT СССР

{21) 4404942/25-27 (22) 23.02,88 (46) 07.04,90. Бюл. У 13 (71) Производственное объединение

"Краснодарский ЗИП" (72) Л.А.Сучкова и Т.В,Руденко (53) 621.791.3 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

И 1338994, кл. В 23 К 35/24, 14.01.86, (54) ПАСТА ДЛЯ ПАЙКИ

i(57) Изобретение относится к пайке, в частности к пастам для низкотемпературной пайки, наносимым преимущественно методом трафаретной печати, и .может быть использовано в радиоэлект-. ронной, приборостроительной и машиностроительной отраслях.промьппленности, Цель изобретения — повышение консервирующей способности, активности и коррозионной стойкости паяных соедиИзобретение относится к пайке, в частности к составу пасты для пайки, наносимой преимущественно методом трафаретной печати, предназначенной для пайки электрорадиоэлементов жесткими выводами блоков радиоэлектронной аппаратуры, навесных элементов, и может быть использовано в различных изделиях радиоэлектронной, приборостроительной и машиностроительной отраслях промышленности.

Целью изобретения. является повышеwe консервирующей способности, активности и коррозионной стойкости паяных соединений, Паста содержит компоненты в следующем соотношении, мас.

2 нений. Паста содержит компоненты в следующем соотношении, мас.Х: неионогенное поверхностно-активное вещество (например, моноэтаноламид синтетических жирных кислот Фракции С -С 6) 3-7; гидрогалогенид алифатического амина (например, солянокислый триэтаноламин) 3-6; гидрохинон 0,3-1,0; двухлористое олово 0,5-2,0; соль карбоновой кислоты и триэтаноламина 4-10; триэтаноламин 0,5-1,0; полиметилсилоксановая жидкость 0,5-1,0, Температура плавления пасты 180-300 С, Компоненты, составляющие пасту, в процессе нагрева действуют поэтапно, сохраняя на протяжении всего процесса пайки высокую активность и смачиваемость контактов паяемых деталей.

Остатки продуктов разложения легко удаляются с поверхности водой.3 табл.

Неионогенное поверхностно-активное вещество 3 0-7,0

Гидрогалогенид алиФатического амина 3,0-6,0

Гидрохинон 0,3-1,0

Двухлористое олово 0 5-2,0

Соль карбоновой кислоты и триэтаноламина 4, 0-10, 0

Триэтаноламин 0,5-1,0

Полиметилсилоксановая жидкость 0,5-1,0

Порошковый припой Остальное

Введение в состав пасты неионоген.ного водорастворимого поверхностноактивного вещества обеспечивает ей пластичность и позволяет получить

1555091 невысокую консистенцию органического связующего, а также обеспечить возможность полного удаления остатков после пайки даже холодной водой.

В качестве поверхностно-активного вещества выбраны известные смачивающие, диспергирующие и моющие вещест ва, улучшающие адгезию пасты к паяемой поверхности, которые в сочетании с активной составляющей участвуют в процессе снятия окислов с поверхности паяемого соединения и припоя, снижают поверхностное натяжение на границе фаз и тем самым повышают качество паяемых узлов и блоков. К таким веществам относятся моноэтаноламиды синтетических жирных кислот фракции С, -С, которые также являются ингибиторами коррозии.

В качестве активной составляющей паста содержит гидрогалогенид .алифатического амина (например солянокислый триэтаноламин, солянокислый моноэтаноламин), гидрохинон, олово дву 25 хлористое, соль карбоновой кислоты и триэтаноламина (налример, щавелекислый триэтаноламин).

В процессе пайки происходит разложение солей на карбоновую и соляную кислоты и алифатические амины, Алифатические амины растворяют окислы олова, кроме того, являясь инертными носителями, выполняют функции раство рителя и играют роль защиты поверхности от окисления, Под действием кислот происходит поэтапное удаление окислов. Гидрохинон способствует socстановлению последних, повышает качество лужения, увеличивает срок хранения пасты. Двухлористое олово вос.станавливает окисные пленки паяемых деталей до металла и улучшает смачивание поверхности металла с припоем, так как при нагревании происходит высаживание слоя олова, которое, яв- . ляясь барьерным покрытием, предохраняет лаяемую поверхность от дальнейmего взаимодействия с активной средой.

Полиметилсилоксановая жидкость является антиноксидантом, увеличивает, температуростойкость, реологическую и флюсующую стабильность пасты. Преимущество пасты состоит в том, что составляющие компоненты действуют 55 поэтапно, сохраняя на протяжении всего процесса пайки высокую активность, хорошую собираемость порошкового припоя и смачиваемость контактов паяемьм деталей. Данная паста неагрессивна, имеет низкую температуру плавления о

180-300 С, что предотвращает перегрев мелких деталей микросхем, характеризуется большой адгезией в месте спая, что в свою очередь увеличивает прочность паяного соединения. Остатки пасты, т.е. остатки продуктов разложения, легко удаляются с поверхности водой.

Пасту готовят следующим образом.

В неионогенное поверхностно-активное вещество, нагретое до температуры 70 С, вводят порошок припоя и тщательно перемешивают, В полученную смесь добавляют соль карбоновой кислоты и триэтаноламина (которую готовят смешиванием 1 моль карбоновой кислоты с 1,3 моль триэтаноламина), гидрогалогенид алифатического амина (который готовят смешиванием 1 моль соляной кислоты с 1 моль алифатического амина), в полученную смесь добавляют гидрохинон и двухлористое

I олово, предварительно смешанные с триэтаноламином. В готовую пасту добавляют полиметилсилоксановую жид-. кость»

Примеры выполнения пасты и ее характеристика представлены в табл. 1 (припой ПОСБ1 ) °

Данные по растекаемости пасты представлены в табл,2, а по коррозионной стойкости — в табл.3.

Из представленных в табл,2 данных следует, что значения коэффициента растекаемости предлагаемой пасты превышают соответствующие значенйя противопоставленной пасты, что можно объяснить введением в состав флюса гидрогалогенида алифатического амина и олова двухлористого.

В процессе пайки гидрогалогенид разлагается, выделившийся хлористый водород, являясь более сильной активной составляющей в сравнении с органическими кислотами, снимает окислы а не только с поверхности паяемых деталей, но и с порошков разной степени дисперсности, выпускаемых промышленностью, Олово двухлористое восстанавливает окисные пленки паяемых деталей до металла и улучшает смачивание поверхности металла с припоем, так как при нагревании происходит высаживание слоя олова, которое, являясь барьер ным покрытием, предохраняет паяемую

5091 6

Формула из обр е тения

Паста для пайки, содержащая триэтаноламин, соль карбоновой кислоты и триэтаноламина, гидрохинон, порошковый припой, отличающаяся тем, что, с целью повышения консервирующей способности, активности, коррозионной стойкости паяных соединений, 10 она дополнительно содержит неионогенное поверхностно-активное вещество, гидрогалогеиид алифатического амина, двухлористое олово, полиметилсилоксановую жидкость при следующем соотношении компонентов, мас.Ж:

Неионогенное поверхностно-активное вещество 3,0-7,0

Гидрогалогенид алифатического амина 3,0-6,0

20 Гидрохинон 0 3- 1 0

Двухлористое олово 0,5-2,0

Соль карбоновой кислоты и триэтаноламина

25 Триэтаноламин

Полиметилсилоксановая жидкость 0,5-1,0

Порошковый припой Остальное

155 поверхность от дальнейшего взаимопействия с активной средой.

Предлагаемая паста не теряет своих свойств в течение полугода, .т,е, обеспечивает такую же растекаемость, как и после приготовления.

Коррозионную стойкость пасты определяют путем замеров сопротивления резистора, сформированного на ситалловой подложке СТ-51 иэ резистивного сплава Рс 37-10. Результаты измерения сведены в табл.З.

Представленные в табл.3 данные показывают, что предлагаемая паста коррозионностойкая, так как после пайки сопротивление резисторов не меняется. Кроме того, введенные в состав пасты моноэтаноламиды синтетических жирных кислот фракции С, -С являются ннгибиторами коррозии, Таким,образом, активность предлагаемой пасты выше, она не вызывает коррозии и обеспечивает сохранность свойств не .менее 6 мес.

4,0-10,0

0,5-1,0

Содержание, мас.Ж

Сос- Компоненты пас

Качество паяного соединения

Характеристика тав

Контакты с выводами покрыты пористой коркой неоплавленного порошка

230270 С

1 Моноэтаноламид

23 мин

0,2

0,4

Гидрохинон

Двухлористое олово

Щавелевокислый триэтаноламин

Триэтаноламин

Лолиметилсилоксановая жидкость

Порошковый припой

0,3

0,3

Остальное

230- Поверхность выво270 С дов и контактов

1- ровная, блестящая

15 мин с хорошим формообразованием без раковин

Солянокислый триэтаноламин 2

2 Моноэтаноламид

Солянокислый триэтаноламин 3

Гидр охинон 0,3

Двухлористое олово 0,5

01авелевокислый

Уменьшение количества активатора приводит к неполному оплавлению порошка. В результате уменьшения количества наполнителей паста теряет пластичность

Высокоактивная паяльная паста. Имеет устойчивое коллоидное состояние при продолжительном хранении.

Остатки пасты не вызывают коррозии паяных

1555091

T > Г

Продолжение табл. 1.

° °

4 5

0,5

0,5

Остальное

Поверхность выводов и контактов

230- ровная блестящая

t

270 С с хорошим формо"

1 0- образованием без

1,5 мин раковин

0 5

Гидрохинон

1,0

7 0,8

О,б

Осталь-, ное

230270о 1

1 ° 0

1,0

Остальное

230- При оплавлении

270 С происходит страв0,7- ление защитного

1,0 мин покрытия с выводов

Гидрохинон

1,5

2

0стальное триэтаноламин

Триэтаноламин

Полиметилсилоксановая жидкость

Порошковый припой

3 Моноэтаноламид

Солянокислый триэтаноламин

Двухлористое олово

Щавелевокислый триэтаноламин

Триэтаноламин

Полиметилоксановая жидкость

Порошковый припой

4 Моноэтаноламнд

Солянокислый триэтаноламин

Гидро1синон

Двухлористое олово

0(авелевокислый триэтаноламин

Триэтаноламин

Полиметилсилоксановая жидкость

Порошковый припой

5, Моноэтаноламид

Солянокислый триэтаноламин

Двухлористое олово

Щавелевокислый триэтаноламин

Триэтаноламин

Полиметилсилоксановая жидкость

Порошковый припой

Поверхность выводов и контактов ровная, блестящая с хорошим формообразованием, без раковин соединений и легко удаляются водой.

Высокоактивная паяльная паста. Имеет устойчивое коллоидное состояние прн продолжительном хранении.

Остатки пасты не вызывают коррозии паяных соединений и легко удаляются водой.

Высокоактивная паяльная паста. Имеет устойчивое коллоидное состояние при продолжительном хранении.

Остатки пасты не вызывают коррозии паяных соединений и легко удаляются водой.

Увеличение количества активатора приводит к стравлению защитного покрытия с выводов.

Увеличение количества наполнителей влечет за собой уменьшение количества порошкового припоя. В результате при пайке образуется тонкий слой паяемого металла, что не обеспечивает надежность паяного соединения

1555091

Таблица 2

Коэй@ициент растекаемости при температуре пайки 180-220 С

Ласта на никеле на меди после приго- через 6 мес после приго- через товления товления 6 мес

Предлагаемая

Известная

2,23

2,2

2,23

2,2

Таблица3

Сопротивление резисторов, кОм до пайки после пайки через 1 мес

Составитель Л.Абросимова

Редактор А.Мотыль ТехредМ.Ходанич Корректор Э.Лончакова

ЪЗаказ 525 Тираж 640 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям н открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r.Óæãîðîä, ул. Гагарина, 101

3,0

3»15

3,4

3,6

3,95

20

10

40

3,0

3,1

3 35

3,65

3 95

20

2,0

2,4

2,15

2,1

2,5

2,0

2,39

2,2

2,1

2,45