Паста для пайки и лужения электрорадиоэлементов

 

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 C<SB POS="POST">14</SB>, C<SB POS="POST">16</SB>, C<SB POS="POST">18</SB> - 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.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 В 23 К 35/24

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ шении 1:(8,0-8,6);(16,0-16,4)

Тиксотропная добавка— смесь алифатических жирных кислот общей формулы СНз(СН2)п СООН, где и = 16-20 и их гидроксипроизводных

1,3-1,5 (21) 4737995/27 (22) 07.08.89 (46) 15.08.91, Бюл. М 30 (71) Научно-исследовательский институт материаловедения им. А,Ю.Малинина (72) Е.А.Коптев, В.С.Бородулина, А.В,Кощиенко, А.Д.Маряшина, В.Д.Журавов, А.А,Гасанов, И.С.Алиев и А.С.Филимонов (53) 621.791.3(088.8) (56) Патент США М 4373974, кл, 148-24, опублик. 15.02.1983. (54) ПАСТА ДЛЯ ПАЙКИ И ЛУЖЕНИЯ ЭЛЕКTP0РАДИОЭЛЕМЕНТОВ (57) Изобретение относится к пайке, в частности к составам паст для лужения и пайки элетрорадиоэлементов, 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

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 кислота 0,55 — 0,75

Терпинеол 1,15-1,5

Антиоксидант (2,6-дитрет-бутил-и-креэол) 0,005-0,009

Гидрированная канифоль 5,0-6,2

СмЕСь С14, С 16. C18-димЕтиламинов в соотно„„SU „„1669676 А1 следующие элементы, мас. : малоновую кислоту 0,55 — 0,75; терпинеол 1,15 — 1.5; антиоксидант 2,6-ди-трет-бутил-п-крезол 0,0050,009; гидрированную канифоль 5,0-6,2: вещество иэ класса аминов — смесь С14, С16, С16- диметиламинов в соотношении 1:(8,08,6):(16.0 — 16.4) — (1,3 — 1,5); тиксотропную добавку — смесь 12-оксистеариновой кислоты и гидрированного касторового масла в соотношении 1:(2,0 — 2,5Н0.50-0,75), растворитель — дипропиленгликоль 2,5-3,S 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.

0,2 — 0,75 . 4

Дипропиленгликоль 2,5-3,5

Порошок припоя остальное

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 введена в

1669676 состав пасты малоновая кислота, активизирует флюсующие свойства гидрированной канифоли и одновременно регулирует вязкость припойной пасты.

Введение в состав пасты смеси Си, Cia, С1э-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, С14, С15, С18-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 увеличивается срок ее хранения без расслэивания.

Введение в состав пасты терпинеола позволяет регулировать ее вязкость, печатно-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-оксистеариновой 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.) беэ расслаивания.

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

В качестве порошка ниэкотемпературного припоя в состав пасты вводится порошок на основе олова-свинца или олова-свинца-серебра, При содержании гидрированной канифоли менее 5ь снижается флюсующая активность пасты, что приводит к ухудшению качества пайки — наличие нарушений сплошности и трещин на поверхности после пайки.

При содержании гидрированной канифоли более 6,27ь вязкость пасты возрастает и ухудшаются ее печатно-реологические свойства.

При содержании малоновой кислоты менее 0,557ь не оказывается положительного влияния ив флюсующую активность пасты, при содержании малоновой кислоты

55 более 0,75 увеличивается ее коррозионная активность. При содержании смеси

Си,Сы,С1в-диметилами и 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 терпинеола менее

1,15 и bonee 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,б-ди-трет-бутил-пкреэола менее 0,005 происходит стабилизация только части терпинеола, При содержании 2,6-ди-трет-бутил-п-крезолэ 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-эа ухудшения ее печатно-реологических свойств.

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

B 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 (нэвески терпинеолэ 10,5 г, 1,365 мас., дипропиленгликоля 24,7 r, 3,21 мас. (, и 2,б-ди-третбутил-и-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.

1669676

Затем взвешивают смесь тетра-, гексаи октадецилдиметиламинов в соотношении (1:8:16) в количестве 10,7 г (1,39 мас.g) и заливают эту навеску в колбу при постоянном перемешивании. Засыпают навеску тиксотропной добавки (смесь гидрированното касторового масла и 12-оксистеариновой кислоты в соотношении 2,3:1) в количестве 4,7 r (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 ниэкотемпературного 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-реогологических 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 электрорадиоэлементов, содержащая порошок. "

5 ниэкотемпературного припоя, канифоль, вещество иэ класса аминов, тиксотропную добавку и растворитель иэ класса гликолей, о т л и ч а ю щ ая с я тем, что, с целью улучшения качества пайки и увеличения срока хранения пасты

10 без расслаивания, она дополнительно содержит малоновую кислоту, терпинеол и антиоксидант 2,6-ди-трет-бутил-п-крезол, в качестве канифоли — гидрированную кани15 фоль, в качестве вещества из класса аминов — смесь Си-. С16-, С в-диметиламинов, взятых в соотношении 1:8,0-8.6:16,0-16,4, в качестве тиксотропной добавки — смесь алифатических жирных кислот общей фор20 мулы СНэ(СН )пСООН, где n = 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.

25 антиоксидант 2,6-ди-трет-бутил-fl-крезол

0,005-0,009, гидрированная канифоль 5,06,2. смесь С14-, C16-, C18-диметиламинов в соотношении 1:8.0-8 6:160 16,4 1.3-1,5, тиксотропная добавка 0,50-0,75, дипропи30 ленгликоль 2,5-3,5, порошок ниэкотемпературного припоя остальное.

2.Пастапоп.1,отлича ющаяся тем. что в качестве тиксотропной добавки она содержит смесь 12-оксистеариновой кисло35 ты и гмдрированного касторового масла в соотношении 1:2,0-2,5, Компоненты, млс.»

Абиетииоваа кислота

2, 6-;|итретбутил-икреэол

Тиксотропиаа добавке

Чипропилеитлм» коль

Налоиовал кислота

ГМариро° ааааа каки(<опь

C», n»метилам<т.

3,210

0,611

0,007

|,Ý65

1,390

3,210

0,611

1, 363

О,<)<)7

I,Э90

0,704

0,550

5 ° 113

2, 500

0,500

0,750

1, 150

1,500

l 300

1, 390

1, 390

3,500

1,500

0,750

0,704 ),611

3,210

3, 210

3, 210

1, 365

0,611

1, 365

l, Э65

О, 104

0,611

1, 390

1, 390

1, 200

l, 600

0,400

0,900

0,704

0,704

Э,210

0,611

0,<)07

I, 365

u,<)07

0,6)1

1,365

3,210

Э," "!"5,71Ý

5,113

5,113

5,713

0сЫ 1

<),ПЧ/

1, 365

1,000

1,700

87,210

86,669

87,211

86,711

3 2(0

3,210

<),0 Ir) 1, 390

0 704

0,704

0,003

1,390

3,210

3,210

О, 007 ), <)<)7

0,<)07

<),0<)7

1, 365

0,704

0,704

0,704

0,704

5,713

5,713

5,71Э

-„5,113

I, 365

1, 390

1, 390

87,910

86,5!О

87 ° 00

2, 300

I, 365

l,365

3, 700

1,390

4 ° 030

7,Ь70

Прототип

5, 7!3 0,704

5, 000

Ь, 200

4, 000

Ь, 900

5,713

5,713

С)а, С)4, Терпннеол

0,005

<), l09

<),001

0,007

0, М) 7

1669676

0,611

О,Ь|1

О, 4ОО

О, 900

0,611

0,611

Ооровок припое

87,000 ()m ПОС61) 81,000 (ПП Пьр

ОС-2) 88,795

85,991

88,713

85,813

97,304

ВЬ,804

87, 190

9Ь,790

2-8 ут о ко<ка(тилл)-, зтилалетат

1669676

Поката-елн качества олйкм

21

Нет

Нет

Серебрнстьа

Нет

Нет

21

Нет

Rer

Нет

Серебристка) Нет

21

Нет

Нет

Нет

Нет

СеребристьФ

Серебрнстчи1

Темносерый

Серебристый

Серый матовая

Серебристый

Серебристый

Серый

Серебристый

Серый

Серый

Серебристьа1

Серебристый

21

Нет

Нет

Нет

Rer

Нет

24

Есть

Есть

Есть

Есть

Есть

Есть

Rer

Нет

Rrт

Е ть

Нет

12

Нет

Нет

Есть

Есть

Е ть

Нет

Нет

24

Rer

Нет

Нет

Е ть

Е rb

Нет

Есть

Нет

Нет

Нет

Есть

Есть

Нет

Е ть

Есть

Есть

Есть

Есть

Нет

Нет

Rer

Нет

Rer

Нет

Нет

2) Е ть

Е ть

Серебристый матовый Есть

Ее ть

Есть

1, 040

0,260

Есть

Есть

Темносерый

Составитель А.Абросимова

Техред М.Моргентал

Редактор K.Ãoðâàò

Корректор О, Кравцова

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 2702 Тираж 501 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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