Флюс для лужения контактных площадок печатных плат с гальваническим покрытием олово-висмут, олово-свинец

 

Использование: для механизированного лужения контактных площадок печатных плат с олово-свинцовыми и олово-висмутовыми гальваническими покрытиями. Сущность изобретения: флюс содержит компоненты в следующем соотношении, мас.%: мочевина 2-5; соляная кислота 1-2; ПАВ 1-3; вода 5-10; н-октиловый спирт 0,01-0,02; простой олигоэфир - остальное. 2 табл. высокой активности на указанных гальванических покрытиях. Известен также флюс для лужения и пайки олово-свинцовых и олово-висмутовых гальванических покрытий 2, содержащий, мас.%:. Лапрол-2502-ОЖ38 ,5-38,8 Гидразин солянокислый1,1-2,2 Спирт этиловый60,4-59,0 Указанный флюс (ФЛСГ) содержат высокотоксичное вещество - гидразин солянокислый , относится к I классу токсичности, что затрудняет его использование в производстве . Наиболее близким к составу по заявляемому флюсу, является флюс 3, содержащий, мас.%: Хлористый цинк5-15 Хлористый аммоний3-15 Мочевина5-18 Соляная кислота35-45 СО с 2 СП Јь 44 Ю

СОЮЗ СОВЕТСКИХ . СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 В 23 К 35/363ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ V

А (Л ф

0 (21) 4810479/08 (22) 19.02.90 (46) 07.07.92. Бюл. ¹25 (71) Институт физико-органической химии

АН БССР и Белорусский научно-исследовательский санитарно-гигиенический институт (72) Б,Г. Ударов, Э.Н, Мануков, О.Г. Выглазов, В,А. Чуйко, А.А, Эрдман, В,И,, Талапин и А.Л. Перцовский (53) 621.791.3 (088,8) (56) 1. ОСТ4Г0.033.200. Припои и флюсы для пайки. Марки, состав, свойства и область применения. Редакция 1-78.

2. Патент Японии № 33286, кл. 12 В 21, 1976.

3. Авторское свидетельство СССР

N 797860, кл, В 23 К 35/362, 1981, Изобретение относится к пайке, в частности к слабокоррозионным активированным водосмываемым флюсам, и может быть использовано для механизированного лужения контактных площадок печатных плат с олово-свинцовыми и олово-висмутовыми гальваническими покрытиями.

Известен флюс для лужения оловосвинцовых и олово-висмутовых гальванических покрытий (1), содержащий, мас,%:

Кислота лимонная 4-12

Лапрол-294 . 5-10

Пол иэтиленгликоль-115 5-10

Спирт этиловый 86-68

Известный флюс (ФЛЛП) сравнительно легко удаляется с печатных плат водой, однако содержит дефицитный и дорогостоящий компонент — лимонную кислоту, что препятствует промышленному использованию флюса. Флюс не обеспечивает также требуемое качество лужения вследствие не„„5LI, „1 745479 А1 (54) ФЛЮС ДЛЯ ЛУЖЕНИЯ КОНТАКТНЫХ

ПЛОЩАДОК ПЕЧАТНЫХ ПЛАТ С ГАЛЬВАНИЧЕСКИМ ПОКРЫТИЕМ ОЛОВО-ВИСМУТ, ОЛОВО-СВИНЕЦ (57) Использование: для механизированного лужения контактных площадок печатных плат с олово-свинцовыми и олово-висмутовыми гальваническими покрытиями. Сущность изобретения: флюс содержит компоненты в следующем соотношении, мас.%: мочевина 2-5; соляная кислота 1-2: ПАВ 1 — 3; вода 5-10; н-октиловый спирт 0,01-0,02; простой олигоэфир — остальное. 2 табл. высокой активности на указанных гальванических покрытиях.

Известен также флюс для лужения и пайки олово-свинцовых и олово-висмутовых гальванических покрытий (2), содержащий, мас.%:

Лапрол-2502-ОЖ 38,5-38,8

Гидразин солянокислый 1,1-2,2

Спирт этиловый 60,4-59,0

Указанный флюс (ФЛСГ) содержцт высокотоксичное вещество — гидразин соляно-. кислый, относится к I классу токсичности, что затрудняет его использование в производстве.

Наиболее близким к.составу пр заявляемому флюсу, является флюс (3), содержащий, мас.%:

Хлористый цинк

Хлористый аммоний

Мочевина

Соляная кислота.

1745479

25

35

45.растворяют в 5 г (5 мас.%) дистиллированной воды, затем к полученному раствору 50

Зтиловый спирт 10 — 30

ПАВ 0,05 — 0,2

Вода 15 — 20

К недостаткам флюса-прототипа следует отнести наличие в его составе коррозионно-активных компонентов — хлористого цинка и хлористого аммония. Использование флюса затруднено необходимостью применения сложного и длительного процесса отмывки остатков флюса после пайки, занимающей 15 — 20 мин, Указанный флюс содержит 60 мас.% или более компонентов, которые при лужении образуют большое количество газообразных продуктов, что приводит к разбрызгиванию припоя и ухудшению санитарно-гигиенических условий труда.

Цель изобретения — повышение смываемости водой остатков флюса после пайки, предотвращение разбрызгивания и налипания припоя и процессе лужения при сохранении его флюсующей активности.

Поставленная задача достигается тем, что флюс для лужения контактных площадок печатных плат с гальваническим покрытием

Sn-Bi u Sn-Pb, содержащий мочевину, соляную кислоту, ПАВ, спирт и воду, дополнительно содержит простой олигоэфир, а в качестве спирта — н-октиловый спирт при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Мочевина . 2-5

Соляная кислота .1-2

ПАВ 1-3

Вода 5 — 10 н-Октиловый спирт 0,01-0.02

Простой олигоэфир Остальное

Для получения предлагаемого флюса

ПАВ (синтанол ДС-10, ТУ 6-14-577) растворяют в дистиллированной воде (ГОСТ 670972). К полученному раствору добавляют мочевину (ГОСТ 6691-77) до полного ее растворения и соляную кислоту (ГОСТ 3118-77) и перемешивают. После этого к раствору при премешивании добавляют н-октиловый спирт (ТУ 6-09-3506-78), лапрол-402-2-100 (ТУ 6-05-1986-85).

Пример. 1 г(1 мас.% синтанола ДС-10 добавляют 2 r (2 мас.%) мочевины и 1 r (1 мас,%) соляной кислоты, после чего к раствору добавляют 90,98 r (90,98 мас.%) лапрола 402-2-100 и (0,02 мас.%) .н-октилового спирта. Получают 88,2 мл флюса d 1,1278

Для лужения с применением предлагаемого состава и флюса-прототипа использовали образцы многослойных двусторонних площадок размером 30х 30 х2 мм. Испытываемый флюс наносили окунанием образца

15 в ванночку с флюсом, после чего образцы установили вертикально для стекания избытка флюса в течение 1 мин, Образцы плат лудили; погружая в припой ПОС-61 при температуре 260+5 С на 3 с. Результаты испытаний приведены в табл.2. Отмывку плат от остатков флюса проводили, встряхивая их последовательно в двух ваннах емкостью 0,3 л с водой в течение 1 мин в каждой ванне, После чего образец выдерживали в дистиллированной воде при комнатной температуре в течение 1-1,5 мин, Отмытые платы сушили в сушильном шкафу при температуре 105+5 Ñ в течение 1 ч, Качество лужения контактных площадок образцов печатных плат оценивали ви- . зуально, а полноту отмывки диэлектрика от остатков флюса по величине сопротивления диэлектрика печатных плат после выдержки образцов в камере влаги в течение 1 ч при температуре 20 С и влажности 931 3%. Сопротивление измеряли терраомметром Е6-:

13А.

Флюс по прототипу готовят смешиванием компонентов следующим образом.

10 г (10 мас,%) хлористого цинка (ГОСТ

4529-78) и 3 г (3 мас.%) аммония хлористого (ГОСТ 3773-72) растворяют в 22 г (22 мас.%) дистиллированной воды. К полученному раствору добавляют 38.9 г(38;9 мас.%) соляной кислоты и 6,0 (6 мас.%) мочевины и перемешивают до полного растворения (раствор 1). 0,1 г (0,1 мас.%) синтанола, ДС10 растворяют в 20 г (20 мас.%) этилового спирта (ГОСТ 18300-87) и выливают полученный раствор 1. Получают 78,8 л флюса

d 1,2613.:

В табл.1 приведены варианты 1 — 14 выполнения предлагаемого флюса, полученные аналогично приведенному примеру, и пример по прототипу.

Из данных табл.2 следует, что флюсы предложенного состава (варианты 1 — 3) обеспечивают качественное лужение печатных плат и полное удаление остатков флюса водой..Уменьшение содержания н-октилового спирта в предлагаемом флюсе (вариант

13) приводит к образованию пены в промывной воде. Как известно, образование пены существенно затрудняет отмывку печатных .плат в производственных условиях. Увеличение содержания н-октилового спирта сверх заявляемого количества (вариант 14) не приводит к улучшению качества лужения, но увеличивает выделение летучего компонента из флюса в процессе нанесения флюса и лужения, что ухудшает санитарно-гигиенические условия труда, а также приводит к неоправданному расходу дорогостоящего компонента, 1745479

Уменьшение содержания компонентов флюса: мочевины (вариант 4), соляной кислоты (вариант 6) и воды (вариант 10) сопровождается ухудшением качества лужения, а уменьшение содержания синтанола ДС-10 5 (вариант 8) — к ухудшению смываемости остатков флюса водой, что приводит к снижению сопротивления изоляции диэлектрика (вариант 8). Увеличение соляной кислоты (вариант 7), воды (варианты 11-12), мочеви- 10 ны (вариант 5) и синтанола ДС-10 (вариант

9) сверх максимальных; указанных в формуле, приводит к увеличению образования летучих продуктов флюса в процессе лужения, что вызывает разбрызгивание припоя. 15

Применение изобретения позволяет улучшить санитарно-гигиенические условия труда за счет уменьшения выделения лету. чих компонентов в процессе механизированного лужения печатных плат, упростить 20 процесс отмывки остатков флюса за счет улучшения смываемости и отсутствия разбрызгивания и налипания припоя, а также снизить корроэионное воздействие флюса на используемое оборудование эа счет иск- 25 т лючения иэ состава коррозионных компонентов при достижении требуемого качества лужения беэ ухудшения сопротивления изоляции. диэлектрика.

Формула изобретения

Флюс для лужения контактных площадок печатных плат с гальваническим покрытием олово-висмут, олово-свинец, содержащий мочевину, соляную кислоту, спирт, воду, поверхностно-активное вещество, отл и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения смываемости водой остатков флюса после пайки, предотвращения разбрызгивания и налипания припоя в процессе лужения при сохранении его флюсующей активности, он дополнительно содержит простой олигоэфир, а в качестве спирта— н-октиловый спирт при следующем соотношении компонентов, мас. :

Мочевина " . 2 — 5

Соляная кислота . 1-2

Поверхностно-активное вещество 1 — 3

Вода .5 — 10 н-Октиловый спирт 0,01 — 0,02

Простой олигоэфир Остальное

Таблица1

Сопеожанне компонентов в о

Вариант

Лапрол402-2 — 100 н — Октиловыйспи т

Мочевина

Синтанол Вода

С-10

Соляная кислота,1

3

5

7

9

11

12

13

2,0

3,5

5,0

1,5

6,0

3,0

4,0

5,0

5,0

4,5

4,0

5,0

4,0

1,0

1,5

2,0:

1,5 1,0

0,5

2.5 .

1,5

2;0

3,0 . 1,5

2,0

2,02,0

1,0

2,0

3,0

2,0

3,0

1,5

1,5

0,5

3,5

3, 0

2,0

1,0

3,0

2,0

5,0

7,5

10,0

7,0

8,0

6,0

9,0

7,0

7,5

4,5

10,5

11,0

5,0

6,0

0,02

0,01

0,02

0,015 . 0,015

0,01

0,015

0,01.

0,02

0,02

0,01

0,02

0,005

0,025

90,98

85,49

79,98

87,985

81,985

88,99

- 89,985

86,99

81;98 ..

85,48

81,49

81,98

84,995

85,975

1745479

Таблица 2

Пенообразование

Качество отмывки плат

Вариант

Поверхность лужения

Сопротивление изоляции печатных плат в камере влажности после выдержки в течение 1 ч при влажность

93т3, Ом после лужения и отмывки до лужения

Известный (прототип) Гладкая, блестящая

Имеется, 6,1 10

3,2 10

We полная (белый налет на диэлектрике)

Полная

То же

То же

1

3

6,0 10

6,9 10

6,3: 10

6,2 109

7,0 109

6,3 109

Отсутвует

То же

Шероховатая

Гладкая, блестящая

Шероховатая на 12%

Гладкая, блестящая

То же

Шероховатая на 6%

С наплывами на площади

10%

Шероховатая на 7%

Шероховатая на 16%

Наплывы на площади 8

Гладкая, блестящая

6,4 10

6,8 109

6,4 10.

1 °

,5.6,8 10

6,6 10

6,5 10

6,4 10

5,8 10

6,3 10

6,2.10 Остатки:— флюса

Полная

То же

6,9 10

6,9 10

6,7 10

6,010

6,4 109

6,1:1.0

6,7 10

6,0 10

6,4 1O

° 1

6.2109

Имеется

Отсутствует

6,9 109

6,9 109

Составитель Э.Мануков

Техред М.Моргентал Корректор Т.Палтй

Редактор T,Çóáêîâà

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

Заказ 2351 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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