Паста для низкотемпературной пайки

 

Сущность изобретения: паста для низкотемпературной пайки содержит смесь глицерина, щелочи и сорбита при следующем соотношении компонентов пасты,. мас.%: глицерин 12,4-15; щелочь 2-2,6; сорбит 4-5; порошок припоя - остальное. 1 табл.,

COf03 СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5!)5 В 23 К 35/24

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР)

ОПИСАНИЕ ИЗОБР

К ABTOPCKOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4875699/08 (22) 09,07.90 (46) 15.04.93. Бюл. N 14 (71) Научно-производственное объединение

"Исток" (72) В,cD,Шиханов и Н.П.Литвиненко (56) Авторское свидетельство СССР

М 1534900, кл. В 23 К 35/24, 1989.

Авторское свидетельство СССР

М 1493430, кл. B 23 К 35/24, 1989, Патент США Nã 4460414, кл, В 23 К35/34, 1984, Изобретение относится к пайке, в частности к составу пастообразного припоя для низкотемпературной пайки.

Целью изобретения является повышение флюсующей активности пасты, упрощение технологии приготовления и снижение стоимости, Поставленная цель достигается тем, что в известной водорастворимой пасте, состоящей из порошка припоя и связки, на основе глицерина и щелочи, предложенная связка содержит смесь глицерина, щелочи и сорбита при следующем соотношении компонентов пасты, мас.%: глицерин 12,4-15; щелочь 2 — 2,6; сорбит 3-5; порошок припоя

-остальное. При этом связка содержит компоненты в следующем соотношении, мас,%: глицерин 62-75, щелочь 10-13, сорбит 15—

25, Связка представляет собой обезвоженную трехкомпонентную смесь многоатомных спиртов и щелочи, в которой глицерин выполняет роль растворителя для щелочи и сорбита, щелочь -- активирующей добавки, сорбит — стабилизатора жидкой фазы связи (в>5U по 1808590 А1 (54) ПАСТА ДЛЯ НИЗ КОТЕМПЕ РАТУРНОИ

ПАЙКИ (57) Сущность изобретения: паста для ниэкотемпературной пайки содержит смесь глицерина, щелочи и сорбита при следующем соотношении компонентов пасты,. мас.%; глицерин 12,4 — 15; щелочь 2 — 2.6; сорбит 4-5; порошок припоя — остальное. 1 табл. (до 300 С). Повышение активности предлагаемой пасты происходит эа счет увеличения содержания щелочи в связке до 10 — 13% (вместо 0,05-5% в прототипе), Активность пасты сохраняется в течение всего времени пайки, поскольку по мере испарения глицерина сохраняется расплав щелочи в сорбите. Все компоненты связки хорошо растворяются в воде, поэтому остатки пасты после пайки легко ею отмываются, не оставляя следов, Предлагаемый состав пасты прост в изготовлении и заключается в растворении двух компонентов связки в третьем, нагреве и смешивании остывшей связки с порошком припоя. В отличие от прототипа, где процесс приготовления пасты осуществляется в 6 — 7 стадий, .

Исключение из состава пасты дорогих, дефицитных или отсутствующих у нас компонентов позволяет снизить стоимость пасты.

Процентное содержание того или иного компонента определялось следующим. Если связка имела в своем составе менее 10 1808590 мас. щелочи, то ее флюсующие способности сильно ослабляются, Содержание в связке менее 15 мас, сорбита приводило к высыханию и твердению пасты ее до полного ее расплавления, что препятствовало образованию монолитного состояния припоя. Если щелочи в растворе находилось более 13 мас., то она полностью не растворялась в глицерине и находилась в виде взвеси. Наличие более 25 мас.о/ сорбита сильно повышало вязкость связки.

Пример. Для получения пасты были

rtðèãoòîâëåHû три состава связки, отличающиеся друг от друга содержанием компонентов, согласно формуле изобретения.

Связки приготавливают следующим образом.

Смешивают твердые щелочь, например, Na0H и сорбит с глицерином, соблюдая пропорции, указанные в таблице. Далее нагревают смесь до температуры 200-210 С и выдерживают при этой температуре в течение 10 мин. В процессе нагрева и выдержки твердые компоненты растворяются в глицерине и происходит одновременное обезвоживание раствора. После этого его охла>кда от до комнатной температуры, floсле,его связка готова к употреблению.

Приготовленные согласно табличным данным связки смешивают с порошком припоя ПОС-61 (ПБЦ0.,032.005ТЯ и тщательно перемешйвают, После этого паяют этими пастами образцы из алюминиевого сплава

АМц, покрытые химическим никелем(никельфосфор и никель-бор) толщиной IS мкм.

Прочность соединения образцов на срез составила в среднем 43 МПа (4,39 кг/мм ). Пайку производят на воздухе при температуре 220+10 С. Отмывают остатки пасты последовательно в проточных горячей и холодной воде, в деионизованной воде с ультразвуковой обработкой и далее сушат образцы сжатым воздухом или в термокамере при 80+5 С. Остатков пасты после отмывки не наблюдалось.

В другом примере этими же пастами паяли золоченые СВЧ-переходы в корпусе

СВЧ-модулей, выполненных из алюминие вого сплава Д16 и покрытых химическим никелем (никель-фосфор). Качество пайки и отмывки были хорошими. .Описанные результаты подтверждаются прилагаемым актом испытания.

Гарантийный срок сохранения качества лужения, пайки и последующей отмывки составляет 2-3 сут после изготовления пасты при хранении ее в открытом виде на воздухе в обычных цеховых условиях (22 2 С, 50 10 /, влажности). Потеря пастой своих свойств обуславливается поглощением ею атмосферной влаги. В результате этого усиливаются химические реакции между щелочью и порошком припоя, Продукты этих реакций при последующей пайке проявляются в виде шлаков плохо отмывающихся водой при очистке. Исходя из этого пасту рекомендуется применять, предпочтительно, непосредственно после изготовления.

Предлагаемая паста по сравнению .с прототипбм позволит во-первых, повысить флюсующую активность пасты, а, следовательно, повысить прочность паяных соединений. Как видно из акта испытаний, 15 прочность на срез увеличилась почти в два раза с 25 МПа до 43.мПа, во-вторых, упростить технологию приготовления, т.е.- если в прототипе 6-7 стадий приготовления, то в предлагаемом изобретении 3 стадии, в20 третьих, снизить стоимость пасты, поскольку все компоненты связки общедоступны, дешевы и нетоксичны, и кроме того исключается применение дорогостоящего оборудования: миксеры и устройство для .25 вакуумного обезгаживания..

Большим достоинством предлагаемой пасты является ее способность обеспечи-.. вать пайку деталей, имеющих покрытия из никеля (любого способа нанесения), цинка, 30 золота, серебра, меди и сплава, олово-висмут, обеспечивать пайку деталей из латуни . и сплавов железо (сплав фени, ковар и т.п.), Паста после отмывки не оставляет следов, а паяемая поверхность не изменяет свой

35 цвет.

Достоинством предлагаемой связки является также ее способность обеспечивать пайку при температуре от120 до 260 С, если в качестве наполнителей использовать по40 рошки различных низкотемпературных припоев, например, припоев ПОИн-52 (48 Sn — 52о In); ПОСВ-33 (33/о Sn — 34/о Pb 33

Bi); ПОСК-5(И8(50% Sn 32 Pb —.18/ Сб);

ПОС-61 (61 Sn — 39 РЬ) и ПСИН вЂ” 25 (75%

45 Pb — 25% In), имеющих температуру плавления, равную соответственно, ОС: 117, 130, 143, 183,. 131.

Формула изобретения

Паста для низкотемпературной пайки, 50 содержащая глицерин, щелочь, порошок припоя, отличающаяся .тем, что, с целью повышения флюсующей активности пасты, упрощения технологии изготовления и снижения стоимости, она дополнительно

55 содержит сорбит, при следующем соотношении, мас.%:

Глицерин 12,4 — 15,0

Щелочь 2,0 — 2,6

Сорбит 3 — 5

Порошок припоя Остальное

1808590

Составитель B.éèõàíîâ .

Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор Т.Вашкович

Редактор

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

Заказ 1244 . Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР .

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