Паста для пайки изделий электронной техники

 

Использование: монтаж и изготовление радиоэлектронной аппаратуры. Сущность изобретения: паста содержит следующие компоненты, мас.%: мочевина 1,61 - 2,42; глицерин 3,88 - 5,8; лимоннокислый аммоний 1,93- 2,89; триэтаноламин 2,58- 3,77; порошкообразный припой - остальное. 1 табл.

Изобретение относится к пайке, в частности к составам пасты, и может быть использовано при монтаже и изготовлении изделий радиоэлектроники. Целью изобретения является повышение активности и антикоррозионных свойств паяльной пасты. Поставленная цель достигается тем, что паяльная паста, содержащая в качестве активатора мочевину, связующего глицерин и порошок припоя, содержит в качестве активизирующих веществ дополнительно лимоннокислый аммоний, в качестве связующего и ингибитора коррозии триэтаноламин при следующем соотношении компонентов, мас. Мочевина 1,61 >2,42 Лимоннокислый аммоний 1,93 2,89 Глицерин 3,88 5,82 Триэтаноламин 2,58 3,77 Порошок припоя Остальное Анализ известных составов паяльных паст показал, что некоторые вещества, введенные в заявляемую пасту, известны, например триэтаноламин, мочевина. Однако их применение в составе паяльных паст в сочетании с другими компонентами не обеспечивает паяльным пастам такие свойства, которые они проявляют в заявляемом решении. Совместное введение в состав пасты мочевины, лимоннокислого аммония и глицерина в определенном процентном соотношении позволяет повысить активность пасты в результате ускорения восстановительных реакций на поверхности паяемых деталей. При нагревании этот комплекс веществ разрушает поверхностный слой окислов, тем самым обеспечивает смачивание и растекание припоя. Мочевина и глицерин в заданных интервалах позволяют получить новое свойство паяльной пасты, а именно безводность состава, так как компоненты способны образовывать с молекулами воды комплексные соединения. Отсутствие свободной воды в флюсе-связке при одновременном растворении окисной пленки способствует более полному смачиванию поверхности припоем и улучшению качества пайки. Кроме того, мочевина с глицерином образует хорошо кристаллизирующиеся продукты, и выбранный процентный состав обеспечивает требуемую вязкость состава пасты, а в присутствии триэтаноламина реакция полимеризации ускоряется. Выбранное количественное соотношение триэтаноламина в флюсе-связке придает паяльной пасте новое свойство: после пайки остатки пасты не содержат смолообразных веществ, что делает их водорастворимыми и полностью смываемыми водой. Кроме того, остатки некоррозионны по отношению к паяемым материалам и припою, так как флюсующие компоненты при температуре пайки разлагаются и теряют активность. Указанные количественные соотношения глицерина и мочевины обеспечивают седиментационную устойчивость и флюсующие свойства пасты. При содержании глицерина более 5,82 мас. и соответственно мочевины менее 1,61 мас. снижается вязкость пасты, происходит ее расслоение, снижается активность. При снижении содержания глицерина до менее 3,88 мас. и увеличении содержания мочевины до более 2,42 мас. ухудшаются реологические свойства пасты, так как мочевина и лимоннокислый аммоний в этом случае полностью не растворяются. Кроме того, затрудняется очистка после пайки. Содержание лимоннокислого аммония более 2,89 мас. вызывает коррозию паяемых соединений изделий после пайки, а при содержании лимоннокислого аммония менее 1,93 мас. снижаются флюсующие свойства пасты и ухудшается качество пайки. Триэтаноламин в указанных пределах предотвращает взаимодействие порошка припоя с компонентами флюса в процессе хранения. При его содержании менее 2,58 мас. паста при хранении теряет флюсующие свойства, при содержании более 3,77 мас. паста расслаивается. Совокупность всех перечисленных компонентов в процентном отношении по массе позволяет создать паяльную пасту, обладающую новыми свойствами и полезностью по сравнению с известными. Пасту готовят следующим образом. Глицерин на водяной бане нагревают до температуры 80 100^oC и последовательно растворяют лимоннокислый аммоний и мочевину, затем добавляют триэтаноламин и смесь охлаждают. В полученный гомогенный состав вводят порошок низкотемпературного припоя, например ПОСК 50-18, ПОС 61, ПОС 10. Для экспериментальной проверки заявляемого состава паяльной пасты были изготовлены различные составы, приведенные в таблице. Паяльные пасты предлагаемого состава были опробованы на экспериментальных образцах, покрытых медью, олово-висмутом, серебром и никелем. В качестве критериев оценки были выбраны коэффициент растекания по площади (K_ps) при расплавлении дозы паяльной пасты, в состав которой входил порошок припоя ПОС 61. Температура в экспериментах составляла 210±5^oC. Коэффициент растекания определяли по формуле К_ps где S_o исходная площадь, занимаемая паяльной пастой; S площадь после расплавления. Качество и надежность паяных соединений оценивали по усилию на срез, наличию коррозии после испытания в камере влажности при 95% влаги и температуре 40^oC, доли не собравшихся в единую каплю частиц порошка. Кроме того, определяли способ очистки узлов после пайки. Как следует из данных, приведенных в таблице, суммарный положительный эффект повышения активности, антикоррозионных свойств и улучшение отмывки достигаются у паяльной пасты в заявленных пределах. Так, коэффициент растекания по сравнению с прототипом по меди увеличивается в 1,5 раза, по никелю в 2,5 раза. Флюсующая активность пасты выше, что свидетельствует о меньшем количестве частиц, не собравшихся в единую каплю. Сравнительные характеристики прочности на срез паяных соединений свидетельствуют о повышении прочности у образцов, выполненных предлагаемой паяльной пастой. Из таблицы видно, что предлагаемая паста по сравнению с известной, обладает следующими преимуществами: она позволяет повысить флюсующую активность у образцов, имеющих медное покрытие в 1,5 раза, никелевое в 2,5 раза за счет увеличения активности флюсующей части, прочность паяных соединений возрастает в 1,5 раза за счет лучшего заполнения капиллярного зазора припоем и сохраняется после 3 месяцев хранения, отсутствуют следы коррозии после испытаний во влагокамере, а также упрощается способ очистки.

Формула изобретения

Паста для пайки изделий электронной техники, содержащая мочевину, глицерин, порошкообразный припой, отличающаяся тем, что, с целью повышения активности флюсующей части и антикоррозионных свойств, она дополнительно содержит лимоннокислый аммоний и триэтаноламин при следующем соотношении компонентов, мас. Мочевина 1,61 2,42 Лимоннокислый аммоний 1,93 2,89 Глицерин 3,88 5,82 Триэтаноламин 2,58 3,77
Порошкообразный припой Остальное

РИСУНКИ

Рисунок 1

MM4A Досрочное прекращение действия патента из-за неуплаты в установленный срок пошлины заподдержание патента в силе

Дата прекращения действия патента: 24.04.2009

Дата публикации: 10.12.2011

---