Консервирующий флюс для пайки печатных узлов

 

Использование1 пайка и лужение плат печатного монтажа с навесными элементами и блоков радиоэлектронной аппаратуры. Сущность изобретения: консервирующий флюс содержит следующие компоненты, мас.%: сосновая канифоль 10-30; ортофосфорная кислота 1,3-1.5; диметилформамид 11-15; этиловый спирт остальное 4 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ социАлистичес1их

РЕСПУБЛИК (я)5 В 23 К 35/363

ГОСУДАРСТВЕН ЮЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ЬЭ (Я 4

Π() f0 — 30

11 — 15 (21) 4953436/08 (22) 24.05.91 (46) 07.07.93, Бюл. Ф 25 (71) Специальное конструкторское бюро

"Ритм" (72) А.К.Дмитрик, А,Я.Кальницкий и О.Т.Хейленко (56) ОСТ 4ГО,033.200. Припои и флюсы для пайки, с.43, ред. 1-78. поз,3.

Справочник по пайке. — Под ред.

И.Е,Петрунина, М.: Машиностроение, 1984, с. 119.

Изобретение относится к пайке, в частности к флюсам, применяемым преимущественно в процессе пайки и лужения легкоплавкими припоями, например, плат печатного монтажа с навесными элементами и блоков радиоэлектронной аппаратуры.

Для достижения поставленной цели консервирующий флюс для пайки печатных узлов дополнительно содержит диметилформамид при следующем соотношении компонентов, мас. :

Канифоль сосновая

Диметилформамид

Ортофосфо рная кислота 1.3 — 1,5

Этиловый спирт Остальное

Добавление ортофосфорной кислоты во флюс способствует снятию окисной пленки с паяемого соединения и в дальнейшем увеличивает коррозионную стойкость этого соединения после пайки. Остатки флюса с ортофосфорной кислотой поэтому можно не удалять, а печатные узлы сразу можно пО„„. Ж„„1825700 А1 (54) КОНСЕРВИРУЮЩИЙ ФЛЮС ДЛЯ

ПАЙКИ ПЕЧАТНЫХ УЗЛОВ (57) Использование: пайка и лужение плат печатного монтажа с навесными элементами и блоков радиоэлектронной аппаратуры.

Сущность изобретения: консервирующий флюс содержит следующие компоненты, мас.ф,: сосновая канифоль 10-30; ортофосфорная кислота 1,3-1,5; диметилформамид

11 — 15; этиловый спирт остальное. 4 табл. крывать лаком для герметизации или оставлять без лакировки в зависимости от условий эксплуатации иэделия, Для доказательства положительного эффекта от ортофосфорной кислоты приводим табл.1.

Данные по поверхностному сопротивлению изоляции подложки представлены в табл.2.

Иэ табл,2 видно, что изменение концентрации ортофосфорной кислоты в диапазоне 0,2-2,0 мас. (> практически не влияет на поверхностное сопротивление изоляции подложки, Введением в состав флюса диметилформамида достигается улучшение его консервирующих свойств благодаря приданию флюсу пластичности и предохранению его от плесневения, Это вещество относится к группе альдегидов и яляется производным от диметиламина и муравьиной кислоты.

При приготовлении флюса ортофосфорная кислота частично образует с этиловым спиртом эфир с выделением воды.

1825700

+ 3 С2Н5 OH

0-Р- — OH

ОН

Ортофосфорная кислота

Этиловый спирт

Этилфосфат

О (СНз)г — N — С + 1

О ф (СНз)2 — NH + С вЂ” Н

ОН

29,6

l3 присутствии воды, выделяющейся согласно указанной реакции, диметилформамид разлагается на муравьиную кислоту и диметиламин

Диметиламин

В свою очередь диметиламин взаимодействует с ортофосфорной кислотой, образуя сложный аминофосфид, который является хорошим инсектицидом.

ОН СНз

Г l

О=-Р— ОН +HN

-Ф

СНз

ОН

ОН СНз

-+ Π— Р 1 НгО

ОН СНз

Диметиламинофосфид

Таким образом, давление во флюс диметилформамида обеспечивает решение поставленной задачи, делая флюс более эластичным и устойчивым от бактерицидного загрязнения и плесневения, улучшая его бактерицидные свойства.

Для доказательства положительного эффекта от добавления диметилформамида был приготовлен флюс, мас.7:

Сосновая канифоль

Этиловый спирт 69,1

Ортофосфорная кислота 1,3

Флюс был разделен на 10 частей и в каждую часть добавлено определенное количество диметилформамида (образцы 210). Образец 1 — без диметилформамида.

На прозрачное стекло наносился слой приготовленных флюсов, высушен при 6070 С в течение 1 ч. Образцы были помещены во влагостат с p - const = 98%. На каждый образец был помещен кусочек пле5

0 — СрНв

0 = Р 0 — С2Н5+ 3 Н20

0 -СгН5 сени, а влагостат был помещен в термостат при 30-40"С. Через 10 суток пребывания во влажных условиях плесень высохла на всех образцах с диметилформамидом. На образце без диметилформамида плесень осталась.

Далее эти образцы были помещены в каплеру холода и испытывались при -60 С в течение 2 ч постепенным снижением и повышением температуры. Затем был произведен осмотр образцов с помощью микроскопа БМ-4. Результаты сведены в табл.3.

Из табл.3 видно, что диметилформамида достаточно от 11 до 15 мас, g от веса флюса для придания консервирующих и эластичных свойств флюсу. Меньшее количество диметилформамида не обеспечивает плотное покрытие без трещин при испытании на холодоустойчивость. Большее количество не обеспечивает плотного покрытия.

Приготавливается заявляемый флюс следующим образом.

Навеска измельченной сосновой канифоли растворяется в этиловом спирте, затем добавляется фотофосфорная кислота и диметилформамид согласно рецептуре.

В табл.4 приведены примеры конкретного выполнения состава флюса и результаты испытаний для предельных, средних и запредельных значений ингредиентов, а также приведены характеристики флюсапрототипа.

Как видим из табл.4, заявляемый флюс обеспечивает высокий коэффициент растекаемости припоя, малую скорость раскисления, тем самым обеспечивая качественную пайку, о чем свидетельствует значительное уменьшение количества непропаев на печатных платах. При этом чем больше добавлено ортофосфорной кислоты, тем качественнее пайка. Однако для обеспечения надежности работы прибора, где использовался при испытании заявляемый флюс без отмывки, следует ограничиться пределом 1,4 мас.% ортофосфорной кислоты от веса флюса, т,к. большее количество кислоты способствует потемнению мест пайки, что связано с поглощением воды, которая, в свою очередь. способствует уменьшению сопротивления изоляции печатной платы. Меньше 1,1 мас, ортофос1825700 форной кислоты нецелесообразно вводить, т.к. пайка получается с "сосульками", что говорит о слабой активности флюса.

Предлагаемый флюс не имеет неприятного запаха, раздражавшего слизистую обо- 5 лочку глаз и дыхательных путей, и пригоден как для ручной так и для групповой пайки печатных узлов.

Формула изобретения

Консервирующий флюс для пайки пе- 10 четных узлов, содержащий сосновую канифоль, ортофосфорную кислоту, этиловый

Г а блица 1

Кепичест1Г образца

Содеркание, нас.2

Ореня йасьисления, с

Коэффициент растекаености

Вневний вид после пайки

Океаний енд

КаниФоль Этиловый

7!инетил- Ортоеосеор ворчаний ная кислот во непропаее, 8 после влагос тате сл нрт

ОКСп

80

0,6

60 дайна корявая

То re

Без изменения

То яе

ШКОД 1

68,3

68, 1 ее,0

0i7

О,Э

0,85

0.93

20

15

Пайка корявая, исосульки

1,0

1,0

20

67,9

67,7

67,5

67,3

67,0

1,22 Сосул ° ки"

Слестяцая

То ке

20

1,3

1,5

1,7

2,0

1,35

1,41

1,58

1,86

20

Белый налет

То re

Таблица 2

Таблица 3

Характеристика покрытия после 10 суток влаги и испытания на холодоустойчивость п и - 60 С

Количество диметилформамида, мас. %

f4 образца

Плотное, трещины тонкие длинные

Плотное, мелкие трещины

То же

Плотное, трещины в виде сетки

Плотное с мелкой сеткой

Плотное, без трещин и сетки

То же

Плотное, без трещин с небольшими порами

По истое, без т еи ин

20,0

1

3

5

7

0

0,5

1,0

5,0

10,0

11,0

13,0

15,0

17,0 спирт, отл ич а ю щи и с я тем, что,с целью повышения консервирующих свойств флюса при сохранении электроизоляционных свойств иэделия, он дополнительно содержит диметилформамид при следующем соотношением компонентов, мас.%:

Сосновая канифоль 10-30

Ортофосфорная кислота 1,3-1,5

Диметилформамид 11-15

Этиловый спирт Остальное

1825700

Таблица 4

Содермание, нас. Е

1 1

»синий еид осле выдерни печатной латы во вла остате, !0 дн, Внеенид внд сразу после лайки печат ной платы

Време раскисленне, с

Сопротивлениее изоллцни

Ом

КолнчеВреме смачиваемости припои, с

Козфйиицент растеквености, Кр лар« е лес стер непропаее, Канизопк Ортоеос-,",инетил- Этиловый

Еорнав Еоонаюе д спирт кислота

3,5 !О

Е,3

3,0

77,7

Без мзмененил

Блестевее покрытие

2,0

1 35

13 11,0

1 10

1,4 13,0

1 ° 5 з, s1„0

1,6 17,0

То Ias

То ее

2,0

2 20

1,0

1,О

3,0

2 ° О

2,0

1 ° О

Блестлцее покрытие

1,0 10

76, 4

1,56

Белсй налет

То ее

5.0 1 ° 0

1,0

1,6 17,0

Составитель Л«Абросимова

Тех ред М. Моргентал Корректор Е.Папп

Редактор Л.Народная

Заказ 2301 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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

1,! 10

1,3 11 О

1,4 13,0

1,5 15,0

65,6 53,5

4! 4

48,э

57,7

56,6

73,5

1,3Å

1,41

1,53

1 ° 25

1,36

1,38

1,45

6.5 2,0

6,0 1,0

5,3 1 ° О

В,3 6,0

7,2 4,0

6,5 2,0

6,0 1,О

3,3 ° 10

2,1 ° 10

l 3.10

5 ° 5 10

3,8° 1О

3,3 10

1,2 10

Белий налет

То ее

БЕЗ ивмвмамвц!

То ее

Без изненеинй