Припойная паста
Изобретение относится к радиоэлектронике и может быть использовано для поверхностного монтажа с помощью трафаретной печати электрорадиоэлементов, в том числе гибридных интегральных схем. Припойная паста включает компоненты в следующем соотношении, мас.%: оловянно-свинцовый припой 83,125-91,875, сосновое масло 2,565-2,835, этилцеллозольв 1,368-1,512, этилцеллюлоза 0,1197-0,1323, канифоль 4,4973-4,9707, кислота уксусная 0,8645-0,9555, триэтиламин технический 2,4605-2,7195. При использовании пасты указанного состава обеспечивается оптимальное сочетание печатных и адгезионных параметров при полном исключении процесса отмывки полученных соединений после пайки. 3 табл.
Изобретение относится к радиоэлектронике, в частности может быть применено для поверхностного монтажа электрорадиоэлементов (ЭРЭ), в том числе гибридных интегральных схем (ГИС)- Припойная паста для пайки и монтажа.
Известны припойные пасты, содержащие оловянно-свинцовый припой и сосновое масло с канифолью:
1. AC СССР №3604854/25 В24К 35/24, 1983 г.
2. АС СССР №794915 В24К 35/24, 1974 г.
3. Припойные пасты: ППЛ-40, ППЛ-206, ППЛ-210, ППЛ-260.
Применяемые припойные (паяльные) пасты требуют промывки ЭРЭ от остатков флюса после процесса пайки, в том числе и с применением ультразвука, что сказывается на трудоемкости и надежности изделий.
Из известных технических решений наиболее близким по совокупности существенных признаков к заявляемому изобретению является АС СССР №3604854/25 В24К 35/24, 1983 г.
Но данная припойная (паяльная) паста не обеспечивает качественную печать через трафарет, что необходимо для группового монтажа ЭРЭ и автоматизации процессов сборки, и требует отмывки паяных соединений (швов), в том числе с применением ультразвука.
Задачей изобретения является получение припойной пасты с хорошими печатными свойствами для трафаретной печати на имеющемся серийном оборудовании с полным удалением связующего - флюса после оплавления и исключения процесса отмывки ЭРЭ.
Указанный технический результат достигается тем, что с целью удаления остатков органического связующего пасты после оплавления (не требуется отмывка) в припойную пасту на основе мелкодисперсного порошка припоя ПОС-61 соснового масла и канифоли дополнительно включены следующие компоненты:
| Таблица 1 | ||
| Наименование материала | ГОСТ, ТУ | Содержание массовых % |
| Припой порошок ПОС-61 | ТУ 48-0220-029-89 | 87,5±5% (83,125-1,875) |
| Сосновое масло | ТУ 13-02-81-078-143-90 | 2,7±5% (2,565-2,835) |
| Этилцелозольв | ГОСТ 8313-88 | 1,44±5% (1,368-1,512) |
| Этилцеллюлоза | ТУ 6-55-52-91 | 0,126±5% (0,1197-0,1323) |
| Канифоль марки А 1 сорт | ГОСТ 19113-84 | 4,734±5% (4,4973-4,9707) |
| Кислота уксусная | ГОСТ 61-75 | 0,91±5% (0,8645-0,9555) |
| Триэтиламин технический | ТУ 6-09-2448-91 | 2,59±5% (2,4605-2,7195) |
Причем для лучшей консистенции получаемой пасты в триэтиламин технический добавляется кислота уксусная до полного растворения при подогреве (раствор 1). В сосновое масло добавляется канифоль марки А 1-й сорт, этилцеллюлоза и этилцелозольв до полного растворения при подогреве и перемешивании (раствор 2).
В получившийся раствор 2 добавляют раствор 1 и порошок припоя при тщательном размешивании до получения однородной массы. Примерно протекающие реакции:
Раствор 1
Раствор 2
2. 1.R1-OH сосновое масло, в состав входят борнеол, борнилацетат, а- и b-фелландрены, а- и b-пинены, 3-карен (основа терпеновые спирты t°кип≈70°С).
2.2. Канифоль C19H29COOH, t°пл≈100-140°С, t°кип≈250°С.
сложный эфир, ПАВ смачиватель.
2.3. Этилцеллюлоза
[С6Н7O2(ОН)3-х(ОС2Н5)х]n, хороший пленкообразователь, t°пл≈160-210°С, разлагается выше 210°С.
2.4. Этилцеллозольв
С2Н5OCH2СН2OH моноэтиловый эфир этиленгликоля, 2-этоксиэтанол
растворитель нитратов и ацетатов целлюлозы, t°кип≈135,6°С.
Получаемая азеатропная смесь наносилась трафаретным способом на проводники и при нагреве свыше (190±5)°С на проводниковых слоях получался равномерный облуженный слой без остатков флюса, не требующий последующей отмывки растворителями.
Проводились сравнительные испытания паст с другим содержанием компонентов:
| Таблица 2 | ||||
| Тип пасты | 1 | 2 | 3 | 4 |
| Наименование материала | Содержание, мас.% | Содержание, мас.% | Содержание, мас.% | Содержание, мас.% |
| Припой порошок ПОС-61 | 87,5 | 80 | 85 | 92 |
| Сосновое масло | 2,7 | 6,2 | 3,7 | 1,2 |
| Этилцелозольв | 1,44 | 2,5 | 1,69 | 1,44 |
| Этилцеллюлоза | 0,126 | 0,3 | 0,376 | 0,126 |
| Канифоль марки А 1 сорт | 4,734 | 6,734 | 5,034 | 1,434 |
| Кислота уксусная | 0,91 | 1,676 | 1,31 | 1,21 |
| Триэтиламин технический | 2,59 | 2,59 | 2,89 | 2,59 |
По указанной рецептуре (таблица 2) были изготовлены образцы припойных паст. При испытаниях паст на трафаретную печать (использовались установки «Тропа») и паяемость ЭРЭ получены следующие результаты:
| Таблица 3 | ||||
| Тип пасты | 1 | 2 | 3 | 4 |
| Наименование параметра | ||||
| Внешний вид пасты до оплавления | однородная серого цвета | однородная серого цвета | однородная серого цвета | однородная серого цвета |
| Качество печати через трафарет | отличное | удовлет. | удовлет | плохое |
| Внешний вид спая | блестящий | пузырение | блестящий | пузырение |
| Адгезия паяного шва | хорошая | удовлет. | хорошая | хорошая |
| Очистка паянного шва | не требуется | хорошая | удовлет. | удовлет. |
Из таблицы 3 видно, что наилучший результат обеспечивает паста состава таблицы 1.
Припойная паста для монтажа электро- и радиоэлементов с помощью трафаретной печати, включающая порошок оловянно-свинцового припоя, сосновое масло, канифоль и этилцеллозольв, отличающаяся тем, что в она содержит дополнительно этилцеллюлозу, кислоту уксусную и триэтиламин технический при следующем соотношении компонентов, мас.%: оловянно-свинцовый припой 83,125-91,875, сосновое масло 2,565-2,835, этилцеллозольв 1,368-1,512, этилцеллюлоза 0,1197-0,1323, канифоль 4,4973-4,9707, кислота уксусная 0,8645-0,9555, триэтиламин технический 2,4605-2,7195.
