CZ66899A3

CZ66899A3 - Bezpájkové pájení hliníku

Info

Publication number: CZ66899A3
Application number: CZ99668A
Authority: CZ
Inventors: Thomas Born; Heinz-Joachim Belt
Original assignee: Solvay Fluor Und Derivate Gmbh
Priority date: 1996-09-11
Filing date: 1997-09-06
Publication date: 1999-10-13
Also published as: SK24799A3; PL187473B1; AU4382797A; HUP9903209A2; NO991163L; CA2266059A1; HU220659B1; CA2266059C; ATE209996T1; CN1224378A; DK0925143T3; PT925143E; UA48257C2; CN1105620C; EP0925143A1; PL331432A1; JP2001502972A; EP0925143B1; NO991163D0; ES2169421T3

Description

Vynález se týká způsobu bezpájkového pálení, hliníku a k tomu vhodného tavidla.

Dosavadní stav techniky

Při pájení jsou spojovány kovové součásti s využitím roztavené pájky. K dosažení čistého vnějšího povrchu a tím pevného spojení součástí jsou při pájení používána tavidla.

Byla již vyvinuta tavidla, která tento úkol v souvislosti s pájením hliníku velmi, dobře řeší. Jako zvlášť, vhodná se osvědčila tavidla na bázi fluorohllnitanů draselných. Výroba fluorohlinitanfl draselných příp.jejich používání jako tavidla jsou popsány například v US patentech 3,951,328; 4, Íf28 ,920: C 4,579,605; 5,318,764; v německém zveřejněném spise DE 195 19 515 Al; německé patentové přihlášce ... /195 20 812/ a německé patentové přihlášce.../195 37- 216/. US patent

4,906,307 zveřejňuje tavidlo k pájení slitin na bázi hliníku, kde távidló obsahuje 70 až 90 váh.% K2SIF6 a 30 až 10 váh.% AIP3. Toto tavidlo může být podle přání použito s dalšími přísadami jako fluorid lithný nebo fluorid sodný. Může být také použito disperzního prostředku,.

Pájení hliníku odpovídající stavu techniky je stále prováděno tak, že 11a spojované kovové části musí být kromě tavidla nanesena také kovová pájka. Podle předmětu US patentů 5,100,048 a 5,190,596 se to může provést, také tak, že se do tavidla přimíchá kov jako křemík, měď nebo germanium.

Podle jiného způsobu se to může provést tak, že jsou použity hliníkové dílce, které jsou plátovány kovovou pájkou. Nevýhodou známých způsobů je to, že stále obsahují pracovní krok, předpokládající nanesení nebo přimíchání kovové pájky nebo jiných kovů jako křemíku, mědi nebo germania.

• 4 ·

4« 4» · ·*

4 · · · · · • fefefe · · · ,····· ·

4 · · · ·

Mff ♦· ♦* ···* *4 *4

Podstata vynálezu

Úkolem předloženého vynálezu je poskytnout způsob pájení hliníku,který dovoluje spájení, aniž je potřeba kovová pájka. Tento úkol je řešen způsobem a tavidlem jakož i jeho přípravou k použití uvedeným postupem podle vynálezu. Vynaležený způsob. pájení hliníku s použitím tavidla obsahujícího fluorohlinitan draselný znamená, še se pracuje bez přidání pájky a s použitím tavidla obsahujícího 6 až 50 váh. % K2 SíFď a 50 až 94 váh. % f1uorohlinitanu draselného nebo tavidla z toho se skládajícího- Pokud obsahuje méně než 6 váh. % flúorokřemičitanu, je kvalita pájeného spoje horší. Přednost má 7 až 30 váh.% K2SÍF6 v tavidle- Fluorohl iiiitan draselný je pak v tavidle obsažen v množství od 93 dd 70 váh-%- Tavidlo obsahuje zejména 7 až méně než 30 váh.%. KaSiFe a 93 až. více než 70 váh. % fluorohli nitanu draselného. Pojem Fluorohlinitan draselný zahrnuje známé komplexy f1uorohlinitanů draslíku, složené z draslíku, hliníku, fluoru a případně vody. Doporučená tavidla ve smyslu vynálezu obsahují jako fluorohlinitan a/nebo v malém množství v tavidle. Přitom formě nevratného /

zahrátím draselný KAIF4, K2AIF5 K2AIF5 - H2O. K2AIF& například až do 5 váh. může být pentafluorhlinitan také ve dehydrovatelného výrobku, jehož výroba hydrovatelného materiálu na teploty nad asi 260° je popsána υ německém zveřejněném spise DE 195 19 515 Al.

Tavidlo je možné použít jako takové,v daném případě se spolupůsobením obvyklých pomocných látek. Jako pomocnou látku je například možné použít pojidlo, které umožňuje zachycení tavidla na vnější plochu spojovaných hliníkových součástí a a · • · a · *·· ··· « a aa ·· *

• * • a · • * ·» 1« • * · • » *· • * · • « · «·» a ** »· aa ·· * ·

- 3 “

Výhodně se používá tavidlo ve formě přípravku,obsahujícího tavidlo jako suspenzi nebo pastu s vodou obsahující organickou kapalinu nebo směs vody a organické kapaliny. Jako organické kapaliny se účelně využívá látek používaných obvykle jako organických rozpouštědel jako alkoholQ, zvláště metanolu, etanolu, propanolu nebo izopropanolu- K výrobě přípravku je možné smísit jednotlivě KaSiFe a fluorohlinitan draselný nebo jako směs s tekutou fází.

Obsah vody příp. organické kapaliny se nastaví tak, aby se dosáhlo žádané konzistence vzhledem k suspenzi případně pastě- Suspenze příp. pasta obsahuje přednostně 3 až 70 váh-% tavidla, zbytek do 100 váh.%. tvoří voda příp. organická kapalina, případné nečistoty a případné další pomocné látky jako disperze.

Způsob podle vynálezu může být použit pro dílce z hliníku nebo hliníkových slitin. Obsah hořčíku ve slitinách by měl ovšem být pod 0,5 váh. %. Pájení může být prováděno obvyklým způsobem, například v peci nebo s použitím hořáku. Vhodná teplota pájení může být v daném případě získána pokusně. Optimálně se může hliník pájet v rozmezích teplot od 580° do 605°C.

Povlaky pájených součástek mohou být získány obvyklým způsobem, například ponořením, nástřikem, nalisováním nebo nátěrem.

Postup podle vynálezu se hodí všeobecně pro pájené spoje dílců z hliníku nebo jeho slitin bez přidávání pájky. Je vhodný zejména k pájení chladičů a výměníků tepla například v autoprůmyslu, jakož i v elektronickém průmyslu při pájení vodičů všech druhů a velikostí. Je například možné pájet i tenké fólie.

• 4 «V • · 4 • Mi • · 4 • · • 44« 44 ?· >444 * 4 4 · φ 4 4 4

44« 444

4

4« 44

- 4 Dalším předmětem vynálezu je bezpájkové tavidlo. Vyznačuje se tím, že obsahuje 6 až 50 váh. % K2S1 Fg a 50 až 94 váh.% fluorohlini tanu draselného nebo se skládá z obou těchto látek. Nejvhodnější množství obou těchto látek a použitého fluorohlinitanu draselného jsou popsány dále. Pokud je žádoucí, mohou být v tavidle obsaženy obvyklé pomocné látky jako pojidla. Bezpájkové tavidlo podle vynálezu mflže být použito také ve formě tmelu, kde jsou látky vzájemně odděleny a připraveny pro společné použití podle vynálezu.

Dalším předmětem vynálezu je příprava bezpájkového tavidla. Obsahuje množství účinného tavidla pro bezpájkové pájení hliníku, tj. 6 až 50 váh. % KzSíFg a 50 až 94 váh.%· fluorohllni tanu draselného,jakož další obvyklé pomocné látky zvláště vodu a/nebo organické kapaliny. Nejvhodnější příprava bezpájkového tavidla obsahuje 3 až 70 váh.% tavidla, jakož i vodu a/nebo organické kapaliny do zbytku sta váh.% a rovněž potřebné další obvyklé pomocné látky jako pojidla nebo dis perzηí pros tred ky.

Používání K2S1 Fg a f1uorohlinitanu draselného k výrobě tavidla nebo přípravku pro bezpájkové pájení hliníku nebo jeho slitin je nové a je rovněž předmětem vynálezu.

Vynález dovoluje pájení hliníku bez zvláštního přidávání pájky nebo nějakého kovu. To ulehčuje technické použití a snižuje přitom náklady na pájení.

Příklady provedení vynálezu

Vynález je dále objasněn následujícími příklady, které nicméně neohřán ičuií jeho rozsah.

• · 9 • 9 9 9 · · · 9 • · · * v · 9 • · 9 9 · 9 · 9 999···

9999*· 9 9

9999 99 99 9999 99 99

Příklad 1

Výroba tavidla podle vynálezu

2,5g K2S1 Fe a ÍOg Nocolok^ťR>,fluorohlinitan draselný na bázi KA1F4 a K2AIF5, výrobek Solvay Fluor und Deriváte GmbH, vzájemně smíchány v jemně rozptýlené formě.

Příklad 2

Výroba suspenze tavidla podle vynálezu a/ 5g vody je smícháno s 2,5g KzSiPf, a ÍOg Nocolok^<B)k vytvoření vodné suspenze s asi 43 váh.% obsahu pevných látek b/ 5g vody s 12,5 g tavidla získaného podle příkladu 1 k vytvoření vodné suspenze s asi 43 váh.% obsahu pevných látek.

Příklad 3

Použití suspenze pro pájení obsahující K2S1F6 a Nocolok^<R>. Všeobecně: úhelník 40x5x0,5mm ze slininy hliníku .AA3003 je připájen na plátky hliníku 25x25x0,3mm ze stejného materiálu. Dílce byly ponořeny do suspenze obsahující tavidlo a potom zahřátý propanbutanovým hořákem.

Suspenze byla vyrobena smícháním uvedených množství vúdy,K2SiFe a Noeolok^CB)-

Příklad	Množství H₂0 /g/	Množství K?.SíFg Zg/	Množství Noeo 1 ok*ⁿ ' Zg Z	Výs1edek
3,1	5	2, 5	10	spájeno
3.2	12	3,0	13	spá jeno
3.3	180	7,0	31	spájeno
3-4	ISO	8.0	31	spá jeno
3.5	180	9,0	31	spájeno
3.6	180	10	31	spájeno
3.7	180	12	31	spájeno

I ·· ·* ·· ·< »» «· ·«« . · · » ··«· ··«» . · · . · · « . * · * · · · * *·«·*· «·«·. « . ··* ·· ·· ···· ·· ··

Příklad 4

Pájení v pájecí peci

Postup proběhl podobně jako u příkladu 3.5, dílce byly však dány do pájecí pece zahřáté na 600°C. Dílce byly pájeny v peci5>

·« ·· ·· ·· ·· ·· f «· 0 · · · · « ·

0000 0 · · 0000

0 000 · 0 · 000 000

000··« 0 0 119* ·· *· *··· ·· ··

Claims

PATENTOVÉ NÁROKY

1- Způsob pájení fluorohlinitan hliníku s použitím tavidla obsahujícího draselný vyznačující se t í m , ž e se pracuje bez přidání pájky a používá se tavidlo obsahující 6 až 50 váh.% K2S1F6 a 50 až 94 váh.% fluorohlinitanu draselného.
2- Způsob podle nároku 1 vyznačující se tím, že jako fluorohlinitan draselný je použit KAIF4, K2AIF5 a/nebo K2AIF5-H2O
3- Způsob podle nároku 1. vyznač u j í c í s e tím, že tavidlo obsahuje KzSiFe v množství od 7 až do 30 váh.%.
4. Způsob podle nároku 1 v y z π a č u j. ící se tím, že používá přípravek tavidla, obsáhli jící tavidlo ve formě suspenze nebo pasty ve vodě,organické kapalině nebo směsi vody a organické kapaliny.
5. Způsob podle nároku 1 vyznačující s e tím, že pájení hliníku je prováděno při teplotě od 580°C do 605°C.

.
6. Bezpájkové tavidlo s obsahem od 6 do 50 váh.% K2S1F6 a 50 až 94 váh-% fluorohlinitanu draselného, v daném případě ve fůrmě tmelu, obsahujícího odděleně jednolivé látky pro společné použití.
7. Příprava bezpájkového tavidla obsahující účinné množství tavidla pro bezpájkové pájení hliníku .s účinným obsahem 6 až 50 váh.% K2Sí.Fg a 50 až 94 váh.% f1uorohlini tanu draselného , 'jakož další obvyklé pomocné látky.

« ·« ♦» ·1 ·· 99 *99 «9·· «999 999 9 9 · · * 9 9 ·· 999 9 · · 999 999 • 99999 9 9

9999 99 99 9999 99 99

S.Použití K2S1 Fg a/nebo fluorohlinitanu draselného k výrobě tavidla obsahujícího & až 50 váh.% KaSiFe a 50 až 94 váh.% fluorohli ni tanu draselného, nebo k přípravě tavidla obsahujícího účinné množství tavidla potřebného . k bezpájkovému pájení hliníku.

fí »' v