SU1276452A1

SU1276452A1 - Method of soldering articles without flux

Info

Publication number: SU1276452A1
Application number: SU853943069A
Authority: SU
Inventors: Вера Борисовна Калинникова; Александр Васильевич Цыкин; Нина Григорьевна Отмахова; Борис Викторович Маркин
Original assignee: Предприятие П/Я А-1067
Priority date: 1985-06-27
Filing date: 1985-06-27
Publication date: 1986-12-15

Abstract

Изобретение относитс к пайке, в частности к способам бесфлюсовой пайки легкоплавкими припо ми, и позвол ет повысить качество па ного соединени и производительности за счет активировани процесса удалени загр знений из зоны пайки. На одну из соед1 н ем)1Х поверхностей нанос т покрытие из припо , содержащего индий , а на другую - двухслойное покрытие из припо , содержащего висмут; Нижний слой выполн ют в виде матового покрыти толщиной 3-12 мкм с содержанием висмута в количе.стве 2-20 мае. %, а верхний слой в виде блест щего покрыти толщиной 3-6 -мкм с содержанием висмута 0,1-0,5 мас,%. Двухслойное покрытие имеет способпость поглотать в собственньпг объем загр знени , в том числе окислы из зоны первоначального контакта соедин емых поверхностей . В этом случае эффект геттею рировани про вл етс на межфазной Границе матовое-блест щее покрытие.The invention relates to soldering, in particular, to methods of flux-free soldering with low-melting solders, and it allows to improve the quality of the solder joint and the productivity by activating the process of removing contaminants from the soldering zone. A coating of solder containing indium is deposited on one of the joints of 1X surfaces, and a two-layer coating of solder containing bismuth is coated on the other; The bottom layer is made in the form of a matte coating with a thickness of 3-12 µm with a bismuth content of 2-20 May. %, and the top layer in the form of a glossy coating with a thickness of 3-6 microns with a bismuth content of 0.1-0.5 wt.%. The two-layer coating has the ability to absorb the volume of contamination, including oxides, from the zone of initial contact of the surfaces to be connected to its own volume. In this case, the effect of the gettyling appears on the phase boundary a dull-gloss coating.

Description

ЮYU

оabout

СГ1 ts)SG1 ts)

11eleven

Изобретение относитс к пайке, в частности к способам бесфлюсовой пайки легкоплавкими припо ми, и может быть использовано в электронной технике,The invention relates to soldering, in particular, to methods of flux-free soldering with low-melting solders, and can be used in electronic engineering,

Целью изобретени вл етс повышение качества па ного соединени и повышение производительности путем активировани продесса удалени загр знений из зоны пайки.The aim of the invention is to improve the quality of the solder joint and increase productivity by activating the process of removing contaminants from the soldering zone.

Способ осуществл ют следующим образом .The method is carried out as follows.

На одну из соедин емых деталей нанос т покрытие из припо , содержащего индий, а на другую - двухслойное покрытие из припо , содержащего висмут. Нажний слой выполн ют в виде матового покрыти толщиной 3-12 мкм с содержанием висмута, в количестве 2-20 мас.%, а верхний с:той в виде блест щего покрыти толщипоГ 3-6 мкм с содержапием висмута 0,1-0,5 мае .%. Детали собирают, сжимают, нагревают до температуры выше температуры начала плавлени более легкоплавкого из используемых припоев и производ т диффузиопную выдержку до завершени затвердевани припо .A coating of solder containing indium is deposited on one of the parts to be joined, and on the other, a two-layer coating of solder containing bismuth. The upper layer is made in the form of a matte coating with a thickness of 3–12 µm with a bismuth content of 2–20 wt.%, And the upper layer with a one in the form of a glossy coating with a thickness of 3–6 µm with a bismuth content of 0.1–0. 5 May.%. The parts are assembled, compressed, heated to a temperature above the melting start temperature of the more fusible solder used and diffusion is performed until the solidification is complete.

Двухслойное покрытие в отличие от каждого из составл ющ1гх слоев имеет способпость поглощать в собственный объем (за счет объемного геттерировани ) загр знени , в том числе окислы из зоны первоначального контакта соедин емых поверхностей. В этом случае эффект геттерировани про вл етс на мелсфазной границе матовоеблест щее покрытие, за счет которого при наличии двухфазпой структуры первой пористой с развитой поверхпостью и второй блест щей плотной измен ютс состав и свойства двухслойного покрыти . Это способствует уменьшению в 5-1C раз времени взаимодействи приПОЙИОГ .О двухслойного ОЛОВО-ВИСМУТОВОA two-layer coating, unlike each of the component layers, has the ability to absorb into its own volume (due to volumetric gettering) contamination, including oxides from the zone of initial contact of the connected surfaces. In this case, the gettering effect appears on the mel-phase boundary of a matte gloss coating, due to which, in the presence of a two-phase structure, the first porous with a developed surface and the second shiny dense change the composition and properties of the two-layer coating. This contributes to a 5-1C reduction in the time of interaction of the solder. About a two-layer TIN-BISMUTOVO

го покрыти с припоем, содержащим индий. Причем определ ющим при пайке в достижении эффекта геттерировани двухсло1 1Ной поверхностью вл етс блест щий слой с плотпой гладкой поверхпостью , обеспечивающе падежный контакт с припойным слоем, содержащи индий.coated with solder containing indium. Moreover, the decisive factor in soldering in achieving the gettering effect of a double layer is a shiny layer with a carping, smooth surface that ensures good contact with the solder layer containing indium.

Если толщина блест щего сло менее 3 мкм, то такой слой не обеспечивает полную защиту пористого активпого матового сло от контакта с внешним объемом в менсоперационньй период иIf the thickness of the glossy layer is less than 3 µm, then this layer does not provide complete protection of the porous active matt layer from contact with the external volume during the operating period and

522522

при пайке и, следовательно, не образуетс необходима граница раздела между матовым и блест щим покрыти ми Врем процесса пайки в этом случае увеличиваетс вследствие необходимости обеспечени газовыделени и восстановлени окислов на всей развитой матовой поверхности, что не всегда возможно достичь при низких температурах .when soldering and, therefore, the required interface between matte and glossy coatings is not formed. The soldering process time in this case is increased due to the need to ensure gas evolution and oxide reduction on the whole developed matte surface, which is not always possible to achieve at low temperatures.

Если толщина верхнего блест щего сло превышает 6 мкм, структура поверхиостнаго сло двойного покрыти приближаетс к структуре блест щего. Граница раздела матово-блест щего покрыти становитс удаленной от зоны контакта соедин емых поверхностей настолько, что увеличиваетс ирем взаимной диффузии через блест щее покрытие компонентов из граничного сло и из зоны контакта соедин емых поверхностей. В этом случае увеличиваетс и врем пайки.If the thickness of the upper gloss layer exceeds 6 microns, the structure of the surface layer of the double coating approaches the gloss structure. The interface of the matte-gloss coating becomes remote from the contact zone of the surfaces to be joined so that it increases in terms of mutual diffusion through the shiny coating of components from the boundary layer and from the contact zone of the surfaces to be joined. In this case, the soldering time increases.

Толщина матового подсло тоже оказывает вли ние на врем пайки. Если па емые детали имеют толщину матовог подсло в двухсло11Ном покрытии менее 3 мкм, то уменьшить врем пайки, сохран прочность соединени , не удаетс . Это, по-видимому, св зано с недостаточной величиной активного объема, образуемого пористым матовым подслоем, а также вли нием материала или подслоев покрытий, расположенных 13 непосредственной близости к матовому виcмyтoвo ry покрытию.The thickness of the matte sublayer also affects the soldering time. If the pasted parts have a matt-layer underlayer thickness in a two-layer coating of less than 3 µm, then it is not possible to reduce the soldering time, while maintaining the strength of the joint. This is apparently due to the insufficient amount of active volume formed by the porous matte sublayer, as well as the influence of the material or sublayers of the coatings located 13 in close proximity to the matte mat ry coating.

Бследст зие того, что одним из условий образовапи па ного соединени вл етс диффузи с одной па емой поверхности на другую, то концентраци его в сло х припойного покрыти имеет существенное значениеThe fact that one of the conditions for the formation of a solder joint is diffusion from one soldered surface to another, then its concentration in the solder coating layers is essential

При применении олово-висмутового двухслойного покрыти ОСНОВНЫ.М источником висмута должен матовый подслой. Это обеспечивает предпочтительную диффузию висмута по развитой поверхности кристаллов матового подсло и образование концентрационной аномалии на границе раздела матовыйблест щий слой, где распределение компонентов олова и висмута по глубине олово-висмутового покрыти , повидимому , и вл етс одной из основных предпосылок возникновени влени геттерировани .When using a tin-bismuth bilayer coating, the MAIN. Source of bismuth must have a matt sublayer. This ensures the preferred diffusion of bismuth over the developed surface of the matte underlayer crystals and the formation of a concentration anomaly at the interface of the matt shiny layer, where the distribution of tin and bismuth components over the depth of the tin-bismuth coating is apparently one of the main causes of the appearance of the gettering.

5становить влени фракционировани Bi с выходом па поверхность и5 to establish the phenomena of fractionation of Bi with the release of the PA surface and

Claims

Claim

The method of flux-free soldering of parts, mainly microstrip boards with a metal base, in which one of the parts is coated with solder containing indium, the other is coated with solder containing bismuth, the parts are assembled, compressed, heated to. temperatures above the melting point of the lighter solder and perform diffusion holding until the solidification of the solder is completed, characterized in that, in order to improve the quality of the solder joint and increase productivity by activating the process of removing contaminants from the soldering zone, the coating containing bismuth is applied in two layers, moreover, the lower layer is made in the form of a matte coating with a thickness of 3-12 microns with a bismuth content of 2-20 wt.%, and the upper layer in the form of a shiny coating with a thickness of 3-6 microns and contains 0 cm bismuth, ΙΟ, 5 wt.%.

VNIIIPI Order 6618/10 Circulation 1001 Subscription

Custom polygr. ave, city of Uzhhorod, st. Project, 4