SU1759587A1 - Флюс дл низкотемпературной пайки - Google Patents

Abstract

Использование: пайка изделий радиоэлектронной аппаратуры. Сущность изобретени : флюс, содержащий компоненты в следующем соотношении, мас.%: полиэфирна  смола 0,5-5,0, этилцеллозольв 20,0-65,0, этиловый спирт 10-50, этилаце- тат 20-37, карбонова  кислота 0,5-2,0. В качестве органической карбоновой кислоты используют синтетические жирные кислоты фракции . 1 з.п. ф-лы, 1 табл

Description

сл С

Изобретение относитс  к области пайки , в частности к флюсам дл  пайки низкотемпературными припо ми и может быть использовано в радиотехнической, электронной и электротехнической промышленности при производстве радиоэлектронной аппаратуры.

Известны флюсы дл  низкотемпературной пайки, где в качестве активных составл ющих примен ютс  органические кислоты, канифоль, смолы (1). Недостатками данных флюсов  вл етс  необходимость промывки па ных плат в проточной гор чей воде от коррозионно-агрессивных остатков флюсов, что резко ухудшает электрические параметры радиоэлементов.

Наиболее близким по составу компонентов к предлагаемому, не требующим удалени  остатков,  вл етс  флюс (2) следующего состава, мас.%:

Полиэфирна  смола1,0-5,0

Олеинова  кислота1,0-5,0

Этилацетат98,0-90,0

Полиэфирна  смола и олеинова  кислота  вл ютс  активными составл ющими флюса и в процессе пайки раствор ют окис- ные пленки и другие загр знени  на поверхности па ных узлов, ускор ют смачивание металла припо ми, снижают поверхностное нат жение расплавленного припо , этим улучшают текучесть припо  и образование прочных св зей с металлом.

Этилацетат  вл етс  растворителем компонентов флюса и других загр знений на поверхности па ных узлов.

В процессе пайки происходит улетучивание растворител , а оставшиес  компоненты флюса (полиэфирна  смола, олеинова  кислота) полимеризуютс , образу  влагостойкую тонкую прозрачную пленку , преп тствующую коррозии и не

1

СЛ Ю

сл

00

VJ

вли ющую на электрические параметры па ных узлов. Недостатком данного флюса  вл етс  то, что при температуре пайки (250±5)°С происходит быстрое испарение растворител  (температура испарени  эти- лацетата 77°С) за врем , недостаточное дл  качественного пропаивани  узлов. После испарени  растворител  флюс не обеспечивает необходимый коэффициент растекае- мости припо , что приводит к налипанию олова на па ную поверхность печатной платы , к замыканию печатных проводников на поверхности печатных плат. Кроме того, он обладает высокой токсичностью, вследствие использовани  в качестве растворител  этилацетата, имеющего П/Ж 200 мг/м

Таким образом, указанный флюс не обеспечивает высокое качество пайки деталей .

Кроме олеиновой известно использова- ние различных карбоновых кислот, в том числе адипиновой, лимонной,бензойной.

Целью изобретени   вл етс  повышение качества па ного соединени  за счет увеличени  времени испарени  растворите- лей при обеспечении пониженной токсичности и увеличении активности флюса с одновременным понижением коррозионной агрессивности.

Указанна  цель достигаетс  тем, что в составе флюса, содержащего полиэфирную смолу, карбоновую кислоту, растворитель- этилацетат, содержитс  в качестве растворител  дополнительно этилцеллозольв и этиловый спирт при следующем соотноше- нии компонентов, мас.%:

Полиэфирна  смола0,5-5,0

Этилцеллозольв20,0-65,0

Этилацетат10,0-50,0

Карбонова  кислота0,5-2,0

Этиловый спирт20,0-37,0

В качестве карбоновой кислоты могут быть использованы олеинова  кислота, ади- пинова , лимонна , бензойна  и другие. При применении синтетических жирных кислот фракции качество па ных изделий улучшаетс  вследствие их низкой коррозионной агрессивности.

Использование активного растворител  полиэфирных смол-этилцеллозольва способствует переводу смолы в спиртораст- воримое состо ние, что увеличивает смачиваемость поверхности и коэффициент растекаемости припо  и, как результат, обеспечивает улучшение качества получав- мых па ных изделий.

Использование в качестве раствора смеси этилцеллозольва с температурой кипени  135°С и этилового спирта с температурой кипени  78°С, повышающих

температуру испарени  смеси растворителей по сравнению с чистым этилацетатом (температура кипени  77°С), обуславливает ступенчатость испарени  растворителей и позвол ет выдерживать платы при температуре пайки (255 ± 5)°С в течение времени, достаточного дл  качественного пропаивани . Тем самым обеспечиваетс  высокое качество па ных соединений в агрегатной пайке (не наблюдаетс  шелушени  маски, отслоени  печатных проводников и других отрицательных эффектов). Этиловый спирт и этилцеллозольв улучшают объемную растворимость полиэфирной смолы, способству  тем самым лучшему растворению загр знений и обеспечива  высокое сопротивление изол ции па ных изделий. При температуре пайки (255 ± 5)°С происходит улетучивание растворителей, а оставшиес  компоненты флюса (полиэфирна  смола, карбонова  кислота) покрывают поверхность платы тонким полимерным слоем, выполн   роль консерванта. Этилцеллозольв имеет достаточно высокий ПДК (780 мг/м3) по сравнению с этилацетатом (200 мг/м3), что обеспечивает более низкую по сравнению с прототипом токсичность флюса.

Известно использование этилцеллозольва в качестве растворител  дл  полимерных смол, однако в данном случае этилцеллозольв служит дл  перевода полиэфирной смолы (не растворимой в этиловом спирте) в спирторастворимое состо ние.

Присутствие этилового спирта, как более пол рного по сравнению с другими растворител ми (этилацетатом), желательно во флюсах дл  улучшени  растекаемости припо  и, как результат, повышени  качества па ных изделий. Этиловый спирт в составе флюсов с полиэфирной смолой по данным авторов ранее не примен лс  в св зи с нерастворимостью в нем полиэфирной смолы.

Применение смеси этилцеллозольва, этилацетата и этилового спирта в процессе проведенного поиска не вы влено. Применение указанной смеси обеспечивает по вление дополнительных свойств у за вл емого флюса, привод щее, с одной стороны, к увеличению времени пайки за счет более высокой температуры испарени  растворител , а с другой стороны более высокой температуры испарени  растворител , а с другой стороны, этилцеллозольв переводит полиэфирную смолу в спирторастворимое состо ние и позвол ет использовать этиловый спирт, как более пол рный по сравнению с другими растворител ми, дл  улучшени  растекаемости припо , ускоренного растворени  окисленных пленок и других загр знений. Таким образом, повышаетс  качество пайки.

Кроме того, этиловый спирт, участву  в процессе поликонденсации с остатками карбоновых кислот и в том числе и СЖК, и продуктами их взаимодействи , совместно с пленкой из полиэфира способствует образованию более прочной, влагостойкой прозрачной пленки по сравнению с пленкой, образующейс  лишь из полиэфирной смолы .

Использование синтетических жирных кислот, менее коррозионно-агрессивных и боле насыщенных по сравнению с известными карбоновыми кислотами, совместно с полиэфирной смолой,  вл ющихс  активными составл ющими флюса, при услови х пайки ведет к ускоренному, по сравнению с прототипом, растворению окисных пленок и других загр знений на поверхности па ных узлов и снижению поверхностного нат жени  припо .

Предельные значени  количеств этил- целлозольва, этилацетата и этилового спирта выбраны на основе из взаиморастворимости в сочетании с полиэфирной смолой. При запредельных количественных значени х этих компонентов происходит выпадение осадка полиэфира, что недопустимо.

Предельные колебани  карбоновой кислоты , в том числе и СЖК обусловлены их активностью. При концентраци х выше 5 мас.% карбонова  кислота про вл ет повышенную активность и увеличиваетс  коррозионна  агрессивность. При концентрации меньше 0,5 мас.% активность флюса резко снижена и соответственно снижено качество пайки.

Пример. Односторонние печатные платы МРК 2-5 на основе гетинакса, изготовленные химическим методом, покрытые сплавом Розе с защитной маской, па лись на установке агрегатной пайки флюсами на основе смолы составов 1-14 (табл. 1). Флюсы перед пайкой на поверхность печатных плат наносились кистью. Режим пайки: температура припо  ПОС-61 (255±5)°С, температура предварительного подогрева 85°С, скорость конвейера 1,7 м/мин. Измерение сопротивлени  печатных плат проводилось в соответствии с ГОСТ 23759-79 в нормальных услови х и после выдержки в камере влаги в течение 1 ч при температуре (25- 10)°С и относительной влажности 93±3%. Результаты испытаний приведены в табл. 2.

Испытани  печатных плат показали, что при использовании флюса по прототипу (состав 1) из-за быстрого улетучивани  растворител  (этилацетата) наблюдаетс 

налипание олова на па ную поверхность печатной платы, и, как следствие, происходит замыкание печатных проводников сосульками припо , что свидетельствует о невозможности его применени  в услови х

агрегатной пайки.

Качество изделий в услови х агрегатной пайки при использовании флюсов предложенного состава (2-14) удовлетворительное , а именно: не обжигаетс  маска,

обеспечиваетс  сопротивление изол ции более 10 Ом, внешний вид издели  хороший (поверхность пайки ровна , блест ща , отсутствуют трещины, раковины, пайка скелетна ).

Испытани  в камере влаги подтверждают высокие антикоррозионные свойства па ных плат при использовании флюсов предложенного состава.

Использование флюса предложенного

состава позволит значительно повысить качество па ных изделий в услови х агрегатной пайки, а именно: снижаетс  коррозионна  агрессивность флюса, не обжигаетс  маска, улучшаетс  внешний вид

па ных изделий.

Нар ду со снижением трудоемкости процесса пайки (исключаетс  прцесс отмывки па ных изделий гор чей водой от остатков флюса) снижаетс  токсичность флюса

вследствие более низкого содержани  этилацетата .

Claims (2)

1.Флюс дл  низкотемпературной пай- ки, содержащий полиэфирную смолу, карбоновую кислоту, растворитель - этилацетат, отличающийс  тем, что, с целью повышени  качества па ного соединени  за счет увеличени  времени испарени  раство- рителей, он содержит в качестве растворител  дополнительно этилцеллозольв и этиловый спирт при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Полиэфирна  смола0,5-5,0

Карбонова  кислота0,5-2,0

Этилцеллозольв20-65

Этилацетат10-50

Этиловый спирт20 37

2.Флюс по п. 1, отличающийс  тем, что в качестве карбоновой кислоты он

содержит синтетические жирные кислоты фракции Сд-С22,

-J СП

кислоты фракции Co CZ220,51,0щ

со

Кислота олеинова 2,0--0,5--- Q---.

Кислота лимонна --2,0--0,5--1,0-11-бензойна ---2 ,0--0,5--- -адипинова --2 ,0-0,5 Показатели:

Процент пропа 30,0 99,599,3 99,299, 90, t90,3 91,4 90,0 99,6 99,8 99,3 90,0 99,0

00

Показатели

Наблюдаетс  налипание олоа на па емую поверхность ечатной платы, отслоение, шелушени  маски

Плата не пропа лась в агрегае

Таблица 2

Составы

1 /прототип/

Поверхность пайки ровна , блест ща , отсутствуют раковины , трещины, пайка скелетна 

10

11

0,5 -1010

10

11

0,5 -10

ю