Флюс для низкотемпературной пайки

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ПАТЕНТНЫЙ КОМИТЕТ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ ФЛЮС ДЛЯ НИЗКОТЕМПЕРАТУРНОЙ ПАЙКИ(71) Заявитель Химико-технологический центр Академии наук Беларуси(73) Патентообладатель Химико-технологический центр Академии наук Беларуси(57) Флюс для низкотемпературной пайки, содержащий глицерин и поверхностно-активное вещество, отличающийся тем, что он дополнительно содержит отстойную воду канифолетерпентинного производства, а в качестве поверхностно-активного вещества - катамин АБ при следующем соотношении компонентов, мас.ч. глицерин 10-20 катамин АБ 0,5-1,0 отстойная вода канифолетерпентинного производства 100.(56) 1. Лоцманов С.Н., Петрунин И.Е., Фролов В.П. Справочник по пайке. - М. Машиностроение, 1975. - С. 112. 2. Патент РФ 2016729, В 23 К 35/363, 30.07.1994 (прототип). 3. Водный раствор катамина АБ ТУ 6-01-816-75. Изобретение относится к пайке, в частности к флюсам для низкотемпературной пайки оловосвинцовыми припоями, и может быть использовано при ручной пайке и лужении электромонтажных элементов, интегральных микросхем, металлических поверхностей печатных плат и выводов электрорадиоэлементов в изделиях бытовой аппаратуры. Флюс предназначается для защиты паяемой поверхности от окисления в процессе пайки и лужения, а также для снижения поверхностного натяжения на границе металл-припой-флюс. Известен флюс для низкотемпературной пайки черных и цветных металлов, содержащий глицерин, хлористый аммоний и хлористый цинк 1. Недостатком этого флюса является его невысокая флюсующая активность, а также использование в его рецептуре хлористого цинка, который обладает токсичным действием и слабовыраженными свойствами, вызывающими аллергический дерматит. Наиболее близким по технической сущности к заявляемому изобретению является флюс для низкотемпературной пайки, содержащий глицерин, поверхностно-активное вещество, соляную кислоту и этиловый спирт 2. Недостатком этого флюса является невысокая флюсующая активность и смачиваемость поверхности металла. Кроме того, во флюсе в качестве растворителя используется этиловый спирт в количестве 59,7-62,5 мас Поэтому флюс представляет собой пожаро- и взрывоопасную композицию, которая может быть использована в производственных условиях лишь при строгом соблюдении правил техники пожарной безопасности. 1649 1 При работе с таким флюсом происходит выделение в воздух паров соляной кислоты и этилового спирта,которые раздражают верхние дыхательные пути и слизистые оболочки глаз. Использование данного флюса на производстве в больших количествах ограничено из-за ухудшения санитарно-гигиенических условий труда. Задача изобретения - создание взрыво-пожаробезопасного флюса с повышенным качеством пайки за счет увеличения активности флюса, усиления смачиваемости металла припоем и использованием воды в качестве растворителя при сохранении его некоррозионности и санитарно-гигиенических условий труда. Указанная задача достигается тем, что состав флюса для низкотемпературной пайки, содержащий глицерин, дополнительно содержит катионное синтетическое поверхностно-активное вещество и отстойную воду канифолетерпентинного производства при следующем соотношении компонентов, мас.ч Глицерин 10-20 Катионное синтетическое поверхностно-активное вещество 0,5-1,0 Вода отстойная канифолетерпентинного производства 100. Для повышения активности флюса и усиления смачиваемости металла припоем в процессе пайки нами предложено катионное синтетическое поверхностно-активное вещество 3 - катамин АБ, которое представляет собой алкиламин и четвертичное аммониевое основание, содержащее углеводородные радикалы нормального строения с числом углеродных атомов С 10-С 20. Катамин АБ (алкилдиметилбензиламмоний хлорид) получается путем конденсации алкилдиметиламина и бензилхлорида(3)2652265(3)2. Средняя молекулярная масса катамина АБ 346-376. Промышленность выпускает катамин АБ в виде водных растворов с массовой долей основного вещества не менее 48, третичного амина не более 0,7 и соли третичного амина не более 2. Отстойная вода канифолетерпентинного производства, получаемая из отстойника при промывке скипидарного раствора сосновой живицы, повышает активность флюса. По внешнему виду отстойная вода - маловязкая жидкость с легким приятным запахом смолистых веществ. В ней содержатся минеральные вещества(фосфор, медь, железо) -1500-2000 мг/л, органические вещества (смоляные кислоты, терпены,нейтральные и окисленные вещества) 3000-4000 мг/л, а также незначительное количество ортофосфорной кислоты. Физико-химические свойства отстойной воды следующие Цвет- от светло-желтого до светло-коричневого Вязкость 1,45 сст. рН 1,8-2,6. Изобретение иллюстрируется нижеследующими примерами. Пример 1. В реакционную трехгорлую колбу, снабженную мешалкой с гидрозатвором, термометром и обратным холодильником, загружают 100 мас.ч. отстойной воды, 5 мас.ч. глицерина и 0,25 мас.ч. катионного синтетического поверхностно-активного вещества. Смесь перемешивают при 60-70 С в течение 1-1,5 часа до получения однородной жидкости. Полученный продукт с вязкостью 1,55 сст. имеет флюсующую активность 59,6 мм 2 (коэффициент растекаемости припоя 1,55) и краевой угол смачиваемости 28. Остальные примеры выполнены аналогично примеру 1, отличаются только массовой долей глицерина и катионного синтетического поверхностно-активного вещества. Активность флюса - коэффициент растекаемости припоя ПОС-61 на медных пластинах при температуре 2605 С рассчитывают как отношение площади растекания припоя под действием заявляемого флюса и площади растекания припоя под действием канифольного флюса в виде 20-ного раствора в этиловом спирте. Абсолютная погрешность определения активности флюсов при вероятности 0,95 равна 0,03, погрешность измерения температуры припоя 2 С. Данные опытов приведены в таблице. Как видно из данных таблицы, оптимальное количество глицерина и катионного синтетического поверхностно-активного вещества, введенного во флюс, составляет соответственно 10-20 мас.ч. и 0,5-1,0 мас.ч.(примеры 2-4). Так, флюсующая активность составляет 78-84,9 мм 2 (что тветствует коэффициенту растекаемости Крп 2-2,2), а краевой угол смачивания равен 19-21. Использование глицерина и катионного синтетического поверхностно-активного вещества в количествах меньших или больших оптимальных (примеры 1, 5) приводит к снижению активности флюса (59-69 мм 2, Крп 1,5-1,8). При отсутствии во флюсе катионного синтетического поверхностно-активного вещества (примеры 6-10) флюсующая активность составляет 57,7-72,8 мм 2 (что соответствует коэффициенту растекаемости 1,52-1,92), а краевой угол смачивания равен 22-28. 1649 1 Флюсующая же активность отстойной воды от канифолетерпентинного производства (пример 12) составляет 50,0 мм 2 (что соответствует коэффициенту растекаемости припоя 1,32), при значительно высоком краевом угле смачивания, равном 32. Таким образом, при использовании в отстойной воде добавок глицерина и катионного синтетического поверхностно-активного вещества-катамина АБ, можно значительно увеличить ее флюсующую активность и снизить краевой угол смачивания . Предлагаемая композиция по флюсующим свойствам превосходит прототип. Катионное синтетическое поверхностноактивное вещество Вода отстойная от КТП Площадь растекания припоя мм 2 Краевой угол смачивания оставитель Н.Б.Суханова Редактор В.Н. Позняк Корректор А.М. Бычко, С.А. Тикач Заказ 2342 Тираж 20 экз. Государственный патентный комитет Республики Беларусь. 220072, г. Минск, проспект Ф. Скорины, 66. 3