бессвинцовый припой

Классы МПК:B23K35/26 с основным компонентом, плавящимся при температуре ниже 400°C 
C22C12/00 Сплавы на основе сурьмы или висмута
Автор(ы):, , ,
Патентообладатель(и):Открытое акционерное общество "Научно-исследовательский институт приборостроения имени В.В. Тихомирова" (RU)
Приоритеты:
подача заявки:
2011-08-09
публикация патента:

Изобретение может быть использовано в микроэлектронике, в частности, для пайки и лужения деталей в блоках радиоэлектронной аппаратуры. Бессвинцовый припой содержит висмут и индий в следующем соотношении, вес.%: висмут 69-72, индий 29-32. Указанное соотношение компонентов припоя обеспечивает улучшение его технологических свойств, а именно повышение жидкотекучести, улучшение сцепляемости с паяемым материалом. 2 табл.

Формула изобретения

Бессвинцовый припой, содержащий висмут, отличающийся тем, что в его состав введен индий при следующем соотношении компонентов, вес.%:

Висмут69-72
Индий 29-32

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области пайки с использованием бессвинцовых припоев и может быть использовано в микроэлектронике, в частности, для пайки и лужения деталей в блоках радиоэлектронной аппаратуры.

Известен бессвинцовый припой (RU 2254971, опубл. 27.06.2005 г.). Он содержит ингредиенты в следующем соотношении, мас.%: Sn 76-96, Cu 0,2-0,5, Ag 2,5-4,5, In 0-12, Bi 0,5-5,0, Sb 0,01-2. Недостатком этого припоя является большое количество пустот в паяных соединениях и, соответственно, повышение их хрупкости.

Известен бессвинцовый припой EP 1930117 A1, 11.06.2008, включающий в себя, мас.%: индий 48-52,5 и в балансе висмут. Недостатками этого припоя являются невозможность образования эластичного химического соединения в шве, низкая жидкотекучесть припоев, недостаточная сцепляемость с паяемым материалом. Для улучшения технологических характеристик этого припоя в него необходимо вводить свинец и цинк, что повышает температуру его пайки и делает этот припой токсичным.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является «Бессвинцовый припой» (RU 2367551 C2, опубл. 10.05.2009 г.). Он содержит олово и висмут и отличается тем, что в его состав введена сурьма, при следующем соотношении компонентов припоя, вес.%:

Олово87,0-89,0
Висмут 9,0-11,0
Сурьма0,8-1,2

Недостатком этого припоя является то, что припои, содержащие сурьму, образуют хрупкое химическое соединение в шве, ухудшают жидкотекучесть припоев, снижают их коррозионную стойкость, ухудшают сцепляемость с паяемым материалом.

Технический результат предлагаемого изобретения состоит в повышении технологических свойств припоя, в частности, образуется эластичное химическое соединение в шве, повышается жидкотекучесть припоев, улучшается сцепляемость с паяемым материалом.

Заявляемый припой хорошо смачивает медь и ее сплавы, обеспечивает ее сверхпроводимость, слабо растворяет золото, не делает его хрупким, что важно при поверхностном монтаже радиоэлементов.

Сущность предлагаемого изобретения состоит в том, что бессвинцовый припой содержит висмут.

Новым в предлагаемом припое является введение в его состав индия при следующем соотношении компонентов припоя, вес.%:

Висмут69-72
Индий 29-32

Предлагаемый припой не содержит олова, следовательно, решена проблема «оловянной чумы», и это в значительной мере имеет преимущество перед припоем по патенту № 2367551.

В таблице 1 приведены составы предлагаемого бессвинцового припоя:

№ ппКомпоненты Процентное содержание
1Висмут 6970 72
2 Индий 3230 29

Указанный состав компонентов выбран вследствие того, что при увеличении количества индия невозможно достичь требуемой температуры пайки для изделий, работающих в интервале температур 60-80°С. При увеличении количества висмута невозможно использовать предлагаемый состав припоя из-за увеличения его хрупкости и неоднородности.

Бессвинцовый припой является особо легким припоем и применим, когда опасен перегрев паяемого материала или изделия.

Проведены исследования на смачивание и растекание припоя по паяемым поверхностям образцов изготовленных из Д16 по покрытию. Паяемость анализировали по растеканию припоя согласно методу, изложенному в ГОСТ 9.302-79. По данному ГОСТу навеска припоя имеет следующие размеры: диаметр 8 мм и толщину 0.3 мм. Коэффициент растекания припоя определяли по формуле Кр=Sp/So, где Sp - площадь, занятая припоем после расплавления и растекания, мм, So - площадь, занятая дозой припоя в исходном состоянии, мм.

В таблице 2 приведены коэффициенты растекаемости припоя по паяемым поверхностям (К при пайке должен быть не менее 1).

№ ппКомпоненты % К% К% К
1 Висмут 69 2,670 2,572 2,4
2 Индий 3230 29

Это свидетельствует о высоких технологических свойствах. Полученные результаты значительно выше показателей по растекаемости и смачиванию припоя по патенту № 2367551 более чем в 2 раза.

Бессвинцовый припой имеет следующие преимущества в сравнении с припоем по патенту № 2367551:

1. Улучшены технологические свойства припоя.

2. Предлагаемый припой имеет эластичное химическое соединение в шве, обладает повышенной жидкотекучестью и улучшенной сцепляемостью с паяемым материалом.

3. Является заменителем токсичных припоев (Zn-Cd).

Скачать патент РФ Официальная публикация
патента РФ № 2477207

patent-2477207.pdf

Класс B23K35/26 с основным компонентом, плавящимся при температуре ниже 400°C 

припой для бесфлюсовой пайки -  патент 2498889 (20.11.2013)
припой для лужения пленки алюминия на кремнии -  патент 2477206 (10.03.2013)
припой для мягкой пайки алюминия и его сплавов -  патент 2451587 (27.05.2012)
припойная паста -  патент 2450903 (20.05.2012)
припой для пайки алюминия и его сплавов -  патент 2441736 (10.02.2012)
припойная паста -  патент 2438845 (10.01.2012)
пополняемый бессвинцовый припой и способ регулирования концентрации меди и никеля в ванне для пайки -  патент 2410222 (27.01.2011)
бессвинцовый припой -  патент 2367551 (20.09.2009)
бессвинцовый припой, способ его производства и способ пайки с использованием этого припоя -  патент 2356975 (27.05.2009)
припой на основе олова для низкотемпературной пайки -  патент 2332286 (27.08.2008)

Класс C22C12/00 Сплавы на основе сурьмы или висмута

Наверх