Припой для пайки изделий электронной техники

 

Использование: в пайке изделий электронной техники, в частности выводов интегральных схем в металлокерамических корпусах. Сущность изобретения: припой для пайки изделий электронной техники содержит следующие компоненты, мас. олово 18 22, никель 4 6, бор 1,2 1,8, молибден 0,4 0,6, марганец 0,4 0,6, тетраборнокислый натрий 0,4 0,6, титан 0,4 - 0,6, медь остальное. 1 табл.

Изобретение относится к металлургии сплавов, содержащих в основе медь, олово, а также никель и бор, используемых в качестве припоев.

Широко известны в металлургии припойные сплавы, содержащие в качестве основы медь и олово, а также никель [1] Из описанных в литературе припоев наиболее близок по составу ингредиентов к предлагаемому сплав, содержащий мас.

Олово 2,5-11, Никель 0-12, Бор 11-15, Медь Остальное [2] Припой имеет кристаллическую структуру, температуру плавления 950^оС. Однако при пайке тонких металлических изделий (толщина 0,15-0,20 мм), например выводов рамок интегральных схем из сплава Н42 (42% никель, остальное железо), последние охрупчиваются за счет диффузии бора, что снижает прочность выводов при изгибе.

Задачей изобретения является создание припойного материала, позволяющего увеличить в 4-6 раз прочность выводов при изгибе.

Для этого в припой на основе меди и олова, содержащий никель и бор, вводят молибден, марганец, тетраборнокислый натрий и титан при следующем соотношении компонентов, мас.

Олово 18-22 Никель 4-6 Бор 1,2-1,8 Молибден 0,4-0,6 Марганец 0,4-0,6
Тетраборнокислый натрий 0,4-0,6
Титан 0,4-0,6
Медь Остальное
Введение молибдена и титана снижает диффузию бора, олова и меди из припоя в вывода и тем самым снижает их охрупчивание.

Введение никеля улучшает пластические свойства припоя. Введение бора и тетраборнокислого натрия обеспечивают припою флюсующие свойства, а введение марганца снижает температуру плавления припоя.

Увеличение содержания молибдена и титана более 0,6 приводит к ухудшению смачиваемости припоя, а уменьшение содержания молибдена и титана менее 0,4 не обеспечивает защитных свойств выводов от диффузии бора, меди и олова.

Увеличение содержания никеля более 6% приводит к увеличению температуры плавления припоя, а уменьшение менее 4% приводит к снижению его пластических свойств.

Увеличение содержания бора более 1,8% и тетраборнокислого натрия более 0,6% приводит при пайке выводов к их охрупчиванию. Уменьшение содержания бора менее 1,2 и тетраборнокислого натрия менее 0,4% не обеспечивает припою флюсующих свойств.

Увеличение содержания марганца более 0,6% приводит к ухудшению смачиваемости припоя, а уменьшение менее 0,4% приводит к появлению в припое после кристаллизации газовых раковин.

Из предлагаемого сплава методом порошковой металлургии изготавливали полосы припойного материала, которые затем использовали для пайки интегральных схем в металлокерамических корпусах. Было изготовлено пять смесей порошков с содержанием, мас. олово 17, 18, 20, 22, 23; никель 3, 4, 5, 6, 7; бор 1,1, 1,2, 1,5, 1,8, 1,9; молибдена, марганца, тетраборнокислый натрий и титан 0,3, 0,4, 0,5, 0,6, 0,7 каждого компонента, медь остальное до 100%
Кроме того, была изготовлена смесь припоя-прототипа с содержанием, мас. олово 7; никель 6; бор 13; медь остальное до 100%
Смеси порошков прокатывали на двухвалковом стане Дуо-70 в полосы сечением 0,4 х 80 мм. Прокатанные полосы спекали в среде водорода в печи типа ЦЭП-272 по режиму: температура 550^оС, выдержка 30 мин. Спеченные полосы прокатывали на толщину 0,15 мм и термообрабатывали по режиму: температура 500^оС, время выдержки 30 мин.

Пайку выводов из сплава Н42 для интегральных схем в металлокерамических корпусах проводили в среде водорода при 900^оС. Полученные образцы выводов опробовали на гиб с перегибом. Результаты опробования представлены в таблице.

Из данных таблицы следует, что предлагаемый припой обеспечивает в 4-6 раз лучшую прочность выводов на изгиб из сплава Н42 по сравнению с припоем-прототипом.

Формула изобретения

ПРИПОЙ ДЛЯ ПАЙКИ ИЗДЕЛИЙ ЭЛЕКТРОННОЙ ТЕХНИКИ, содержащий медь, олово, никель, бор, отличающийся тем, что он дополнительно содержит молибден, марганец, тетраборнокислый натрий, титан при следующем соотношении компонентов, мас.

Олово 18 22
Никель 4 6
Бор 1,2 1,8
Молибден 0,4 0,6
Марганец 0,4 0,6
Тетраборнокислый натрий 0,4 0,6
Титан 0,4 0,6
Медь Остальное

РИСУНКИ

Рисунок 1