183228. lajstromszámú szabadalom • Klorid- és amin-mentes folyasztószer és eljárás annak előállítására
1 183 228 2 A találmány tárgya klorid- és amin-mentes folyasztószer, felhasználását tekintve elsősorban az ún. lágyforraszhuzalok tölteteként alkalmazható, de alkoholban oldva automatikus forrasztó berendezések habosítható folyasztószereként is felhasználható, továbbá eljárás előállításukra. Az elektronikai iparban használatos forrasztó anyagokat — felhasználói oldalról — két nagyobb csoportra osztják: [B. M. Allen Forrasztási zsebkönyv (Műszaki Könyvkiadó 1973.)].- „kézi” forrasztóónok, amelyeken lágyforraszhuzalokat értünk, többségében folyasztószer töltettel ellátva,- automatikus forrasztó berendezések forrasz ötvözetei, amelyek tipikusan tömb, pálca esetleg szemcse kivitelűek. Ez utóbbi esetekben legtöbbször a hatékony forrasztás végrehajtásához külön folyasztószer alkalmazása szükséges. A találmány szerinti folyasztószer rendelkezik mindazokkal a tulajdonságokkal, amelyek alapján alkalmas elsősorban lágyforraszhuzalban töltetként való felhasználásra. A Iágyforraszhuzalok folyasztószer töltetével szemben azt az igényt támasztja a gyártástechnológia, hogy a folyasztószereket erősen viszkózus állapotban kell a lágyforraszhuzal belsejébe juttatni, oly módon, hogy:- a folyasztószer oldószert lehetőleg csak minimális mennyiségben tartalmazzon,- a betöltést követően a lágyforraszhuzalból ne folyjon ki,- a felhasználói igényeknek megfelelő átmérőre történő húzáskor a töltet nem szakadhat meg. A felsorolt feltételeknek általánosságban olyan folyasztószer összetétel felel meg, amely szobahőmérsékleten szilárd, ugyanakkor kellő rugalmassággal rendelkezik ahhoz, hogy a húzás művelete során egyenletes eloszlásban helyezkedjen el a lágyforraszhuzal belsejében. A betöltéskor szükséges viszkózus állapotot melegítéssel lehet elérni. A melegítés hőmérséklete azonban nem haladhatja meg azt az értéket, amikor a folyasztószer hatásmechanizmusát biztosító alkotók elbomlanak. Ez a hőmérséklet a felhasznált anyagokat tekintve 100- 140 °C. A felsorolt igények, ill. feltételek természetesen csak a töltetes lágyforraszhuzal gyártbatóságának a feltételei. A forraszanyag (töltetes iágyforraszhuzal) alkalmazás közbeni hatékonysága, kémiai és fizikai, valamint elektromos tulajdonságai, azaz a forrasztott kötés milyensége alapvetően - a forrasztandó felülettől eltekintve - két dologtól függ:- a forraszötvözet összetétele és tisztasága,- a folyasztószer tulajdonságai. A forraszötvözet összetételére, tisztaságára kialakult nemzetközi szabványok vannak, amelyeket a különböző gyártók messzemenően figyelembe vesznek. Az eltérés rendszerint az ötvözet tisztaságában van, ezért igyekeznek a különböző szennyeződéseket minimális szinten tartani, amely eredményeként jó terülőképesség, és jó fizikai, illetve elektromos tulajdonságok biztosíthatók. Megfelelő minőségűnek számít az olyan forraszötvözet, ahol a szennyezők mennyisége összességében nem haladja meg a 0,1-0,2,%-ot, valamint külön-külön a 0,01 % értéket. A folyasztószer a lágyforraszhuzalon belül különböző módon helyezkedhet el, egy vagy több érben, esetleg koncentrikus gyűrű formájában. A folyasztószer mennyisége a kialakult gyakorlatnak megfelelően a forraszötvözet 2-3 %-a. Az alkalmazott folyasztószerekre szintén széleskörű nemzetközi szabványosítás történt, azonban ezek a szabványok a folyasztószereket csak általánosságban csoportosítják, tehát nem tesznek különbséget automatikus forrasztó berendezések folyasztószere, vagy pl. töltetes lágyforraszok folyasztószere között. (MSZ714.) A csoportosítás elsősorban az ún alaphordozó anyag milyensége, illetve az aktiválás mértéke szerint történik. A fentiekből következik, hogy a megfelelő folyasztószer kiválasztásánál a gyártóknak, felhasználóknak lényegesen nagyobb lehetőségük van a legmegfelelőbb, igényeiknek leginkább megfelelő összetétel megválasztására. A töltetes forraszanyagok töltetanyagával (folyasztószer) szembeni igényeket elsősorban az ún. finomelektronikai ipar szempontjából vizsgáljuk, hiszen a találmány szerinti megoldások is erre vonatkoznak. A folyasztószerek két fő csoportját képezik az ún. gyantabázisú és az ún. vízbázisú folyasztószerek [Charles A. Harper Elektronikus Szerkezetek Konstrukciója és Gyártása Kézikönyv (Műszaki Könyvkiadó 1972.)]. A töltött lágyforraszok esetében - a megfelelő konzisztencia miatt — csak a gyantabázisú jöhet szóba. A gyantabázisú folyasztószereket aktivitásuk szerint aktiválatlan, enyhén aktivált és közepesen aktivált csoportba szokás sorolni. A finomelektronikai ipar igényét figyelembe véve, csak az aktiválatlan, vagy enyhén aktivált összetételek kerülhetnek felhasználásra. Az aktiválás szokásos módja olyan szervetlen savak, ill. ezeknek a forrasztás hőmérsékletén elbomló sói, ill. komplexeik adagolása, amelyek összhatásukat tekintve biztosítják a forrasztás hatékony feltételeit korrózióveszély. ill. számottevő felületi ellenállás csökkenés nélkül. Az aktiválatlan fenyőgyanta típusú folyasztószer hatóanyagai, a fenyőgyantában levő kondenzált gyűrűs szerves-savak, pl. az abíetinsav. Ezen hatóanyag aktivitása a forrasztási körülmények között csak akkor kielégítő, ha közel ideális forrasztási feltételek biztosíthatók. Alkalmazására ezért elsősorban a mikroelektronikában, £ hadiiparban, ill. az űrhajózásban kerül sor. A finomelektronikában előforduló és általánosnak tekinthető forrasztási feltételek között, az aktiválatlan fenyőgyanta bázisú folyasztószer alkalmazása gyakran nem elégséges, ezért az ún. enyhén aktivált folyasztószereket alkalmazzák. [B. M. Allen, Forrasztási zsebkönyv (Műszaki Könyvkiadó, 1973.)]. Az aktivitás mértékét a különböző nemzetközi szabványok, illetve a felhasználói gyakorlat állapítja meg oly módon, hogy megadják pl. a kloridtartalom maximális értékét. Jó minőségű folyasztószereknél ez a szám 1 % alatt van. Ez az aktivitási szint még kellő hatékonyságot biztosít a forrasztandó felületeken levő szulfidok és oxidok, valamint egyéb szennyezők megbontásánál, ugyanakkor korrózióveszéllyel még klimatikus körülmények között sem kell számolni. Ugyanakkor a kloridtartalom számos vonatkozásban nem kívánatos. így érthető, hogy bármilyen kis mennyiségben is szerepelnek kloridtartalmú aktiváló anyagok, a legszigorúbb 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
