Состав припоев влияет на электрические параметры паяемых приборов, поэтому при выборе припоев учитывают их электрические свойства – (электропроводность) и ТКЛР.
Низкотемпературная пайка. Для низкотемпературной пайки германия и кремния используют припои: 1) Bi 50,1; Pb 24; Sn 14,2; Cd 10,8; Tп=650С;
2) Bi 52; Pb 40; Cd 8; Tп=91,50С; 3) Bi 56; Pb 44; Tп=1250С;
1) Pb 36; Sn 64; Tп=1810С.
Высокотемпературная пайка: для высокотемпературной пайки используют припой (% вес) 1) Pb 63; Sn 35; Sb 1,5; Tп=7200С, t=12-13мин.
2) припой Pb 97; Sb 15; Ni 15; Tп=720-730C, t=15мин. (флюс)
3) Ag 97; Pb 2; Sb 1 вакуум 6´0,01Па (при изготовлении кремниевых вентилей);
4) Контактно-реактивная пайка (кремний – интегральные схемы): припои – золото; температура пайки - Тп=4200С.
5) Паяемый материал - арсенид галлия + никель и кремний + никель; припой Ga39; Sn 4,4; Cu(порошок)-56, Тп=1000С;лазерная пайка.
6) Кремний КЭФ – ковар 29НК, припой-стекло С48-1,
пайка в 2 этапа: 1) стекло с коваром Тп=9800С, t=10 мин.; защитная среда - Ar;
2)Стекло-ковар узел+кремний Тп=400-4500С; t=20-25мин, защитная среда - Ar.
В качестве флюса используют спиртовые и водные растворы хлористого цинка и хлористого аммония или раствор канифоли в спирте.
|
|
Паяемость полупроводников на основе растворов халькогенидов (сплавы сульфидов, селенидов, теллуридов) сурьмы и висмута зависит от способа производства полупроводников – экструзия, прессование, зонная плавка; технологии подготовки поверхности, состава припоя и режима пайки.
Диффузионные процессы между припоем и полупроводником способствуют образованию соединений, увеличивающих переходное сопротивление термоэлемента, поэтому время контакта полупроводника с припоем в процессе лужения и пайки и отклонение от температуры нагрева при пайке должно быть предельно ограниченным. Изделие предварительно облуживают в растворе припоя в ультразвуковой ванне, либо наносят гальваническое покрытие (никелирование, золочение).
Пайку производят в печах с контролируемой атмосферой (нейтральной, восстановительной), вакууме или методом сопротивления предварительно облуженных поверхностей. Следует строго выдерживать температуру нагрева – (используются терморегуляторы).
Пайку тонких электрических выводов можно выполнять на воздухе микропаяльниками с использованием флюсов (спиртовый раствор канифоли, флюс на основе NH4Cl, ZnCl2). После пайки – промывка и сушка.
При облуживании вручную используют паяльник с никелевым наконечником, применение медного наконечника недопустимо, т.к. при взаимодействии полупроводника с медью образуются соединения теллура с высоким электросопротивлением.
Механизированное облуживание производится погружением детали (в кассете) в расплав припоя с одновременной активизацией поверхности механическим способом или ультразвуком.
|
|
Технология пайки полупроводников при изготовлении теплообменников определяется материалом, используемые для изготовления теплообменника (медь или алюминий). Пайку производят по облуженной поверхности.
При облуживании меди применяют те же флюсы и припои, что и при облуживании полупроводников, при облуживании алюминия в качестве припоя для первого слоя (ультразвуковое лужение) применяют припои на основе цинка, для последующих слоёв – припои, используемые в качестве поверхностных слоёв для лужения полупроводников. В качестве примеров приводятся следующие:
1) А1 + ПВОХ1 или ПВЭХ1®припой 88,5Zn + 7Al + 4Cu + 0,5Co) + (54Bi + 42Sn + 4Sb): двуслойное лужение при Т=4200С, лужение в течение t=5с ультразвуковое; при Т=170…2100С, t=2-5с, флюс №2
2) 54Bi + 42Sn + 4Sb – температура Т=170-2100С, t=2-5c,флюс №1
3) 88,5Zn + 7Sn + 4Cu + 0,5Co) + 58Bi + 42Sn (двухслойное лужение Т=4200С, t=2-5с, ультразвуковое; Т=2000С, t=2-5с, флюс №2.
Медь + ПВДХ1 или ПВЭХ1 припой:
1) 54Bi + 42Sn + 4Sb (однослойное лужение), Т=1700С, t=2-5с, флюс №1
2) 58Bi + 42Sn, T=3000С, t=2-5c, флюс №2
флюс №1 – состав, вес.%:ZnCl2-35, хлористый аммоний -16, хлористый кобальт - 14;
флюс №2:состав, вес.% - хлористый аммоний + глицерин (50+50), Такт=170С.
Пайка графита. Графитовые соединения получают капиллярной – контактно-реактивной, диффузионной пайкой и некапиллярной – пайкосваркой.
Графит удовлетворительно смачивается тугоплавкими металлами Ni, Zr, Si, Hf, V, Nb, W, Mo, металлами группы Fe, Al, Si, B.
Основные виды взаимодействия графита с металлами:
1) образование прослойки карбидной фазы на границе раздела металл-графит. Такое взаимодействие возможно для переходных металлов 4 – 6 группы периодической системы Менделеева: Ti, Zr, Si, Hf, V, Nb, W, Mo, Fe, Co, Ni, B.
2) растворение графита в жидком металле, при этом металл не растворяется и не диффундирует в твёрдую фазу (металлы 7 – 8 групп – Mn, Tc-технеций, Re-рений)