FR2612822A1 - Composition de brasage - Google Patents

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Abstract

UNE COMPOSITION DE BRASAGE AYANT UN POINT DE FUSION BAS ET UN POINT DE REFUSION ELEVE SUFFISANTS POUR PERMETTRE DE FIXER DES ELEMENTS DE CIRCUIT ELECTRONIQUE SUR UNE CARTE A CIRCUITS IMPRIMES A UNE TEMPERATURE DE BRASAGE BASSE POUR EMPECHER UNE DETERIORATION THERMIQUE DES ELEMENTS DE CIRCUIT ELECTRONIQUE DURANT LE MONTAGE ET POUR EMPECHER LES ELEMENTS DE TOMBER DE LA CARTE PAR SUITE D'UNE QUELCONQUE CHALEUR QUI Y SERAIT APPLIQUEE APRES LE BRASAGE. LA COMPOSITION DE BRASAGE COMPORTE UNE POUDRE DE BRASAGE A FUSION BASSE CONTENANT UN ADDITIF METALLIQUE POUR ABAISSER LE POINT DE FUSION ET UNE POUDRE D'ALLIAGE REACTIVE. LA POUDRE DE BRASAGE A FUSION BASSE EST FONDUE POUR FORMER UNE COUCHE DE BRASAGE QUI SERT A MONTER DES ELEMENTS DE CIRCUIT ELECTRONIQUE SUR UNE CARTE A CIRCUITS IMPRIMES A UNE TEMPERATURE DE BRASAGE RELATIVEMENT BASSE. A LA TEMPERATURE DE BRASAGE, L'ADDITIF METALLIQUE REAGIT AVEC LA POUDRE D'ALLIAGE REACTIVE, POUR FAIRE EN SORTE QUE LA COUCHE DE BRASAGE AIT UNE TEMPERATURE DE REFUSION SUPERIEURE A UN POINT DE FUSION DE LA COMPOSITION DE BRASAGE OU DE LA POUDRE DE BRASAGE.

Description

1.
Cette invention porte sur une composition de bra-
sage et, plus particulièrement, sur une composition de brasage qui est adaptée pour être commodément utilisée pour monter des éléments de circuit électronique sur une carte à circuits imprimés. Dans l'art, on conna sait conventionnellement un
matériau de brasage qui peut être fondu à une températu-
o
re relativement basse d'environ 130 C ou moins. Toute-
fois, un point de refusion de la brasure conventionnelle o est aussi bas que 130 C environ ou moins, si bien qu'il est pratiquement impossible d'utiliser le matériau de brasage pour monter des éléments de circuit électronique
sur une carte à circuits imprimés, parce que les élé-
ments du circuit génèrent généralement assez de chaleur pour provoquer facilement une refusion de la brasure
pendant le fonctionnement.
Etant donné ce qui précède, on a utilisé dans la pratique un matériau de brasage avec un point de fusion o o entre environ 250 C et 270 C pour monter des éléments de
circuit électronique sur une carte à circuits imprimés.
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Plus particulièrement, le montage a typiquement été ré-
alisé de manière à immerger une carte à circuits
imprimés ayant des éléments de circuit électronique pla-
cés temporairement dessus dans une cuve dans laquelle un matériau de brasage fondu ayant un point de fusion entre o o environ 250 C et 270 C est projeté pour couler afin de
monter ainsi solidement les éléments de circuit électro-
nique sur la carte à circuits imprimés par le matériau de brasage. Egalement, on prépare une carte à circuits imprimés sur laquelle on a préalablement appliqué une
brasure crémeuse et qui a des éléments de circuit élec-
tronique placés temporairement sur la couche de brasure
crémeuse, et on la passe ensuite dans une étuve à ra-
o o diations infrarouges à environ 210 C à 240 C ou dans une atmosphère gazeuse d'un solvant inerte à température
d'ébullition élevée, montant ainsi solidement les élé-
ments de circuit électronique sur la carte à circuits
imprimés par la couche de brasure.
Toutefois, les méthodes de brasage décrites ci-
dessus n'ont pas d'application dans le montage d'élé-
ments de circuit électronique à résistance thermique
inférieure sur la carte à circuits imprimés. En consé-
quence, dans le cas o il faut monter des éléments de circuit électronique à résistance thermique inférieure
sur une carte à circuits imprimés, on réalise manuel-
lement le montage des éléments de circuit électronique sur la carte à circuits imprimés après l'application sur la carte à circuits imprimés d'un matériau de brasage ayant un point de fusion à une température relativement basse. Aussi, dans le cas o il est nécessaire de monter des éléments de circuit électronique d'abord sur une surface d'une carte à circuits imprimés au moyen d'un matériau de brasage et en second de monter des éléments de circuit électronique sur l'autre surface de la carte à circuits imprims au moyen d'un matériau de brasage,
3. 2612822
il faut utiliser dans la première et la seconde étapes
un matériau de brasage différent par le point de refu-
sion, c'est-à-dire il est nécessaire que le matériau de brasage qui est appliqué dans la première étape ait un point de refusion plus élevé que celui appliqué dans la deuxième étape. Sans cela, lorsque la seconde étape est réalisée, le matériau de brasage ayant servi au brasage des éléments de circuit électronique sur la première
surface de la carte à circuits imprimés est refondu.
Changer le matériau de brasage chaque fois que la se-
conde étape est réalisée rend l'opération de montage
hautement compliquée.
La présente invention a été faite en raison des
désavantages ci-dessus de l'art antérieur.
En conséquehce, c'est un objet de la présente invention de fournir une composition de brasage qui a un
point de fusion bas et un point de refusion élevé.
C'est un autre objet de la présente invention de fournir une composition de brasage qui permet de monter des éléments de circuit électronique sur une carte à circuits imprimés à une température de brasage basse pour empêcher une détérioration thermique des éléments
de circuit électronique durant l'opération de montage.
C'est encore un objet de la présente invention de fournir une composition de brasage que l'on empêche de
refondre sous l'effet de la chaleur générée par les élé-
ments de circuit électronique montés sur une carte à circuits imprimés pendant le fonctionnement des éléments
de circuit, ce qui a pour résultat d'empêcher les élé-
ments de circuit de tomber de la carte à circuits impri-
més. Conformément à la présente invention, on fournit une composition de brasage qui permet de réaliser les
objets sus-mentionnés. La composition de brasage com-
porte une poudre de brasage à fusion basse, la poudre de
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brasage contenant un additif métallique pour abaisser le
point de fusion; et une poudre d'alliage réactive.
L'additif métallique réagit avec la poudre d'alliage à
une température de brasage.
La poudre de brasage à fusion basse, lorsqu'elle est chauffée, fond pour former une couche de brasage qui sert à monter les éléments de circuit électronique sur une carte à circuits imprimés à une température de brasage relativement basse. A la température de brasage, l'additif métallique réagit avec la poudre d'alliage pour faire en sorte que la couche de brasage ait un point de refusion plus élevé qu'un point de fusion de
la composition de brasage ou de la poudre de brasage.
La présente invention sera maintenant exemplifiée
en se référant au montage par brasage d'éléments de cir-
cuit électronique sur une carte à circuits imprimés.
Une composition de brasage de la présente invention peut être utilisée extensivement pour diverses sortes
d'applications, telles que le montage par brasage d'élé-
ments de circuit électronique sans fil tels que les con-
densateurs ultraminces et des éléments semblables sur des motifs conducteurs formés sur une carte à circuits imprimés, le montage par brasage d'éléments de circuit électronique du type se montant en surface ayant des fils comme des pattes de crabe sur une carte à circuits
imprimés et d'autres montages semblables.
La composition de brasage comprend un mélange de poudre de brasage à fusion basse contenant un additif
étallique pour abaisser le point de fusion et une pou-
dre d'alliage réagissant avec l'additif métallique à une
température de brasage qui sont mélangés à l'état soli-
de. La composition de brasage est formulée pour présen-
ter à une température de brasage un état de phase li-
quide ou un état de phase essentiellement liquide conte-
nant une phase solide en une petite quantité.
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L'alliage de brasage à basse fusion peut inclure
ceux largement connus dans l'art.
L'additif métallique contenu dans la poudre de bra-
sage à basse fusion, qui a un point de fusion relative-
o ment bas d'environ 130 C ou moins, peut comporter du Bi,
In, Cd et des éléments semblables.
La poudre d'alliage réactive utilisée peut compor-
ter une poudre d'alliage formé entre du Se, Te et Tl,
et du Sn et/ou Pb et des compositions semblables.
La poudre de brasage à fusion basse et la poudre d'al-
liage réactive peuvent être mélangées dans un rapport de
à 90: 60 à 10 en pour-cent en poids.
La composition de brasage ainsi formulée peut être formée dans un état solide et appliquée au moyen d'un flux ayant de l'adhésivité ou d'un produit semblable sur les bornes externes d'éléments de circuit électronique ou sur une carte à circuits imprimés sur laquelle des
éléments de circuit électronique sont à monter. La com-
position de brasage peut être formée dans un état liqui-
de qui peut être appliqué par impression sur un motif
conducteur formé sur une carte à circuits imprimés. En-
suite, une surface d'un élément de circuit électronique qui est à monter sur la carte à circuits imprimés est
mise en contact avec la composition de brasage ap-
pliquée sur la carte à circuits imprimés ou les bornes externes d'un élément de circuit électronique sont mises
en contact avec une surface de la carte à circuits im-
primés à laquelle la composition de brasage a été appli-
quée, si bien que l'élément peut être positionné sur la
carte. Ensuite, la carte à circuits imprimés sur la-
quelle est positionné l'élément de circuit électronique est passée dans une étuve de séchage à une température relativement basse pour fixer par brasage l'élément de
circuit électronique sur la carte à circuits imprimés.
Dans un stade initial de l'opération de brasage, la
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poudre de brasage à fusion basse est liquéfiée et dif-
fusée entre le motif conducteur de la carte à circuits
imprimés et les bornes de l'élément de circuit électro-
nique pour former une couche de brasage. Lorsque la bra-
sure diffusée est ensuite chauffée à une température de brasage, l'additif métallique pour abaisser le point de
fusion tel que le Bi, In, Cd et des éléments sembla-
bles contenus dans la poudre de brasage à fusion basse réagit avec le Se, Te et Tl contenus dans la poudre d'alliage réactive pour former un produit de réaction ayant un point de refusion élevé. A ce moment, l'additif métallique ayant réagi avec le Se, Te et Tl ne devient pas inexistant dans le produit de réaction, si bien
qu'un point de refusion de la couche de brasage est dé-
terminé selon un point de refusion des autres
composantes. Il s'ensuit un point de refusion de la cou-
che de brasage s'établissant à un niveau plus élevé qu'un point de fusion de la composition de brasage, à o
environ 150 C ou davantage.
Ainsi, la composition de brasage de la présente in-
vention permet de fixer un élément de circuit électroni-
que sur une carte à circuits imprimés à une température de brasage basse, si bien qu'une variété d'éléments de
circuit électronique incluant ceux à résistance thermi-
que inférieure peuvent être montés efficacement et sure-
ment sur une carte à circuits imprimés sans aucune dé-
térioration thermique, bien qu'ils soient passés par une étuve de séchage alors qu'ils sont portés par la carte à circuits imprimés. Aussi, la composition de brasage de la présente invention peut être utilisée pour monter des éléments de circuit électronique sur les deux surfaces d'une carte à circuits imprimés. En outre, même lorsque la couche de brasage formée selon la présente invention est exposée à une température Elevée après la fixation par brasage d'un élément de circuit électronique sur une
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carte à circuits imprimés, l'additif métallique pour abaisser le point de fusion a réagi avec le Se, Te et Tl contenus dans la poudre d'alliage réactive pour former un composé intermétallique ayant un point de refusion plus élevé, ce qui aboutit à un élément de circuit élec- tronique qui est fixé fermement sur la carte à circuits imprimés.
Comme on peut voir d'après ce qui précède, la com-
position de brasage de la présente invention peut per-
mettre de fixer par brasage selon la même procédure divers types d'éléments de circuits électroniques, y compris ceux manquant de résistance thermique, ainsi que ceux à résistance à la chaleur supérieure sur une carte
à circuits imprimés. Aussi, le présente invention em-
pêche efficacement les éléments de circuit électronique de tomber d'une carte à circuits imprimés, même lorsqu'ils sont exposés à une température élevée après
le brasage.
La présente invention n'est pas limitée aux exem-
ples de réalisation qui viennent d'être décrits, elle
est au contraire susceptible de modifications et de va-
riantes qui apparaîtront à l'homme de l'art.

Claims (8)

REVENDICATIONS
1. Composition de brasage, caractérisée en ce qu'elle comprend: une poudre de brasage à fusion basse contenant un additif métallique pour abaisser le point de fusion; et une poudre d'alliage; ledit additif métallique réagissant avec ladite
poudre d'alliage à une température de brasage pour for-
mer ainsi un produit de réaction qui a un point de refu-
sion élevé.
2. Composition de brasage selon la revendication 1, caractérisée en ce que ladite composition de brasage a o
un point de fusion de 130 C ou moins et un point de re-
o
fusion de 150 C ou plus.
3. Composition de brasage selon la revendication 1, caractérisée en ce que ledit additif métallique est un ou plusieurs métaux choisis dans le groupe constitué par
le Bi, In et Cd.
4. Composition de brasage selon la revendication 1, caractérisée en ce que ledit additif métallique est un
mélange de Bi, In et Cd.
5. Composition de brasage selon la revendication 1, caractérisée en ce que ladite poudre d'alliage comporte des métaux choisis dans le groupe constitué par le Se, Te et Tl et des métaux choisis dans le groupe constitué
par le Sn et/ou Pb.
6. Composition de brasage selon la revendication 1, caractérisée en ce que ledit additif métallique est un ou plusieurs métaux choisis dans le groupe constitué par le Bi, In et Cd; que ladite poudre d'alliage comporte des métaux choisis dans le groupe constitué par le Se, Te et Tl, ainsi que des métaux choisis dans le groupe constitué par le Sn et/ou Pb; ledit additif métallique
réagissant avec ladite poudre d'alliage à une tempéra-
ture de brasage, pour former ainsi un produit de réac-
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tion qui a un point de refusion élevé.
7. Composition de brasage selon la revendication 1,
dication 1, caractérisée en ce que ledit additif métal-
lique est un mélange de Bi, In et Cd; que ladite poudre d'alliage comporte des métaux choisis dans le groupe constitué par le Se, Te et Tl et des métaux choisis dans le groupe constitué par le Sn et/ou Pb; ledit additif métallique réagissant avec Se, Te et Tl de ladite poudre d'alliage à une température de brasage, pour former ainsi un produit de réaction qui a un point de refusion élevé.
8. Composition de brasage selon la revendication 1, caractérisée en ce que lesdites poudre de brasage à point de fusion bas et poudre d'alliage sont mélangées dans un rapport de 40 à 90: 60 à 10 en pour-cent en poids.
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