Припои | Электрод-Сервис

Какие бывают припои и какие у них свойства?

В начале своей радиолюбительской деятельности многие начинающие радиолюбители редко задаются вопросом о том, какие бывают припои и каковы их свойства. Да и для сборки простейших самодельных устройств вполне достаточно самого распространённого припоя типа ПОС-61 или ему подобного. Как говориться: ”Было бы, чем паять…”

Припой можно даже не покупать. Порой достаточно взять старую печатную плату от какого-нибудь электронного прибора и собрать припой разогретым жалом паяльника с паяных контактов. Особенно такой метод “добычи” припоя актуален для тех, кто живёт вдали от городов и крупных населённых пунктов, где нет возможности побывать в магазине радиотоваров.

Но всё же, припой припою рознь. В своей практике человек, имеющий дело с электроникой должен разбираться в вопросе выбора припоя. Поэтому рассмотрим подробно, какие бывают припои, для чего они применяются, какой припой использовать для монтажа электронных схем и ремонта бытовой радиоаппаратуры.

Какие бывают припои?

Припои делят на мягкие (легкоплавкие) и твёрдые. Для монтажа радиоаппаратуры применяются как раз легкоплавкие припои, т.е. такие, температура плавления которых лежит в пределах до 300 — 450⁰C. Мягкие припои по своей прочности уступают твёрдым, но для сборки электронных приборов применяются лишь мягкие припои.

Припой представляет собой сплав металлов. Для легкоплавких припоев это, как правило, сплав олова и свинца. Именно эти металлы составляют большую часть в сплаве. Также в сплаве могут присутствовать и легирующие металлы, но их количество в составе сплава невелико. Примеси других металлов вводят в оловянно-свинцовые припои для получения определённых характеристик (температуры плавления, пластичности, прочности, устойчивости к коррозии).

Наиболее распространены припои ПОС (припой оловянно-свинцовый). Далее за кратким обозначением марки припоя следует число, которое показывает процентное содержание в нём олова. Так в припое ПОС-40 содержится 40% олова, а в припое ПОС-60, соответственно, 60%.

Бывает, что в пользование попадает припой неизвестной марки. Приблизительно оценить состав припоя можно по косвенным параметрам:

• Припои оловянно-свинцовой группы имеют температуру плавления 183 – 265⁰C.
• Если припой имеет яркий металлический блеск, то в таком припое достаточно большое содержание олова (ПОС-61, ПОС-90).

Наоборот, если припой тёмно-серого цвета, а поверхность матовая, то в таком припое большое процентное содержание свинца. Именно свинец придаёт припою своеобразный сероватый оттенок.

• Также припои, в которых много свинца очень пластичны.

Так, например, пруток диаметром 8 мм. из припоя с большим содержанием свинца (ПОС-30, ПОС-40) легко гнётся руками. Олово, в отличие от свинца, придаёт припою прочность и жёсткость.

Рассмотрим, в каких целях используются припои оловянно-свинцовой группы (ПОС).

• ПОС-90 (Sn 90%,Pb 10%). Этот припой применяется при ремонте пищевой посуды и медицинского оборудования. Как видим, в нём небольшое содержание свинца (10%), который достаточно токсичен и его применение в вещах, соприкосающихся с пищей и водой недопустимо.
• ПОС-40 (Sn 40%,Pb 60%). В основном служит для пайки электроаппаратуры и деталей из оцинкованного железа, ремонта радиаторов, латунных и медных трубопроводов.
• ПОС-30 (Sn 30%,Pb 70%). Данный припой применяется в кабельной промышленности, а также он служит для лужения и пайки листового цинка.
• И, наконец, ПОС-61 (Sn 61%,Pb 39%).Тоже, что и ПОС-60. Думаю, между ними особой разницы нет.

Припой ПОС-61 используется для лужения и пайки печатных схем радиоаппаратуры. Именно этот припой в основном служит материалом для сборки электроники. Температура его плавления начинается со 183⁰C, а полное расплавление достигается при температуре в 190⁰C.

Производить пайку таким припоем можно с помощью обычного паяльного инструмента не боясь перегрева радиоэлементов, поскольку полное расплавление припоя достигается уже при 190⁰C.

Такие припои, как ПОС-30,ПОС-40,ПОС-90 полностью расплавляются при температурах в 220 – 265⁰C. Для многих радиоэлектронных компонентов такая температура является предкритической. Поэтому для сборки самодельных электронных устройств лучше использовать ПОС-61.

Зарубежным аналогом припоя ПОС-61 можно вполне считать припой Sn63Pb37

(олова 63%, свинца 37%). Он также применяется для пайки радиоаппаратуры и для изготовления самодельной электроники. Радиолюбители выбирают именно его, как альтернативу отечественному припою ПОС-61.

Одной из разновидностей припоев ПОС является припой марки ПОССу. Да, если произнести вслух, то звучит не очень то презентабельно . Но, несмотря на это, оловянно-свинцовый припой c сурьмой (именно так расшифровывается сокращённое обозначение) применяется в автомобилестроении, в холодильном оборудовании, для пайки обмоток электрических машин, элементов электроаппаратуры, моточных деталей и кабельных изделий. Хорошо подходит для пайки оцинкованных деталей. В таких припоях кроме свинца и олова присутствует от 0,5% до 2% сурьмы.

Припой	Начальная t0плавления	Полное расплавление, t0
ПОССу-61-0,5	183	183
ПОССу-40-2	185	229
ПОССу-40-0,5	183	235
ПОССу-30-2	185	250
ПОССу-30-0,5	183	255

Как видим из таблицы, припой ПОССу-61-0,5 наиболее подходит для замены ПОС-61, так как имеет температуру полного расплавления – 183⁰C.

Низкотемпературные припои.

Среди припоев существуют такие, которые предназначены специально для пайки компонентов очень чувствительных к перегреву. Самым “высокотемпературным” среди низкотемпературных свинцово-содержащих припоев является

ПОСК-50-18. Он имеет температуру плавления 142-145⁰C. В своём составе ПОСК-50-18 имеет 50% олова и 18% кадмия. Остальные 32% приходится на свинец. Наличие в сплаве кадмия усиливает устойчивость к коррозии, но и придаёт припою токсичность.

Далее по убыванию температуры плавления идёт сплав РОЗЕ (Sn 25%,Pb 25%, Bi 50%). Маркируется как ПОСВ-50. Температура его плавления ниже температуры кипения воды и составляет 90 — 94⁰C. Он предназначен для пайки меди и латуни. В составе сплава РОЗЕ олово занимает 25%, свинец – 25%, висмут – 50%. Находит применение в плавких защитных предохранителях, которые можно обнаружить в любой радиоаппаратуре.

Ещё более низкотемпературным является сплав ВУДА (Sn 10%, Pb 40%,Bi 40%, Cd 10%).

Температура плавления данного припоя 65 – 72⁰C. Так как в этом припое присутствует кадмий (10%), то он токсичен, в отличие от сплава РОЗЕ.

 

Припой оловянно-свинцовый — Элмика

описание

Оловянно-свинцовые — это сплавы, основным компоненты которого олово и свинец, применяющиеся для лужения и пайки. В марке данных припоев всегда содержится «ПОС», а далее могут следовать буквенные (дополнительное содержание веществ, к примеру, сурьма, висмут, кадмий, индий) и цифровые обозначения (первая цифра указывает на процентное содержание олова, а вторая, если имеется, на процентное содержание дополнительного вещества). Припои предназначены для лужения и пайки деталей из стали, меди, латуни, бронзы, железа, серебра и их сплавов и в зависимости от назначения изготавливаются различных составов и марок. От состава припоя зависит не только спаиваемый материал, но и температура плавления. Для тонких и ответственных, прецизионных соединений используются припои с низкой температурой плавления.

Далее будут представлены только самые популярные марки припоев, но мы можем поставить и другие, требующиеся Вам марки.

сферы применения

технические характеристики

МАРКИ ПРИПОЙ ОЛОВЯННО-СВИНЦОВЫЙ

ПРИПОЙ ПОС (ГОСТ 21930-76, ГОСТ 21931-76)- оловянно-свинцовый припой для лужения и пайки изделий из стали, меди, латуни, бронзы, железа и их сплавов с температурой плавления от 190°С до 277оС. Пожалуй, самый массовый и доступный припой на рынке благодаря универсальности и многообразной программе поставки. Припой ПОС может быть поставлен как в чистом виде, так и с содержанием канифоли. Форма поставки: пруток (стержень), проволока, чушки.

ПРИПОЙ ПОСК (ГОСТ 21931-76) — оловянно-свинцово-кадмиевый предназначен для пайки деталей из меди, алюминия и их сплавов. Отлично подходит для пайки чувствительных к перегреву деталей, металлизированной керамике и для ступенчатой пайки конденсаторов, а также для пайки в полупроводниковой технике.

Широко применяется для лужения меди, никеля, латуни, бронз, медных и медно-никелевых сплавов с посеребренной керамикой, пайки посеребренных деталей, для пайки и лужения ювелирных изделий. Температура плавления 145°С. Припой ПОСК может быть поставлен как в чистом виде, так и с содержанием канифоли. Форма поставки: пруток (стержень), проволока, чушки.

ПРИПОЙ ПОСсу (ГОСТ 21931-76) — оловянно-свинцовый сурьмянистый предназначен для лужения и пайки в холодильном аппаратостроении, электроламповом производстве автомобилестроении, для абразивной пайки. Температура плавления 250°С, а благодаря широкому диапазону температур кристаллизации припоя, он широко применяется не только для спайки мелких деталей, но и при кузовной пайке. Форма поставки: пруток (стержень), проволока, чушки.

В зависимости от марки припои поставляются в различных формах:
проволока диаметром от 0,8мм до 4,0мм намотанная на катушки или в бухты,
трубка с канифолью диаметром от 0,8мм до 4,0мм намотанная на катушки или в бухты
пруток (стержень) диаметром от 5,0мм до 10,. 0мм длиной порядка 400мм
чушки
Подробная информация в нашей электронной системе www.agent-itr.ru

→ ПРИПОЙ ПОС (ОЛОВЯННО-СВИНЦОВЫЙ) купить со склада Вы можете различных диаметров в прутках, проволоке и трубке с канифолью и без. Мы держим в наличии все самые популярные и даже редкие размеры и марки, а очень редкие поставляем под заказ в короткие сроки. Подробную информацию Вы получите по телефону 8-800-500-8-777 или на сайте www.agent-itr.ru

СОСТАВ ПРИПОЯ, ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ, ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКИЕ И ТЕМПЕРАТУРНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ПРИПОЯ ПОС, ПОСК, ПОСсу Вы найдете в файле ниже.

файлы для скачивания

Температура плавления припоя: особенности и виды припоев

В современном мире пайкой принято называть процесс, позволяющий получить неразъемное соединение нескольких деталей из металла, где соединительным материалом является уже расплавленный металл, который должен плавиться при более низкой температуре, чем тот металлический материал, из которого состоят эти детали.

Этот промежуточный расплавленный металл получил название сплава, а сам процесс называют припоем. В зависимости от того, какова температура плавления различают и разные виды пайки: легкоплавкие и тугоплавкие. Так, легкоплавкие припои плавятся при температуре ниже четырехсот градусов, а тугоплавкие – при температуре от пятисот до 1100 градусов.

Обычно в марках припой обозначают ПОС, и это сокращение расшифровывается так: припой оловянно – свинцовый. Если рядом есть еще и какое-то число, то эта цифра обычно указывает на то, каков процент содержания олова в составе.

Классификация припоев

От температуры плавления зависит класс припоя:

1. Мягкий припой достигается за счет плавления до четырехсот градусов Цельсия.
2. Твердый припой достигается за счет плавления выше пятисот градусов Цельсия.
3. Полутвердый припой достигается за счет плавления в диапазоне от расплавленного олова до четырехсот градусов Цельсия.

Припои классов мягкий и полутвердый прочны при растяжении от пятидесяти до семидесяти Мегапаскалей, они предназначены для спаивания токопроводящих частей машин. Они производятся при помощи паяльника или опускания частей для спаивания в жидкий припой.

Твердый припой прочен до пятисот Мегапаскалей, используется как припой категории прочности номер один для спаивания токопроводящих частей с большим нагревом и деталей с главной механической нагрузкой. Производится такой припой электродами из меди или графита. Небольшие детали спаивают автогеном.

Преимущества мягких и полутвердых припоев

Преимущественными областями применения припоев мягких и полутвердых являются следующие:

1. ПОС63 – для спаивания коллекторов, секционных якорей, обмоток с изоляцией Н электрической машины.
2. ПОС61; ПОССу61-0,5 и ПОС61М – необходимы для того, чтобы паять медные элементы и ее сплавы, а также серебряные и никелевые детали и токопроводящие части электрической машины, с температурой эксплуатации до ста шестидесяти градусов Цельсия.
3. ПОС40 и ПОССу40-0,5 – предназначены для того, чтобы паять медные элементы и ее сплавы, а также сталь и металлы с оловянным, серебряным или никелевым покрытием, коллекторные бандажи и секционные якоря машин, которые контактируют с соленой жидкостью (например, морская вода).
4. ПОССуЗО-0,5 – для того чтобы паять медные элементы и ее сплавы, а также элементы из железа и нержавеющей стали, а также спаивание кабелей, бандажей, частей приборов, которые будут работать при температуре до ста шестидесяти градусов Цельсия.
5. ПОСК50-18 – для того чтобы спаивать медные элементы и ее сплавы, воспринимающие перегрев, а также спаивание деталей из алюминия и меди, керамических, стеклянных и пластиковых деталей с добавлением в них оловянных, серебряных, никелевых составляющий.
6. ПОС10 и ПОССу18-0,5 – для спаивания контактных поверхностей электрических приборов, реле и иных составляющих машин.
7. П0ССу95-5 и ПСрЗКд – для спаивания коллекторов, секционных якорей, бандажей и токопроводящих соединений трубопроводов и электрооборудования.
8. ПОСИЗО и ПСрЗИ – предназначены для того, чтобы спаивать медные элементы и ее сплавы, детали из неметаллических материалов и стекла. Они имеют большую жидкотекучесть и дают надежное соединение частей во время спаивания.

Припои из сурьмы не предназначены для использования спаивания деталей, содержащих цинк или оцинковку.

Преимущества твердых припоев

Преимущественные области применения твердых припоев:

1. ПСр72 и ПСр50 – для спаивания металлокерамических контактов и разных токопроводящих деталей, которые должны выдерживать удары и выгибание.
2. ПСр45 – для того чтобы спаивать медные элементы и ее сплавы, а также части из нержавеющей стали, обмоток роторов и обмоток нагруженных электрических аппаратов. Этот припой дает большую плотность, а вместе с тем и большую прочность полученных соединений.
3. ПСр25 – для спаивания медных элементов или частей из ее сплавов, деталей из нержавеющей стали. Является заменителем ПСр45 при создании простых спаек.
4. ПСр71 – для спаивания тех же самых деталей, что и ПСр72, но применяется, когда нужна высокая жидкотекучесть.
5. ПСр25ф; ПСр15 и ПМФ7 – для спаивания медных или из ее сплавов деталей, частей аппаратов, проводящих ток, которые не должны выдерживать выгибание и удары.
6. Л63 и ЛОК59-0,1–0,3 – для спаивания медных частей или деталей из чугуна. Такое спаивание очень прочное и подходит в сложных условиях выгибаний и ударов.
7. ПЖЛ500 – спаивание частей, с температурой эксплуатации до шестисот градусов Цельсия.

Четыре секрета пайки

Для того чтобы хорошо и правильно паять, одного инструмента недостаточно. Необходимо знать и некоторые секреты, которые бы позволили овладеть в совершенстве техникой пайки. Наверное, все-таки стоит раскрыть несколько таких секретов.

Итак, первый секрет заключается в том, чтобы правильно применять для пайки припой и флюс. Второй важный секрет пайки — это соблюдение чистоты жала и самого паяльника и, конечно же, его нагрева. Есть много способов того, как можно очистить жало. Воспользуйтесь одним из них и тогда работы у вас будет идти просто замечательно.

Третий секрет также важен при пайке: чистота спаиваемых предметов. Четвертое правило, которое необходимо уяснить любому мастеру, прост, но необходим: правильно соединять проводки при пайке и делать хороший прогрев мест, где будет происходить спайка деталей при определенной температуре плавления.

И, конечно же, работая с таким оборудованием, всегда стоит соблюдать меры предосторожности. Так, необходимо припаивать не в одной точки, а стараться делать это не некотором расстоянии друг от друга. Не стоит закручивать концы деталей при температуре плавления вокруг проводника.

Всегда стоит помнить, что при пайке, даже при самой незначительной температуре плавления, выделяются пары олова и свинца. Они очень опасны и вредны для человеческого организма. Поэтому никогда не стоит наклоняться над тем местом, где происходит пайка, каковы бы не била температура плавления.

Ведь какова бы ни была температура плавления припоя, испарения все равно будет вредными и будут наносить необратимый вред организму человека. Если же вы решили паять летом, то делайте это или на открытом пространстве, или, если есть возможность, у открытого окна. Главное правило при такой пайке: хорошо проветривайте помещение. А когда работа будет закончена, то необходимо будет еще и тщательно вымыть руки, используя мыло.

Оцените статью: Поделитесь с друзьями!

Припой ПОС-40 характеристики | МеханикИнфо

 

Оловянно-свинцовый припой ПОС-40 используют для пайки и лужения металлических деталей. Это могут быть детали из оцинковки, радиаторные трубки, металлорукава, обмотки машин, радиоэлектронные узлы. Число 40 обозначает процентное содержание олова в смеси олово (Sn) — свинец (Pb). Остальные 60 процентов это свинец (Pb).

Изготавливают припой ПОС-40 в соответствии с действующим стандартом ГОСТ 21931-76. По этому стандарту оловянно-свинцовый припой должен соответствовать ряду требований:

 

• По химическому составу;
• По физико-механическим свойствам;
• По технологическим свойствам.

 

По химическому составу припой ПОС-40 должен содержать:

 

— Олово (Sn) 39-41 %, Свинец(Pb) 59-61 %.

Примесей не более:

— Сурьма (Sb) 0,10 %, Медь (Cu) 0,05 %, Висмут (Bi) 0,20 %, Мышьяк (As) 0,02 %, Железо (Fe) 0,02 %, Никель (Ni) 0,02 %, Сера (S) 0,02 %, Цинк (Zn) 0,002 %, Алюминий (Al) 0,002 %.

 

Физико-механические свойства припоя ПОС-40:

 

1) Временное сопротивление разрыву при 20 ºС – 37.3 Мпа;

2) Температура плавления, ºС:

— начальная – 183;

— конечная – 238.

3) Удельное электрическое сопротивление, Ом·м – 15,9·10³;

4) Плотность при температуре 20 ºС – 9300 кг/м³.

 

Читайте также:

Припои для пайки. Твердые и мягкие припои.;

Свинец, свойство металла. Пункт приема свинца.;

Легкоплавкие, мягкие припои.

 

С помощью припоя стало возможно соединение твердых металлов. Он должен хорошо растекаться по поверхности спаиваемых деталей благодаря более низким температурам плавления, чем у основных металлов. Чтобы припой обладал хорошими физико-химическими свойствами, не подвергал спаиваемые детали окислению, перед пайкой необходимо обработать поверхности деталей флюсами.

Флюсами называют смеси неорганического и органического происхождения. Они удаляют со спаиваемых поверхностей частички грязи и окиси, а также помогает лучшему растеканию припоя по поверхности металла.

Припой ПОС-40 Технические характеристики

 

Различают два вида флюсов активные и пассивные. Химически активные флюсы растворяют с поверхности металла окиси, но часто и сам металл. К активным флюсам относят соляную кислоту, хлористый цинк, хлористый аммоний. Химически пассивные флюсы не растворяют металлы, а лишь защищают их от окисления. К пассивным флюсам относят воск, канифоль.

Пайку припоем ПОС-40 производят любым из видов паяльного оборудования. При помощи данного припоя образуется прочный шов, а при необходимости и герметичный. Для пайки подойдет простые паяльники с температурой нагрева до 238 ºС.

 

Контрактное производство электроники — Контракт Электроника

Замена традиционных типов припоев на материалы, не содержащие свинца, является не только веянием времени, но и требованием многочисленных международных комиссий по экологии. В статье рассмотрены свойства различных типов бессвинцовых припоев, даны рекомендации по их применению.

Версия в PDF (909Kb)

Среди термических, механических, усталостных и других свойств припоев одним из самых важных является температура плавления. В таблице 1 представлены некоторые из широко известных типов бессвинцовых припоев [1].

Следует отметить, что продолжается работа по оптимизации составов бессвинцовых припоев для достижения ими необходимых свойств. По этой причине составы припоев, приведенных в таблице 1, могут время от времени несколько отличаться от серийно производимых припоев. Например, в таблице 2 показаны торговые марки некоторых серийно производимых припоев различных производителей.

Бессвинцовым припоям с высоким содержанием индия (например, первому из припоев в таблице 2) свойственна несовместимость материалов индия и свинца, независимо от того, присутствует ли последний на поверхности печатной платы или на выводах компонентов. Для реализации полностью бессвинцового процесса в некоторых случаях (например, при использовании сплавов, содержащих индий) необходимо задействовать бессвинцовое покрытие паяемых поверхностей печатного монтажа и выводов компонентов.

Таблица 1. Примеры некоторых бессвинцовых припоев и их свойства [1]

Состав бессвинцового	Температура	Примечания
припоя	плавления, °С
48 Sn/52 In	118(эвтектическая	Низкая температура плавления, высокая
	температура)	стоимость, низкая прочность
42 Sn/58 Bi	138(эвтектическая	Стандартный, доступность зависит от
	температура)	доступности висмута
91 Sn/9Zn	199 (эвтектическая	Высокая степень шлакообразования,
	температура)	коррозионная стойкость
93,5Sn/3Sb/2Bi/1,5Cu	218(эвтектическая	Высокая прочность, высокая
	температура)	устойчивость к термической усталости
95,5Sn/3,5Ag/1 Zn	218…221	Высокая прочность, хорошая
		устойчивость к термической усталости
99,3 Sn/0,7 Cu	227	Высокая прочность, высокая температура
		плавления
95 Sn/5 Sb	232…240	Высокое сопротивление сдвигу,
		устойчивость к термической усталости
65Sn/25Ag/10Sb	233	Патент Motorola, высокая прочность
97Sn/2Cu/0,8Sb/0,2Ag	226…228	Высокая температура плавления
96,5Sn/3,5Ag	221 (эвтектическая	Высокая прочность и высокая
	температура)	температура плавления

Из таблицы 1 видно, что бессвинцовые припои характеризуются либо слишком низкой, либо слишком высокой температурой плавления по сравнению с эвтектическими свинцово-

оловянным припоями. В таблице 2 приведены, в основном, бессвинцовые припои с высокой температурой плавления.

При использовании низкотемпературных припоев необходим специальный флюс, поскольку стандартный флюс при низких температурах малоактивен. Еще одним ограничением, связанным с низкотемпературными припоями, является уменьшение их смачивающих свойств, вызванное пониженной текучестью при субэвтектических температурах.

Для низкотемпературных применений определенное признание получили припои, содержащие индий. Так, многими компаниями используется припой, содержащий 52% 1п и 48% Бп, поскольку он обеспечивает лучшие характеристики при повторной пайке в процессе ремонта или переделки. Поскольку температура плавления этого припоя составляет 244°Р (118°С), повторная пайка при более низкой температуре может производиться многократно без риска теплового повреждения. Если печатные линии платы покрыты золотом в качестве антиоксиданта, то использование припоя с индием предотвращает выщелачивание золота [2].

Еще одним бессвинцовым припоем с низкой температурой плавления является припой 42 Бп/58 Ы. Если посмотреть на фазовую диаграмму припоя БпЫ, то можно увидеть, что температура плавления находится на

уровне 138°С. Висмут используется в паяльных сплавах для достижения низких температур плавления, но висмутсодержащие сплавы обычно имеют плохие характеристики смачивания.

Многие другие сплавы, представленные в таблице 1, обладают более высокой температурой плавления, чем свинцово-оловянный эвтектический сплав с температурой плавления 183°С. Это, например, цинк-оловянный высокотемпературный бессвинцовый припой с температурой плавления 198°С.

Высокотемпературные припои несовместимы с широко распространенными материалами для изготовления печатных плат, такими как РИ-4. Помимо этого, более высокие температуры при повторной пайке могут увеличить риск повреждения платы.

В настоящий момент не существует бессвинцовых припоев, полностью заменяющих свинцовосодержащие, хотя некоторые производители описывают свои припои как «почти идентичные» [3]. Даже в этом случае для повторной пайки требуется температура жала паяльника 400°С. Для некоторых применений эта температура может оказаться слишком высокой и вызвать тепловое повреждение.

Одной из ключевых проблем использования высокотемпературных припоев, представленных в таблицах 1 и 2 при пайке волной, является повышение риска пробоя конденсаторов. При пайке волной следует поддерживать температуру в диапазоне 230…245°С, что на 45…65°С выше температуры плавления оловянно-свин-цового припоя. Бессвинцовый припой с температурой плавления 220°С потребует при пайке волной температуры 265…280°С. Это увеличивает разницу температур между предварительным нагревом и пайкой волной и, соответственно, повышает риск повреждения конденсаторов.

В целом, почти все бессвинцовые припои имеют меньшую смачиваемость (текучесть), чем эвтектические оловянно-свинцовые, и потому первые из них хуже заполняют необходимую площадь. Для улучшения текучести требуются специальные составы флюсов. Усталостные характеристики бессвинцовых припоев также недостаточно хороши, хотя в одном

Таблица 2. Примеры бессвинцовых припоев различных производителей (с любезного разрешения Dr. Raiyoman Aspandiar, Intel Corporation)

Тип припоя	Поставщик	Состав	Температура плавления, °C	Примечания
				Несовместимость индия и свинца.
Indalloy™ 227	Arconium Specialty Alloy	77,2Sn/20 In/2,8 Ag	187	Требуется бессвинцовое покрытие контактных площадок печатной платы и выводов микросхем Слишком высокая температура
Alloy H™	Alpha Metals	84,5 Sn/7,5 Bi/5 Cu/2 Ag	212	ликвидуса. При пайке волной требуется температура более 260-С Несовместимость индия и свинца.
Tin-Zinc Indium	AT&T	81 Sn/9Zn/10ln	178	Требуется бессвинцовое покрытие
				контактных площадок печатной платы и выводов микросхем
Castin™	AIM Products U.S. Dept. of Energy (DOE)	96,2 Sn/2,5 Ag 0.8 Cu/0,5 Sb	215	Слишком высокая температура ликвидуса. При пайке волной
Tin-Silver -Copper	(Министерство энергетики США)	93,6Sn/4,7Ag/1,7Cu	217	требуется температура более 260-С

из исследований не наблюдалось нарушения целостности паяного соединения после испытания термическим циклом для высокотемпературного припоя 96,5 Бп/3,5 Ag (последний сплав в таблице 1) [4].

В идеале температура плавления выбранного припоя должна составлять около 180°С, так чтобы для оплавления использовалась температура 210…230°С; для пайки волной — 235…245°С, а для ручной пайки — 345…400°С. Более высокие температуры ручной пайки могут использовать только высококвалифицированные

монтажники во избежание теплового повреждения.

В спецификации J-STD-006, разработанной IPC, приведен подробный список оловянно-свинцовых и бессвинцовых припоев. Однако ни один из бессвинцовых припоев не считается полной заменой эвтектического оловянно-свинцового. В настоящее время ведутся исследования по разработке бессвинцового припоя, который станет полноценной заменой упомянутому выше оловянно-свинцовому. Это насущное требование, которое неизбежно следует учесть.

Литература

1. Socolowski, Norbert. Lead free alloys and limitations for surface mount assembly. Proceedings of Surface Mount International, 1995, pp. 477—480.

2. Keeler, R. Specialty solders outshine tin/lead in problem areas. EP&P, July 1987, pp. 45—47.

3. Seelig, Karl. A study of lead free solder alloys. Circuit Assembly, October 1995, pp. 46 — 48.

4. Melton, Cindy. How good are lead free solders. SMT, June 1995, pp. 32—36.

Статья подготовлена no материалам сайта www.rayprasad.com

Применение припоя (ПОС30, ПОС40 и ПОС61) | Баббит | Олово | Припой | Купорос | Никель

Припой ПОС30, ПОС40 и ПОС61 считаются припоем широкого спектра применения. Припой применяется для пайки, в радиоэлектронике. Пайку осуществляют или с целью создания механически прочного (иногда герметичного) шва, или для получения электрического контакта с малым переходным сопротивлением.

При пайке места соединения и припой нагревают. Так как припой имеет температуру плавления значительно ниже, чем соединяемый металл (или металлы), то он плавится, в то время как основной металл остаётся твёрдым. На границе соприкосновения расплавленного припоя и твёрдого металла происходят различные физико-химические процессы. Припой смачивает металл, растекается по нему и заполняет зазоры между соединяемыми деталями. При этом компоненты припоя диффундируют в основной металл, основной металл растворяется в припое, в результате чего образуется промежуточная прослойка, которая после застывания соединяет детали в одно целое.

Пайка обыкновенно  требуется там, где нужно соединить вместе электронные компоненты на плате. Даже в эпоху интегральных схем, большинство электротехнической продукции включали в себя детали, которые были припаяны посредством автоматизированного или заводского процесса. Ручная пайки является ключевым навыком для выпускных экзаменов в школе студентов в области дизайна и технологии. Электрики, сантехники и широкий спектр других специалистов прибегают к пайке элементов в ходе своей работы. Сантехники спаивают медные трубы, когда это невозможно заранее при автоматизированной или заводской обработке листового металла. Пайка, сварка и другие методы промышленного склеивания применяются в производстве.

ПОС-40 (прутки круглые диаметром 8 мм) применяется для пайки латуни, железа и медных проводов, для лужения и пайки электроаппаратуры, деталей из оцинкованного железа с герметичными швами. ПОС-61 (прутки круглые диаметром 8 мм) применяется тогда, когда при паянии нельзя перегревать детали, например при соединении очень тонких проводов, так как в этом припое очень высокое содержание олова, что снижает его температуру плавления. Их применяют для пайки радиоэлектронных компонентов, токопроводящих деталей, пайки и лужения соединения проводов с лепестками и для прочих паяльных работ. Припой оловянно-свинцовый ПОС-40 широко используется в вышеперечисленных паяльных работах. Содержание олова в этом припое всего 40%, остальное приходится на свинец и примеси. Температура плавления ПОС-40 составляет 235 градусов.

МеталлХимЭнерго предлагает большой выбор оловянно-свинцовых припоев различной маркировки, в том числе оловянно-свинцовых припоев с сурьмой и бессвинцовых припоев, содержащих в своем составе чистое олово. Припой оловянно-свинцовый ПОС-40, как и большинство припоев, продается в виде прутков длиной по 40 см или в бухтах по 1 кг. В бухтах припои продаются с канифолью и без канифоли, в прутках с флюсом и без флюса. Такая фасовка дает потребителю возможность выбрать наиболее приемлемый для него расходный материал для паяльных работ.

Какой тип припоя наиболее безопасен для домашнего использования?

Этот совет может быть встречен некоторыми сомнениями и даже насмешками — непременно сделайте свои собственные проверки, но, по крайней мере, подумайте о том, что я пишу здесь:

Я привел ряд ссылок ниже, которые дают руководящие принципы для пайки. Они применимы как для бессвинцовых припоев, так и для припоев на основе свинца. Если, прочитав следующее, вы решите не доверять припоям на основе свинца, несмотря на мой совет, рекомендации все равно окажутся полезными.

Широко известно, что неправильное обращение с металлическим свинцом может вызвать проблемы со здоровьем. Тем не менее, в настоящее время широко распространено понимание того, что использование оловянно-свинцового припоя в обычных условиях пайки практически не оказывает отрицательного воздействия на здоровье. Работа с припоем на основе свинца, в отличие от реальной пайки, должна осуществляться разумно, но это легко достигается с помощью простых процедур здравого смысла.

Несмотря на то, что некоторые работники-электрики имеют несколько увеличенные эпидемиологические показатели некоторых заболеваний, они, по-видимому, связаны с воздействием электрического поля, и даже в этом случае корреляции настолько малы, что обычно являются статистически незначимыми.

Свинцовый металл имеет очень низкое давление пара, и при воздействии комнатной температуры практически не вдыхается. При температуре пайки уровень паров практически равен нулю.

• Припой из оловянно-свинцового сплава по существу безопасен, если использовать что-либо подобное разумно.
  Хотя некоторые люди выражают сомнения относительно его использования каким-либо образом, они, как правило, недостаточно обоснованы в официальных медицинских свидетельствах или опыте. Хотя можно отравить себя оловянно-свинцовым припоем, принятие даже очень скромных и разумных мер предосторожности делает практику безопасной для пользователя и других членов его семьи.

• Хотя вы не хотели бы разрешать детям сосать его, что-то вроде разумных мер предосторожности приведет к тому, что его использование не будет проблемой.

  Значительная часть свинца, который «проглатывается» (принимается внутрь или употребляется в пищу) , поглощается организмом.

  НО вы, по сути, не будете получать свинец при пайке, если вы его не съели, не сосите припой и не мойте руки после пайки. Курение во время пайки может быть даже мудрее обычного.

• Широко признано, что вдыхаемый свинец от пайки не находится на опасном уровне.

  Большинство вдыхаемого свинца является усваиваются организмом.

  НО давление паров свинца при температуре пайки настолько низко, что в процессе пайки в воздухе практически отсутствуют пары свинца. Прикрепление паяльника к носу (горячее или холодное) может повредить вашему здоровью, но не из-за воздействия свинца. 11 или одну часть на 100 миллиардов.

Основные проблемы со свинцом связаны либо с его выделением в окружающую среду, где он может быть преобразован в более растворимые формы и введен в пищевую цепь, либо с его использованием в формах, которые уже растворимы или которые могут проглатываться. Таким образом, свинцовая краска на игрушках или мебели для детской, свинцовая краска на домах, которые превращаются в шлифовальную пыль или чешуйки краски, свинец в качестве добавки в бензин, который распространяется в газообразных и растворимых формах, или свинец, который попадает в мусор, — все это формы, которые вызвать реальные проблемы и которые привели к запретам на свинец во многих ситуациях. Свинец в припое вреден для окружающей среды из-за его возможного попадания в отходы. Этот общий запрет привел к значительному недопониманию относительно его использования «на переднем крае».

Если вы настаиваете на регулярном испарении свинца в непосредственной близости от вашего лица, например, при частом стрельбе из пистолета, вам следует принять меры предосторожности при вдыхании паров. В противном случае здравый смысл, скорее всего, будет достаточно хорошим.

Мытье рук после пайки является разумной мерой предосторожности, но, скорее всего, будет полезно для удаления следов твердых частиц свинца.

Использование экстрактора дыма и фильтра целесообразно, но я бы гораздо больше беспокоился о смоле или потоке дыма, чем о парах свинца.

Обратите внимание, что на документах we b МНОГИЕ говорится, что свинцовый припой опасен. Мало или никто не пытается объяснить, почему это так.

Меры предосторожности при пайке . Они отмечают:

• Возможные пути воздействия от пайки включают попадание свинца из-за загрязнения поверхности. Пищеварительная система является основным средством, с помощью которого свинец может всасываться в организм человека. Контакт кожи со свинцом сам по себе безвреден, но попадание свинцовой пыли на руки может привести к его проглатыванию, если вы не моете руки перед едой, курением и т. Д. Часто пропускаемая опасность — это привычка жевать. ногти. Пространства под ногтями являются отличными собирателями грязи и пыли. Почти все, с чем обращаются или трогают, можно найти под ногтями. Проглатывание даже небольшого количества свинца опасно, потому что это кумулятивный яд, который не выделяется при нормальном функционировании организма

Руководство по безопасности свинцовой пайки

Стандартные советы Их комментарии о свинцовых газах — мусор.

FWIW — давление паров свинца

л о г10р ( м м ) = — 10372T- л о г10T- 11,35Lограмм10п(мм)знак равно-10372T-Lограмм10T-11,35

Цитируется по давлению паров металлов; новый экспериментальный метод

Подробнее о пайке в целом см. В разделе « Лучшая пайка»

---

Брызги свинца, вдыхание и проглатывание

Было высказано предположение, что заявление:

• «Большая часть вдыхаемого свинца поглощается организмом. НО давление паров свинца при температурах пайки настолько низкое, что в процессе пайки в воздухе практически отсутствуют пары свинца».

не имеет значения, так как предполагается, что

• Давление паров не имеет значения, если свинец распыляется на капли, которые затем можно вдыхать. Осмотрите паяльник и повсюду свинцовая пыль.

В ответ:

Термин «вдыхание» здесь относится к свинцу, превращенному в газообразный — обычно путем химической комбинации. Например, использование тетраэтилсвинца в бензине привело к образованию газообразных соединений свинца не непосредственно из самого TEL, а со страницы Wikipedia Tetraethyllead :

• Pb и PbO быстро накапливаются и разрушают двигатель. По этой причине поглотители свинца 1,2-дибромэтан и 1,2-дихлорэтан используются вместе с TEL — эти агенты образуют летучий бромид свинца (II) и хлорид свинца (II) соответственно, которые вымываются из двигателя и в воздух.

В двигателях этот процесс происходит при гораздо более высоких температурах, чем при пайке, и нет преднамеренного процесса, который производит летучие соединения свинца. (Чрезвычайно неудачно может обнаружить поток, который содержит вещества, подобные вышеупомянутым галогенидам, удаляющим свинец, но по самой природе потока это кажется невероятно маловероятным в реальном мире.).

Свинец в металлических каплях при температурах пайки не приближается к расплавлению или испарению при любых условиях, таких как значительные парциальные давления (см. Комментарии и ссылки выше), и, если они попадают в организм, он считается «проглатыванным», а не вдыхаемым.

Основные меры предосторожности против приема пищи широко рекомендуются, как указано выше.
Мытье рук, не курить во время пайки и не лизать свинец был отмечен как разумный.

Чтобы свинцовые «брызги» соответствовали прямому проглатыванию, во время пайки необходимо было бы баллистически войти в рот или нос. Вполне возможно, что некоторые могут сделать это, но если это так, количество очень мало. Исторически общепризнанно, что в настоящее время процесс пайки не является опасным.

Значительное количество веб-страниц заявляют, что свинец из припоя испаряется, и что опасные количества свинца могут вдыхаться. На КАЖДОЙ такой странице, на которую я смотрел, нет ссылок на что-либо вроде авторитетных источников, и почти в каждом таком случае вообще нет ссылок. Общие запреты ROHS и несомненные опасности, возникающие в соответствующих обстоятельствах, привели к появлению городских легенд и ложных комментариев без каких-либо прослеживаемых оснований.

---

И снова …

Было предложено, чтобы:

• Любой, кто чихал в пыльной комнате, знает, что ему не нужно вводить нос или рот «баллистически». Всякий раз, когда брызги припоя или всплескивают флюс, он создает крошечные капли свинца, которые затвердевают в пыль. В воздухе могут находиться достаточно мелкие частицы пыли, и в течение многих лет в организме накапливаются небольшие воздействия. «Свинцовая пыль может образовываться, когда краска на основе свинца подвергается сухому соскобу, сухой шлифовке или нагреванию. Свинцовые стружки и пыль могут попасть на поверхности и предметы, к которым люди прикасаются. Отстоявшаяся свинцовая пыль может вновь попасть в воздух, когда люди пылесосят, подметают или гуляют через это.»

В ответ:

Качественный эталон или несколько показателей, указывающих на то, что переносимая воздухом пыль может быть получена в значительных количествах путем пайки, будет иметь большое значение для установления утверждений. Найти негативные доказательства, как всегда, труднее.

Нет никаких сомнений относительно опасностей, связанных с использованием свинцовых красок, будь то воздушная пыль, образующаяся при шлифовании, дети, сосущие окрашенные в свинец предметы или образующаяся на поверхности пыль — все это чрезвычайно хорошо задокументировано.

Свинец в металлическом сплаве для пайки это совершенно другое животное.
У меня многолетний опыт работы с пайками, а также опыт работы в отрасли. Пыльные комнаты, о которых мы все знаем, но это не имеет никакого отношения к тому, производит ли припой свинцовую пыль или нет. При пайке могут образовываться небольшие частицы свинца, но они, по-видимому, представляют собой металлический сплав, содержащий свинец. «Свинцовая» пыль от краски может содержать оксид свинца или иногда другие вещества на основе свинца. Такая пыль действительно может подвергаться воздушной передаче, если она достаточно мелко разделена, но это не дает никакой информации о том, как металлический свинец работает в производстве пыли.

Мне неизвестно о заметной «свинцовой пыли», возникающей в результате «всплывающего потока», и я не знаю ни одного механизма, который позволял бы механически маленьким свинцовым каплям достигать достаточно низкой плотности, чтобы плавать в воздухе в обычном смысле. Броуновское движение может поднять металлические частицы свинца небольшого размера. Я не видел никаких доказательств (или нашел какие-либо ссылки, которые предполагают, что достаточно маленькие частицы образуются в измеримых количествах.

---

Интересно — у этого ответа было 2 отрицательных голоса — теперь у него есть один. Кто-то передумал. Благодарю. Кто-то не сделал. Может быть, они хотели бы сказать мне, почему? Цель состоит в том, чтобы быть сбалансированным и объективным и максимально основанным на фактах. Если это не удается, пожалуйста, сообщите.

Припой

для широкого спектра применений

Пайка применяется в различных отраслях промышленности, включая сантехнику, электронику, отопление / кондиционирование и производственные процессы. Выбор подходящего припоя зависит от многих факторов, включая диапазон температур плавления припоя, свойства паяльной проволоки для конкретного применения, возможности склеивания, а также прочность и твердость припоя. Оловянная свинцовая проволока — это эвтектический припой общего назначения, который широко используется для соединения двух металлов вместе.

О припое для оловянных выводов

Оловянный свинцовый провод может иметь такое соотношение: 63% олова к 37% свинца, 60% олова к 40% свинца или 50/50%. Иногда его считают эвтектическим припоем, при котором проволока плавится и замерзает при одной температуре. Это плавление / замораживание будет зависеть от соотношения олова и свинца.

Оловянный свинцовый провод с плотностью 63/37% будет иметь такую ​​же температуру плавления и замерзания — 361,4 ° F. При использовании пайки свинцовым проводом с содержанием олова 60/40% диапазон температур плавления будет изменяться.Он начнет таять при 361,4 ° F и станет полной жидкостью при 375,8 ° F.

Преимущества припоя с оловянным выводом

Припой с оловянным выводом

идеально подходит для применений, где при пайке предъявляются высокие требования к температуре. Добавление олова в проволоку обеспечивает более низкую температуру плавления. Для припоя требуется более низкая температура плавления, если соединяемые детали могут подвергнуться отрицательному воздействию при более высоких температурах.

Припой из оловянной свинцовой проволоки обычно используется в электронике, где термочувствительные компоненты начинают плавиться, трескаться или деформироваться при различных высоких температурах.Он также обеспечивает хорошие электрические свойства, а также механическую прочность. Припой обеспечивает надежное соединение электронных компонентов в точках контакта. Поскольку оловянный выводной провод легкий, он не создает ненужных нагрузок на компоненты.

Еще одним преимуществом оловянно-свинцового припоя является его коррозионная стойкость. Окисление и другие коррозионные элементы могут серьезно повлиять на паяные соединения, вызывая образование ямок, поскольку они выходят из строя быстрее, чем основной металл, с которым они соединены, при создании соединения.При его выходе из строя два компонента могут разойтись, что приведет к выходу из строя электроники или возникновению трещин в трубах, из которых может выйти пар, вода, жидкости и другие продукты.

Проблемы с оловянным проводом

При использовании оловянного свинцового провода для пайки обязательно используйте соответствующую вентиляцию и средства индивидуальной защиты. Свинец считается опасным. Таким образом, неиспользуемые материалы из оловянной свинцовой проволоки следует утилизировать надлежащим образом в утвержденных контейнерах.

Существуют бессвинцовые провода для использования в приложениях, которые могут контактировать с людьми.Это следует учитывать при использовании припоя в медицине или при производстве продуктов питания и напитков. Эти бессвинцовые припои будут содержать олово вместе с медью, серебром или другими добавками. Поговорите с опытным специалистом по металлу при поиске свинцового оловянного провода для обычных паяльных работ.

Припой с более низкой температурой плавления

Припой с более низкой температурой плавления
Резюме исследования M.T.Маккормак, Ю. Дегани, Х.С. Чен и В.Р. Гесик,

---

СОДЕРЖАНИЕ

---

Существенное снижение производственных затрат может быть достигнуто с помощью низкотемпературная обработка поверхности за счет увеличения выхода и использования меньшего дорогие комплектующие и платы. Припой с более низкой температурой плавления (номинальный состав Sn-41.75Pb-8Bi-0.5Ag), позволяющий существенно снижение пиковых температур оплавления при поверхностном монтаже. В припой совместим со стандартной обработкой поверхности Pb-Sn, плавится внутри температурный диапазон ~ 166-172 ° C и имеет перспективные механические характеристики. Многие производители электроники внедряют менее дорогие компоненты. и / или материалы печатной платы в сборке продукта, чтобы уменьшить затраты на производство. Эта практика часто приводит к проблемам с производственным ресурсом. потому что менее дорогие материалы, как правило, более чувствительны к температуре и влажность. Например, устройства для поверхностного монтажа из пластика, чувствительного к влаге. (МСД) подвержены повреждениям из-за влаги во время пайки. процесс. ^1-5 Когда пластиковые упаковки подвергаются воздействию условия окружающей среды, они диффузно впитывают влагу через формовочную пластмассу. Этот влага может впоследствии конденсироваться на внутренних поверхностях раздела (например, между пластик и силиконовый кристалл или между выводной рамкой и пластиком). В профиль температуры оплавления припоя может затем привести к тому, что эта конденсированная влага быстро испаряются. Увеличение объема влаги, связанное с фазовый переход в пар может оказывать значительное давление на внутренних поверхностях раздела фаз в то время как пластиковая формовочная смесь одновременно испытывает прочность снижение из-за повышенных температур.Эта комбинация факторов, часто называемый эффектом попкорна, может вызвать расслоение или трещины, которые могут трудно обнаружить. Расширенные трещины, выходящие на внешнюю поверхность в пакете могут быть указаны пути для технологических химикатов, таких как флюс или чистящие средства. агенты и загрязняющие вещества в атмосфере, которые, как известно, могут нарушить работу устройства надежность.

К другим видам отказа относятся поднятые, срезанные или ослабленные проволочные связи. Некоторые из эти сбои, связанные с «попкорном», происходят немедленно и проявляются в электрических тестирование, в то время как другие более тонкие и вызывают сбои в работе.Эта влага восприимчивость ограничивает срок службы МСД на заводе. температура окружающей среды и относительная влажность.

Чтобы облегчить эти проблемы урожайности, есть толчок к снижению пикового значения. температуры оплавления при поверхностном монтаже; однако уменьшение пика температура оплавления при использовании эвтектического припоя Sn-37Pb обычно приводит к неприемлемые явления, такие как недостаточное смачивание подушек, плохое филе геометрии, комкование пасты при оплавлении, частичное оплавление из-за тепловая масса компонентов или полное отсутствие оплавления.

Наиболее распространенным сплавом, используемым при пайке оплавлением, является эвтектический сплав Sn-37Pb. С этот сплав имеет температуру плавления 183 ° C, есть практические более низкие пределы температуры пайки оплавлением. Например, верхняя часть козырька температура в большинство профилей печей для поверхностного монтажа различаются в зависимости от области применения между 205-220 ° C для того, чтобы эвтектические паяльные пасты Pb-Sn оплавились и образуют приемлемые паяные соединения. Следовательно, надежная более низкая точка плавления, заглядывать припой желателен.

Альтернативные припои с более низкими температурами плавления, чем у эвтектических. Sn-37Pb часто рассматривается для таких приложений, как описанные; то Чаще всего рассматривается альтернативный сплав Sn-43Pb-14Bi. Этот припой имеет несколько атрибутов, которые нежелательны для всех приложений; передовой К ним относятся широкий диапазон плавления и более низкая температура солидуса. Рисунок 1а представляет собой типичный профиль дифференциальной сканирующей калориметрии (ДСК) Сплав Sn-43Pb-14Bi при нагреве со скоростью сканирования 5 ° C / мин.Профиль показаны две отдельные области отвода тепла, указывающие на плавление. В области более низких температур большая часть сплава (~ 30%) плавится. резко примерно при 137 ° C — температура плавления эвтектики Bi-42Sn сплав. За этой начальной температурой солидуса следует прерывание на ДСК. кривая, показывающая начальную температуру ликвидуса ~ 147 ° C. В большая часть объема сплава остается твердой примерно до 165 ° C, обозначенный на рис. 1а прерывистым изменением наклона при предплавлении (твердотельная диффузия) часть второй скважины для отвода тепла.Этот температура 165 ° C, по сути, является второй температурой солидуса для оставшаяся твердая часть сплава. Большая часть сплава в конечном итоге становится расплавляется примерно при 170 ° C (другая эффективная температура ликвидуса). А небольшая остаточная часть (~ 5-10%) сплава полностью не плавится до примерно 178 ° C. Этот широкий диапазон плавления может не только ввести трудности в обращении при изготовлении, но более низкая температура солидуса при 138 ° C может способствовать снижению сопротивления термической усталости.

Рис. 1. Типичные профили дифференциальной сканирующей калориметрии (ДСК) при нагревании со скоростью сканирования 5 ° С / мин. для (а) Sn-43Pb-14Bi, (б) Sn = -42Pb-8Bi, (в) Sn-41.75Pb-8Bi-0.5Ag.
а	б	в

Альтернативный состав припоя с температурой плавления ниже, чем у эвтектика Sn-37Pb.Целью данной работы было определение тройной Sn-Pb-Bi, который не только плавится как минимум на 10 ° C ниже эвтектического Sn-37Pb, но также не содержал фаз плавления ~ 138 ° C и имел узкую диапазон плавления (~ 10 ° C). Найден лучший компромисс по тепловому характеру. в тройном составе Sn-42Pb-8Bi. Рисунок 1b представляет собой типичный профиль DSC сплава Sn-42Pb-8Bi при скорости сканирования 5 ° C / мин. Как видно из прерывистое изменение наклона на участке предварительного плавления отвода тепла ну, температура солидуса этого сплава составляет ~ 171 ° C.Первичный ликвидус температура ~ 175 ° C; есть очень небольшой (примерно 2-3%) остаток количество твердых веществ, которые полностью не плавятся до 182 ° C. Композиционный колебания, превышающие процент, необходимы для значительного изменения Показан характер плавления. Для этого состава избыток висмута приводит к ~ 138 ° C фазы плавления; избыток олова и свинца приводит к образованию остаточных твердых частиц за пределами температура плавления 183 ° C Sn-37Pb.

После установления оптимального тройного состава Sn-42Pb-8Bi четвертичный добавки были исследованы на предмет дополнительного положительного воздействия на плавление характер сплава.Добавки серебра были наиболее полезными — пиковое тепловое механические преимущества были получены при содержании Ag ~ 0,5%. Рисунок 1c представляет собой Типичный профиль плавления сплава Sn-41.75Pb-8Bi-0.5Ag методом ДСК при сканировании скорость 5 ° C / мин. Температура солидуса этого сплава ~ 166 ° C, температура первичного ликвидуса составляет ~ 172 ° C, и существует очень небольшая (примерно 2-3%) остаточное количество твердых веществ с высоким содержанием свинца, которые не полностью растопить до 178 ° C. Этот характер плавления предполагает, что возможно более низкие пиковые температуры оплавления при поверхностном монтаже на столько же как 10-15 ° C при использовании сплава, легированного серебром.Композиционные колебания серебро ниже 0,2% неэффективно для обеспечения понижения температуры плавления и при содержании серебра более 0,8% начинают образовываться фазы с хорошей температурой плавления за пределами эвтектики 63Sn-37Pb.

Рис. 2. Сканирующие электронные микрофотографии (а) тройных микроструктур Sn-42Pb-8Bi и (б) Sn-41.75Pb-8Bi-0.5Ag в литом состоянии. Микроструктурный уточнение связано с добавлением серебра в четвертичный сплав.
а	б

Помимо изменения характера плавления сплава, введение 0.5% Ag также, по-видимому, улучшает микроструктуру после литья. При сканировании На электронных микрофотографиях, показанных на рисунке 2, фаза светового контраста богата свинцом а темная контрастная фаза богата оловом. Уточнение микроструктуры может быть четко видно между литыми тройными и четверными сплавами на рис. 2а. и 2б соответственно. Механические свойства четвертичного Sn-Pb-Bi-Ag сплава сравнивается с двумя бинарными эвтектическими припоями — Sn-37Pb (плавление точка = 183 ° С) и Sn-3.5Ag (температура плавления = 221 ° C) — при растяжении данные напряжения-деформации показаны на рисунке 3. Хорошая прочность и пластичность. Показанный сплав является очень перспективным с точки зрения сопротивления термической усталости. Дальнейшая работа в этом направлении продолжается.

	Рис. 3. Сравнительные данные о растяжении и деформации, полученные при скорости деформации 0,001 / с для образцов припоя Pb-37Sn, Ag-3.5Ag и Sn-41.75Pb-8Bi-0.5Ag.

Поскольку собственно полезность Sn-41.Сплав 75Pb-8Bi-0.5Ag будет в больших Деталь, определяемая ее характеристиками оплавления при низкотемпературном поверхностном монтаже После сборки была изготовлена ​​паяльная паста RMA без очистки. Оба Сплав Sn-41.75Pb-8Bi-0.5Ag и стандартная эвтектическая паста Sn-37Pb (с использованием той же флюс) были напечатаны в круговых деталях диаметром 6,35 мм и 0,25 мм высота на несмачиваемых подложках из Al ₂ O ₃ . Использование азотно-конвективного оплавления печи и мониторинг температуры поверхности на верхней стороне с помощью откалиброванного термопары, эти тестовые образцы подверглись термическому профилю (рис. 4).Пик температура верхней стороны подложки в этом профиле оплавления составляет 179 ° C. В альтернативный сплав (рис. 5а) демонстрирует отличное оплавление пасты, не содержащей шарики припоя; паста Sn-37Pb (рис. 5б) вообще не оплавлялась.

	Рис. 4. Температурный профиль верхней панели. Пиковая температура на верхней стороне в этом профиле оплавления составляет 179 ° C.

Затем аналогичный эксперимент был проведен с напечатанными тестовыми купонами FR-4.В контактные площадки на испытательных купонах имеют стандартную эвтектическую смесь Sn-37Pb с горячим воздухом. обработка поверхности с выравниванием припоя (HASL). После трафаретной печати пасты Сплавы Sn-41.75Pb-8Bi-0.5Ag и Sn-37Pb на отдельных испытательных купонах, конденсаторах (также с эвтектической обработкой контактной поверхности Sn-37Pb) были помещены на колодки. Таким же образом, как описано выше, купоны прошли контролируемую Профиль оплавления с максимальной температурой верхней стороны плиты 179 ° C. В Сплав Sn-41.75Pb-8Bi-0.5Ag (Рисунок 5c) снова демонстрирует отличное оплавление пасты. и образование галтели без шариков припоя, в то время как паста Sn-37Pb (Рисунок 5d) не переплавляется вообще.Эксперименты с пиковой температурой верхней стороны платы ниже 179 ° C за тот же период показал только частичное оплавление в Паста сплава Sn-41.75Pb-8Bi-0.5Ag и не рекомендуется.

Рис. 5. (а) паста сплава Sn-41.75Pb-8Bi-0.5Ag и (б) стандартная эвтектическая паста Sn-37Pb, напечатанная на несмачиваемом Ar 2 O 3 субстрат. Отметим, что паста Sn-37Pb вообще не оплавлялась. Использование оплавления профиль печи, описанный на рисунке 4, при испытании на поверхность с конденсаторами (Обработка контактной поверхности Sn-37Pb) на испытательных купонах FR-4 с покрытием HASL, (c) Sn-41.Сплав 75Pb-8Bi-0.5Ag демонстрирует отличное оплавление пасты и формирование галтели. без шариков припоя и (d) паста Sn-37Pb не оплавляется при все.

Заводские испытания с использованием припоя также оказались весьма успешными. Рисунки 6а и 6b показаны компоненты для поверхностного монтажа с J-образными выводами и мелким шагом 0,5 мм, соответственно, которые отслеживались во время оплавления и наблюдались на верхней стороне пика. температура доски 179 ° C.Паяные компоненты демонстрируют отличные формирование галтели без образования перемычек между выводами.

Рис. 6. (a) J-образные выводы и (b) мелкий шаг 0,5 мм для поверхностного монтажа, которые наблюдались во время оплавления, чтобы испытать пик на верхней стороне платы температура 179 ° C.
а	б

Эксперименты с полностью заполненными платами, имеющими большие локальные тепловые массы. находятся в процессе определения самых низких пиковых температур оплавления для данной Приложения.Однако кажется совершенно очевидным, что пайка для поверхностного монтажа с паяльной пастой Sn-41.75Pb-8Bi-0.5Ag можно делать при температурах значительно ниже, чем те, которые используются в настоящее время, чтобы снизить урожайность проблемы, связанные с влажностью и температурной чувствительностью при поверхностном монтаже сборка. 1. Стандарт JEDEC JESD22-A112, «Чувствительность к напряжению, вызванному влагой для устройств поверхностного монтажа в пластиковой упаковке» (1994).
2. Стандарт JEDEC JESD22-A113-A, «Предварительная подготовка пластиковых устройств для поверхностного монтажа перед испытанием надежности» (1995).
3. IPC-SM-786A, «Процедуры определения характеристик и обращения с ИС, чувствительными к влаге / оплавлению» (Lincolnwood, IL, 1995).
4. М. Китано и др., «Анализ растрескивания корпуса в процессе пайки оплавлением», Proc. 17-й Int. Сим. Тестирование и анализ отказов (1991), стр. 213-220.
5. Г. С. Ганесан и Х. М. Берг, «Модель и анализ явления растрескивания припоя оплавлением в пластиковых корпусах SMT», IEEE Trans. CHMT , 16 (8) (1993), стр. 940-948.

ОБ АВТОРАХ

M.T. Маккормак получил докторскую степень. в материалах науки и техники в Калифорнийском университете в Беркли в 1991 году. В настоящее время он является техническим сотрудником Bell Laboratories, Lucent Technologies. Он является членом TMS.
Я. Дегани защитил докторскую диссертацию. получил степень по химии в Еврейском университете Иерусалима в 1985 году. В настоящее время он является техническим сотрудником Bell Laboratories, Lucent Technologies.
H.S. Чен получил докторскую степень. получил степень по прикладной физике в Гарварде в 1967 году. В настоящее время он является техническим сотрудником Bell Laboratories, Lucent Technologies.
W.R. Gesick получил степень бакалавра наук. Получил степень бакалавра технических наук в Нью-Йоркском университете в 1968 году. В настоящее время он является президентом Advanced Metals Technology и Amtech.

Для получения дополнительной информации свяжитесь с M.T. Маккормак, AT&T Bell Laboratories, 600 Mountain Avenue, Murray Hill, New Jersey 07974; (908) 582-3547.

---

Авторское право принадлежит Обществу минералов, металлов и материалов, 1996 г.

Направляйте вопросы об этой или любой другой странице JOM по адресу [email protected].

Сравнение производственной процедуры свинцовой пайки и бессвинцовой пайки в PCBA

Все более мелкие паяные соединения в устройствах микроэлектроники приводят к тому, что они могут выдерживать больше механических, электрических и термодинамических нагрузок с их требованиями с точки зрения повышения надежности.Технология упаковки электроники, в том числе SMT (технология поверхностного монтажа), CSP (Chip-Scale Package) и технология BGA (Ball Grid Array), должна обеспечивать электрическое и жесткое механическое соединение между различными материалами через паяные соединения, чтобы качество и надежность соединения определяли качество и надежность электронных изделий. Выход из строя даже одного паяного соединения может привести к полному выходу из строя электронных изделий. Поэтому обеспечение качества паяных соединений является чрезвычайно важной задачей для современной электронной продукции.

Традиционный припой SnPb содержит Pb (свинец), который вместе с химическим соединением свинца является настолько высокотоксичным веществом, что его длительное применение может нанести огромный ущерб жизни людей и окружающей среде. До сих пор бессвинцовый припой постоянно заменяет свинцовый припой из-за того, что он защищает окружающую среду. Однако бессвинцовое производство отличается от производства свинца в процессе сборки печатных плат (PCBA) с измененными параметрами. Таким образом, очень важно получить полную информацию о сравнении производственной процедуры пайки свинцом и бессвинцовой пайки на печатной плате, чтобы производительность и функции электронных продуктов не пострадали из-за проблем, связанных с окружающей средой.

Сравнение свойств бессвинцового припоя и свинцового припоя

• Бессвинцовый припой имеет более высокую температуру плавления, чем свинцовый припой.

а. Температура плавления традиционного свинцового эвтектического припоя (Sn37Pb) составляет 183 ° C.
г. Температура плавления бессвинцового эвтектического припоя (SAC387) составляет 217 ° C.

Поскольку бессвинцовый эвтектический припой (SAC387) имеет температуру плавления на 34 ° C выше, чем традиционный свинцовый эвтектический припой (Sn37Pb), в результате получается:
1).Повышение температуры впоследствии приводит к тому, что припой легко окисляется с химическим соединением, быстро растущим между металлами.
2) .Некоторые компоненты, например, с пластиковым корпусом или электролитическими конденсаторами, как правило, больше подвержены влиянию температуры пайки, чем другие элементы.
3) .SAC-сплав будет вызывать большие нагрузки на компоненты, поэтому компоненты с низкой диэлектрической проницаемостью будут иметь больше возможностей для выхода из строя.
4). На бессвинцовой паяльной поверхности компонентов доступны различные типы паяльных поверхностей.Применение олова в припое более широко из-за его низкой стоимости. Тем не менее на поверхности олова обычно образуется тонкий слой окисления. Кроме того, после гальваники возможно возникновение напряжения. В результате, как правило, образуются нитевидные частицы олова.

• Бессвинцовый припой имеет худшую смачиваемость, чем свинцовый припой.

По сравнению со свинцовым припоем бессвинцовый припой имеет явно более низкую смачиваемость, чем свинцовый припой. Плохая смачиваемость приводит к тому, что паяные соединения работают слишком плохо, чтобы соответствовать требованиям с точки зрения возможности самокалибровки, прочности на разрыв и прочности на сдвиг.Плохая смачиваемость может привести к более высокому проценту брака паяных соединений, если не будут внесены изменения для компенсации этого недостатка.

• Сравнение бессвинцового припоя и свинцового припоя по физическим характеристикам.

В таблице ниже показано различие физических характеристик бессвинцового припоя и свинцового припоя.

Пункт	Sn37Pb	SAC387	Sn0.7Cu
Плотность (г / м 2 )	8.5	3,5	3,31
Точка плавления (° C)	183	217	227
Удельное сопротивление (МОм-см)	15	11	10-15
Электропроводность (IACS)	11,5	15,6	/
CTE (× 10 -4 )	23,9	23,5	/
Теплопроводность (Вт / м · 1к · 1с)	50	73	/
Поверхностное натяжение 260 ° C (мН / м)	481	548	491
Усталостная долговечность	3	1	2
Прочность на сдвиг (МПа)	23	27	20–23

Как показано в таблице выше, бессвинцовый припой определенно будет иметь плохое влияние на надежность паяного соединения из-за разницы в характеристиках припоя по сравнению с традиционным производством свинцового припоя.С точки зрения механического воздействия типичный бессвинцовый припой тверже свинцового припоя. Кроме того, образующийся поверхностный оксид, флюс и остатки сплава могут привести к плохим характеристикам электрического контакта и контактного сопротивления. Таким образом, перевод электронных продуктов с производства на бессвинцовые технологии никогда не бывает чистой заменой ни в электрических, ни в механических аспектах по следующим причинам:
a. Поскольку свинец относительно мягкий, паяные соединения, полученные при бессвинцовом производстве, более твердые, чем соединения, полученные при производстве свинца, что приводит к более высокой интенсивности и меньшему превращению, что, однако, определенно приведет к высокой надежности бессвинцовых паяных соединений.
г. Поскольку бессвинцовый припой имеет плохую смачиваемость, будет возникать больше дефектов, включая пустоты, смещение и застой.

Комплексная забота о производстве без свинца

При переходе от свинцового припоя к бессвинцовому припою самое заметное различие заключается в высоком содержании олова (> 95% масс.). В результате необходимо сосредоточить внимание на следующих вопросах из первых рук.

• Выращивание оловянных усов

Нишки олова растут из слабого участка слоя оксида олова в виде монокристаллического олова, имеющего столбчатую форму или цилиндрическую нить.Его убытки включают:
a. Между соседними контактами могут возникать ярлыки.
г. Плохое влияние может быть оказано на высокочастотные функции.

В оловянном припойном слое имеется напряжение давления, которое считается основной причиной образования нитевидных кристаллов олова. Например, при наличии большого количества металлического сплава неправильной формы Cu6Sn5 будет сформировано множество дефектов, включая накопление напряжения давления на слое олова, деформацию штифта компонента и устранение КТР, все из которых приведет к образованию нитевидных кристаллов олова.Сплав с высоким содержанием олова приведет к образованию усов олова, которые особенно подходят для чистого олова. Однако большое количество металлического сплава, такого как Pb или Bi, может остановить или препятствовать росту нитей олова.

«Усы олова» могут стать причиной коротких замыканий на тонких компонентах линии, например, QFP. Таким образом, чистым оловом можно наносить покрытие на низкосортные изделия и компоненты, срок службы которых составляет менее 5 лет. Когда речь идет о высоконадежных изделиях и компонентах, срок службы которых должен составлять более 5 лет, сначала следует нанести слой никеля толщиной менее 1 мкм, а затем слой олова толщиной 2-3 мкм.

• Выращивание металлических дендритов

Металлический дендрит отличается различными процедурами роста из оловянного уса. Первый результат ионной электромиграции в электрохимии. Металлический дендрит приведет к коротким замыканиям, что в дальнейшем вызовет сбой в цепи.

• Генерация CAF

Электропроводящая анодная нить накала (CAF) — еще один тип отказа в результате электрохимической реакции. CAF происходит внутри печатной платы, вызванной анодной проводящей нитью, содержащей медь, растущую от анода к катоду.

CAF увеличивается до такой степени, когда анод и катод соединяются коротким замыканием между двумя полюсами, что в конечном итоге приводит к катастрофической катастрофе. CAF — это катастрофа для сборки печатных плат высокой плотности, а бессвинцовый припой с более высокой температурой упрощает решение этой проблемы.

• Tin Pest

Олово-вредители являются результатом спонтанного изменения фазы полиморфизма чистого олова. При температуре ниже 13 ° C чистое олово превратится из белого олова (плотность 7.30 г / см ³ ), происходящий от центральной квадратной структуры до серого олова (плотность 5,77 г / см ³ ) в центрированной кубической структуре. Теоретически, вредители олова могут привести к потенциальному риску надежности, но это редко наблюдается, поскольку в олово примешиваются примеси.

Обсуждаемые выше проблемы являются возможными дефектами при применении бессвинцового припоя. Тем не менее, их можно устранить, если использовать передовые технологии пайки во время процесса печатной платы.

PCBCart предлагает методы производства свинцовой пайки и бессвинцовой пайки для печатных плат

Мы понимаем, что для разных проектов требуются разные методы пайки.Чтобы удовлетворить все требования клиентов, мы предлагаем как свинцовую, так и бессвинцовую технологии производства для сборки печатных плат. Хотите знать, сколько стоят работы по сборке печатной платы? Нажмите следующую кнопку, чтобы получить расценки PCBA, это не стоит вам ни копейки!

Запрос цены на сборку печатной платы — Свинцовая / бессвинцовая пайка

Полезные ресурсы
• Полнофункциональная услуга по производству печатных плат
• Расширенная услуга по сборке печатных плат с несколькими дополнительными опциями
• Введение в технологию производства бессвинцовых печатных плат
• Применение технологии Pin-in-Paste (PIP) в бессвинцовых печатных платах с поверхностью OSP Покрытие
• Сравнение надежности паяных и бессвинцовых паяных соединений

Подходящая кривая температуры бессвинцового припоя

Введение:

Сплав

, является лучшим припоем в процессе оплавления.По сравнению с традиционным припоем он имеет два недостатка с точки зрения технологичности:

1) Высокая температура плавления. Он имеет температуру плавления около 217 градусов по Цельсию и полную температуру плавления 235 градусов по Цельсию. Следовательно, мы должны повышать производственную температуру в процессе производства, иначе это приведет к ряду неблагоприятных последствий.

2) Смачиваемость немного хуже. Эвтектический припой с диапазоном диффузии 93% и бессвинцовый припой с диапазоном диффузии 73% ~ 77%.

Подходящая температурная кривая бессвинцового припоя:

Типичные температурные кривые оплавления с использованием эвтектических припоев Sn / Pb обычно делятся на четыре части. То есть «Нагрев» — «Сохранение тепла» — «Оплавление» — «Охлаждение». Температура «Сохранения тепла» составляет около 140 ℃ ~ 160 ℃. Температура процесса оплавления превышает 183 ℃, а пики повышаются на 30 ~ 40 ℃.

Однако, очевидно, что температура плавления бессвинцового припоя возрастает, что ставит под сомнение оптимальное значение параметра процесса, проверенное длительной производственной практикой.Поэтому многие исследования рекомендуют следующие два типа температурных кривых для бессвинцовых припоев.

1) Трапецеидальная температурная кривая:

Эта кривая называется трапециевидной температурной кривой, и ее основная особенность заключается в увеличении пикового времени области оплавления, так что время пайки деталей выше линии жидкой фазы увеличивается с традиционных 40 ~ 60 секунд до 60 ~ 90 секунд, а время 30 ~ 60 секунд должно поддерживаться при максимальной температуре пайки оплавлением.

Эффект трапециевидной кривой:

① Выдерживайте достаточно времени при высокой температуре для достижения теплового баланса компонентов с большой разницей теплоемкости и уменьшения кавитации паяных соединений BGA.

② Поскольку время жидкого состояния бессвинцового припоя увеличивается, полезно преодолеть смачиваемость бессвинцового припоя.

2) Профиль рампы:

Эта кривая называется формой «шатра» или «треугольника».Его главной особенностью является устранение стадии сохранения тепла, паяные детали от комнатной температуры медленно поднимались до максимальной температуры, тем самым увеличивая время нагрева, так что скорость нагрева может быть снижена до 0,8 ~ 2 ℃ / с. Однако общее время процесса не увеличивается, но может быть соответствующим образом сокращено общее время процесса. Конечно, для использования этой температурной кривой требуется предварительное условие: она должна использовать дефлегматор с хорошими характеристиками теплопередачи, чтобы паяные детали выдерживали максимальную температуру, таким образом, разность температур поверхности может соответствовать требованиям. .

Эффект от использования профиля рампы:

① Если не увеличивать общее время, увеличьте время нагрева, чтобы избежать повреждения компонентов, вызванного чрезмерной скоростью нагрева.

② Поскольку температура растет линейно, ее легко контролировать, и процесс имеет хорошую воспроизводимость.

③ Из-за медленного нагрева разница температур поверхности печатной платы уменьшается, что способствует преодолению неблагоприятных факторов бессвинцового припоя, вызывающих сокращение технологического окна.

④ Паяемость и блестящие паяные соединения могут быть улучшены за счет использования температуры активации припоя, соответствующей температуре пасты из бессвинцового сплава.

⑤ По сравнению с традиционной флегмовой печью, потребление энергии снижено, а обслуживание относительно простое.

Заключение:

Конечно, выбор этой температурной кривой, в основном, основан на температуре плавления металлического состава бессвинцовой паяльной пасты, температуре активности флюса, структуре и функциях флегмы. , теплоемкость сварочного объекта и другие особые обстоятельства, конечная цель — не повредить печатную плату и компоненты при условии надежного качества пайки.

What’s Best — Security Electronics and Networks

Какие лучшие из новых бессвинцовых смесей припоя для приложений электронной безопасности — вы бы порекомендовали никогда не использовать припои на основе свинца — в чем разница и насколько они опасны?

A: Бессвинцовый припой имеет более высокую температуру плавления, что затрудняет работу — она ​​составляет 217 ° C для бессвинцовых припоев по сравнению с 183 ° C для свинцовых сплавов. Это также влияет на тепловой удар — скорость, с которой утюг восстанавливает рабочую температуру.

Преимущества свинцово-оловянных припоев заключаются в том, что их легче довести до рабочей температуры, они хорошо текут, устойчивы к ударам, имеют меньше внутренних дефектов в структуре после охлаждения, а также во время теплового расширения и сжатия, которое происходит во время их использования. рабочая жизнь. Свинец также помогает избавиться от усов олова, которые все еще доставляют неудобства.

С точки зрения безопасности риски в первую очередь связаны с окружающей средой. Свинец вреден для организма, так как он легко усваивается, но технологу придется проглотить припой на основе свинца через рот, чтобы он пострадал.Его осторожное и экономное использование, удаление остатков, мытье рук и предотвращение испарения делают процесс в целом безопасным. Пары свинца от пайки не подвергают обычную технологию высокому риску, но вы все равно должны принять меры предосторожности — замаскируйте и поддерживайте температуру вашего железа на рекомендованных уровнях, так как риск выше 300 ° C.

Когда дело доходит до бессвинцового припоя, такие сплавы так же стары, как металлургия — им тысячи лет, так что они не новы в этом смысле, хотя есть новые сплавы, которые пытаются решить проблемы, которые инженеры должны уравновесить.Наиболее распространенной смесью бессвинцовых припоев является оловянно-медная смесь с температурой плавления 217, в которой 99,3% олова смешиваются с 0,7% меди.

Олово-медь — более хрупкий припой, чем аналог свинца (для кабельных соединений мы будем использовать олово-свинец 60/40). Олово-медь имеет температуру плавления 183 ° C и температуру жидкости 188 ° C — работая в этом диапазоне пластмасс, вы гарантируете, что во время затвердевания не произойдет ослабление соединения, которое приведет к растрескиванию или отслоению позже.

Еще кое-что, что вам нужно, чтобы убедиться, что вы используете, — это очищающий флюс из смолы, который очистит поверхности перед соединением, но не оставит следов, которые могли бы повредить физическое / электрическое соединение ваших соединений.Флюс очищает окисление и удаляет кислород, поэтому он не повредит паяльные поверхности во время процесса.

Лучшим бессвинцовым припоем, вероятно, является SN100C от Nihon Superior, который представляет собой сплав SnCuNiGe. Его точка плавления составляет 227 ° C, а 0,05-процентный никель обеспечивает блестящее соединение и снижает эрозию медной пластины. 0,009% германия способствует смачиванию и препятствует образованию отходов на поверхностях наплавленного металла. Мы никогда не использовали его, хотя мы использовали бессвинцовый припой, и да, это сложнее, но в стабильной среде можно создать работоспособное соединение без свинца.

# securityelectronicsandnetworks.com

Бессвинцовый припой

— обзор

14.2.2.1 Электропроводящие чернила

Новые бессвинцовые припои и чернила, которые использовались в электронной промышленности и привлекали большое внимание, должны соответствовать различным свойствам, таким как хорошая смачиваемость , низкая температура пайки, низкая стоимость, экологичность, достаточная прочность, хорошая стойкость к термической усталости и т. д., которые превосходят или даже соответствуют свойствам обычных припоев Sn-Pb, по крайней мере (Hu, Cao, Li, Ni и Cui , 2011).В основном, для подходящей интеграции электроники необходимы электропроводящие и диэлектрические материалы.

Наиболее распространенные типы электропроводящих чернил основаны на проводящих компонентах нано- или микрочастиц, диспергированных в полимерной матрице (Electronics Manufacturing; Sankir, 2005). Такие добавки в виде частиц имеют металлическую основу, такую ​​как серебро, медь и золото, а также проводящие оксиды, такие как ITO или ZnO. В общем, основные физико-химические требования к электропроводящим чернилам аналогичны требованиям к чернилам для графических или красочных целей, но они также должны обеспечивать хорошую электропроводность печатного рисунка.Чернила обычно отверждаются под действием тепла, которое спекает проводящие частицы в сплошной металлический слой и разлагает весь полимерный носитель или его часть. Однако также возможно УФ-излучение, лазерное или микроволновое отверждение, что дает преимущество за счет значительного сокращения времени спекания. Электропроводность обычно основана на контакте между каждой частицей в осажденном слое. Чернила сушатся под действием тепла, при котором удаляются связующее и растворитель, образуя проводящий слой на подложке. Необходимые температуры отверждения, очевидно, зависят от скорости обработки, основы и температуры.Обычно они находятся в диапазоне 80–500 ° C. Требуемое время отверждения обычно составляет от 5 до 60 минут. Однако сушка происходит намного быстрее, в пределах десятков секунд. Скорость изготовления можно регулировать до нескольких метров в секунду. Природа подложек определяет, какую процедуру и скорость отверждения можно использовать для спекания металлических частиц вместе. Краски, отверждаемые УФ-светом, имеют много преимуществ. Во-первых, время сушки может быть значительно сокращено с последующим снижением затрат.По сравнению с сушкой сольвентных чернил УФ-отверждение может быть практически мгновенным. Это особенно важно в приложениях с катушкой на катушку, когда важно, чтобы чернила были сухими, прежде чем они будут перемотаны. Поскольку УФ-чернила, как правило, нелетучие и требуют отверждения, а не высыхания, постоянство реологических свойств сохраняется на лицевой панели (производство электроники).

Чернила на основе металлов являются наиболее распространенными чернилами для производственного сектора (Kamyshny, Steinke, & Magdassi, 2011).В настоящее время большинство проводящих чернил основано на наночастицах серебра, поскольку серебро обладает самой высокой электропроводностью среди металлов (6,3 · 10 ⁷ / Ом / м) и устойчиво к окислению. Существует несколько коммерческих серебряных чернил для струйной печати на водной основе и на основе растворителя, производимых несколькими компаниями, включая Cabot (США), SunJet (Англия), InkTec (Корея), Cima NanoTech (Израиль), Harima (Корея), Advanced Nano Products ( Корея), Samsung ElectroMechanics (Корея), Genesink (Франция), Amepox (Польша) и Novacentrix (США).Чернила с серебряными частицами для глубокой и флексографской печати доступны в составе на основе растворителя и воды. На рис. 14.2 показано традиционное нанесение серебряных чернил и паст на толстую пленку в рыночных условиях сегодня и прогноз на следующие 8 лет (Silver Inks & Paste market, 2011).

Рисунок 14.2. Серебряные чернила и пасты для традиционных толстопленочных работ.

Также доступны чернила на основе меди и углерода, хотя их проводимость всего на 6% ниже, чем у чернил на основе серебра.Это может привести к снижению затрат, поскольку цена на медь составляет менее 1% от стоимости серебра. Основная задача — избежать окисления меди в условиях окружающей среды, что значительно ограничивает применение этих наночастиц. Имеется всего несколько отчетов о чернилах с наночастицами меди и еще меньше коммерческих продуктов (Kim, Moon, Jeong, Kim, & Park, 2007; Lee, Choi, Lee, Scott, & Kim, 2008). Недавние эксперименты ясно продемонстрировали возможность изготовления концентрированных дисперсий наночастиц меди, подходящих для использования в качестве прекурсоров медных чернил (Magdassi, Grouchko, & Kamyshny, 2010; Woo, Kim, Kim, Lim, & Moon, 2009).

Наночастицы также можно суспендировать в жидкостях с более низкой вязкостью, что позволяет использовать их в процессах печати. Преимущество наноразмерных частиц заключается в снижении температуры спекания и плавления. Полимерная оболочка защищает отдельные металлические частицы, предотвращая агрегацию и способствуя адгезии к субстрату. Широкий спектр наночастиц может быть изготовлен из таких материалов, как чистые металлы, оксиды металлов, ферромагнетики, парамагнитные частицы и люминесцентные частицы. Уменьшение размера частиц, который обычно составляет от 5 до 500 нм, может резко снизить температуру спекания металлических частиц.Это значительно ниже, чем температура плавления основного металла, что позволяет печатать на таких подложках, как бумага, которые могут выдерживать только температуру около 100 ° C (Harrop, 2007).

Бессвинцовый

(1) В чем разница между бессвинцовым припоем и обычным оловянно-свинцовым припоем?

Бессвинцовые припои

не содержат свинца и плавятся при более высокой температуре, чем широко используемый припой 63Sn37Pb (63% олова, 37% свинца) и припой 60Sn40Pb (60% олова, 40% свинца).

Некоторые из наиболее часто используемых бессвинцовых припоев:

Sn-Ag (олово и серебро; содержание олова ~ 98-96%)
Sn-Cu (олово и медь; содержание олова ~ 96%)
Sn-Ag-Cu (олово, серебро и медь; содержание олова ~ 93-96%)
Sn-Ag-Bi (олово, серебро, висмут; содержание олова ~ 90,5-94%)
Sn-Ag-Bi-Cu (олово, серебро, висмут и медь; содержание олова ~ 90-94%)

63Sn37Pb плавится при 361 ° F (183 ° C) и затвердевает при 361 ° F (183 ° C).
Примечание. Припой Sn63 не имеет пластичного диапазона (диапазон температур между состоянием ликвидуса и солидусом). Sn63 затвердевает почти мгновенно.

60Sn40Pb плавится при 374 ° F (191 ° C) и затвердевает при 361 ° F (183 ° C).
Примечание: припой Sn60 имеет диапазон пластичности 13 ° (температура, необходимая для охлаждения перед достижением состояния солидуса).

Бессвинцовые припои имеют температуру плавления от 423 ° F (217 ° C) до 439 ° F (226 ° C).

Чтобы узнать больше о различиях между оловянно-свинцовыми и бессвинцовыми припоями, НАЖМИТЕ ЗДЕСЬ

Для краткого обзора бессвинцовых припоев НАЖМИТЕ ЗДЕСЬ

Для видео-демонстрации Sn-Pb и бессвинцового припоя НАЖМИТЕ ЗДЕСЬ

(2) Чего ожидать при пайке бессвинцовых припоев? С какими проблемами я могу столкнуться? Нужно ли мне переучивать операторов?

Некоторые из проблем, связанных с бессвинцовой пайкой:

• более высокая температура плавления может повредить компоненты, включая пластиковые разъемы, реле, светодиоды, электролитические конденсаторы и многослойные керамические конденсаторы
• более высокая температура может вызвать коробление печатной платы, которое может привести к растрескиванию многослойных керамических конденсаторов (частая неисправность).
• более высокая температура плавления может вызвать термический шок для компонента
• более высокая температура плавления может привести к плавлению или деформации пластмассы
• Более высокие температуры пайки приводят к плохой растекаемости и смачиваемости припоя из-за увеличения поверхностного окисления
• необходимость использования более активных (и коррозионных) флюсов
• время, необходимое для образования хорошего соединения, может быть значительно больше, чем при использовании оловянно-свинцового припоя
• Каркас печатной платы
• перемычка или недостаточный припой
• паяные соединения трудно переделать
• больше шариков припоя
• Распыление флюса
• более короткий срок службы наконечника
• Паяное соединение с матовой отделкой (не блестящее)
• Принятие оператором, разочарование и готовность изменить свой стиль пайки

Для предотвращения теплового удара компонента:

• используйте ту же температуру пайки, что и для оловянно-свинцового припоя
  контролировать температуру наконечника
• используйте паяльник с большим тепловыделением — чем ниже температура пайки и чем больше размер жала, тем меньше потери тепла.
• используйте паяльник высокой мощности
• используйте самый большой наконечник, соответствующий размеру паяемого соединения

Чтобы помочь оператору принять, уменьшить разочарование и повысить производительность:

Переподготовка не требуется, но операторы должны учесть и понять следующие моменты, прежде чем внедрять бессвинцовый процесс:

• В отличие от припоев Sn60 и Sn63, бессвинцовые припои НЕЗАБЫВАЮТ.Следовательно, крайне важно содержать паяльник СОВЕТЫ В ЧИСТОМ состоянии — а это значит, НЕОБХОДИМО.
  Операторы должны принять тот факт, что пайка бессвинцовыми припоями потребует от них изменения своего стиля пайки. Это потребует от них постоянной чистки наконечника и понимания того, что время, необходимое для создания паяного соединения, может занять больше времени, чем то, к которому они привыкли при использовании припоя Sn60 или Sn63.
• ВАЖНАЯ ИНФОРМАЦИЯ: Хотя бессвинцовый припой плавится при более высокой температуре, это не означает, что вам нужно повышать температуру паяльника.См. Вопрос № 3 ниже.

(3) Поскольку бессвинцовые припои плавятся при более высоких температурах, нужно ли мне повышать температуру паяльника Hakko?

Не обязательно. Повышая температуру паяльника, вы можете усложнить пайку. Более высокие температуры вызывают более быстрое окисление, что еще больше затрудняет смачивание. Выбор флюса может помочь несколько облегчить эту ситуацию, но мы все еще пытаемся жить в не чистом мире.

Большинство флюсов без очистки имеют очень узкое технологическое окно. Активаторы быстро расходуются, по-видимому, не оставляя следов коррозии после пайки. Проблема в том, что для бессвинцовых припоев требуется более длительное технологическое окно, иначе флюс уйдет до завершения процесса смачивания. Это вызывает больше ретуши.

Лучший ответ — выбрать паяльную станцию ​​с отличным термическим восстановлением. Это позволит паять бессвинцовые припои без значительного повышения температуры наконечника.

(4) Как выполнить демонтаж с использованием бессвинцового припоя?

Нет никакого особого волшебного процесса для демонтажа бессвинцового припоя. Единственная разница между распайкой бессвинцового и оловянно-свинцового паяных соединений заключается в том, что вам может потребоваться немного больше времени на демонтаж бессвинцового соединения. Примечание: вам не обязательно повышать температуру демонтажного инструмента.

При демонтаже паяного соединения без вывода припоя попробуйте использовать ту же температуру, которую вы обычно используете для демонтажа типичного паяного соединения Sn63 или Sn60, поскольку более высокая температура приведет к более быстрому окислению сопла / наконечника для демонтажа.

С другой стороны, если используется вакуумный демонтажный инструмент, более высокие температуры должны поддерживаться не только через сопло и нагревательный элемент, но также вплоть до входа в фильтр, чтобы припой не затвердел и не забил инструмент до того, как он полностью извлечен. Инструмент для демонтажа Hakko FM-2024 специально разработан для этой функции.

Для получения дополнительной информации о демонтаже бессвинцовых сплавов НАЖМИТЕ ЗДЕСЬ

(5) Совместим ли мой новый демонтажный инструмент Hakko FM-2024 с бессвинцовым припоем?

Да.Инструмент для снятия припоя FM-2024 снимает бессвинцовый припой. Форсунки Hakko N1 (FM-2024) идеально подходят для бессвинцовых применений.

Сопла N1 короче и имеют более широкое горло, что позволяет впускать больше припоя, что почти полностью исключает засорение.

Имейте в виду, что более высокие температуры должны поддерживаться не только через сопло и нагревательный элемент, но также вплоть до входа в фильтр.

Для демонстрации видео по демонтажу FM-2024 НАЖМИТЕ ЗДЕСЬ

(6) Как удалить бессвинцовый припой с помощью инструмента для удаления припоя Hakko FM-2024?

Выберите подходящую насадку и температуру для паяного соединения, которые позволят соединению оплавиться примерно за 1-2 секунды.
Поместите сопло над выводом компонента и дайте припою оплавиться (вы можете слегка покачивать сопло, чтобы равномерно передать тепло по всему соединению.) Как только паяное соединение оплавится (обычно через 1-3 секунды)
Нажмите спусковой крючок на наконечнике FM-2024, чтобы запустить вакуум. Припой сразу же засосется в одноразовый фильтр. Когда фильтр заполнится, снимите и утилизируйте. Замените фильтр новым.

(7) Поможет ли азот при ручной пайке бессвинцовым припоем?

Да, но необходимо учесть несколько моментов.Доступны паяльники с азотными насадками, которые пропускают азот через жало и область соединения. Идея в том, что, поскольку азот тяжелее кислорода, он «отталкивает» кислород от зоны прекращения действия. Это поможет припою намокнуть и растечься в зоне заделки, а паяные соединения станут яркими и блестящими. Кроме того, использование паяльника, испускающего газообразный азот, приводит к предварительному нагреву компонента и контактной области высокотемпературным газом. Теоретически это работает отлично — меньшее количество кислорода или его отсутствие приведет к меньшему или отсутствию окисления — но это не идеальный мир.На практике у вас должен быть постоянный источник азота.

На приведенном ниже графике показана разница между температурой наконечника, измеренной при использовании газообразного азота и когда НЕ используется газообразный азот. Чтобы получить такую ​​же температуру в зоне подключения (точке пайки), настройку температуры наконечника можно снизить при использовании газообразного азота.

На некоторых предприятиях есть баллоны или резервуары с азотом и полная водопроводная система, предназначенная для подачи азота на любой рабочий стол.Для тех предприятий, которые не имеют системы доставки азота, вы должны рассмотреть возможность перемещения баллонов или резервуаров или покупки системы генерации азота (кислородный скруббер), которая по существу фильтрует (удаляет) кислород из воздуха.

Для утюга с азотом потребуется насадка. Это увеличит диаметр наконечника и, как правило, самого утюга. В зависимости от типа пайки это может вызвать дополнительные проблемы и / или дискомфорт оператора.

СИСТЕМА ПАЙКИ N2

Генератор азота Hakko FX-780, контроллер FX-781 и утюг FM-2026 представляют собой эффективную систему для пайки азотом.Может использоваться с паяльными станциями Hakko FM-202 и FP-102. Для получения подробной информации о системе щелкните изображение ниже.

Паяльная система Hakko N2

Улучшает ли азот смачивание?
Да, азот улучшает смачиваемость и растекаемость, а также препятствует окислению.

Стоит ли азот дополнительных затрат и хлопот?
Может быть.Обоснование затрат и реализация будут зависеть от применения пайки, продукта, который вы паяете, и схемы вашего завода / производственной линии.

Для получения дополнительной информации о пайке N2 НАЖМИТЕ ЗДЕСЬ

(8) Мои наконечники с бессвинцовым припоем служат не так долго. Почему?

Большинство бессвинцовых сплавов, предлагаемых или представленных сегодня на рынке, очень богаты оловом, поэтому вы должны внимательно следить за коррозией и эрозией наконечника.

Жала паяльника обычно состоят из медного сердечника, покрытого железом и покрытого хромом. Олово образует интерметаллические соединения с железом, поскольку оба являются относительно активными металлами, и химические реакции более активны при высоких температурах. (Наиболее активные потоки при высоких температурах усугубляют это состояние.)

Для краткого обзора флюсов с бессвинцовой пайкой НАЖМИТЕ ЗДЕСЬ

Рисунок 1.Сравнение интерметаллических соединений для различных припоев

Как показано на рисунке 1, интерметаллическое соединение практически отсутствует в припое 63Sn37Pb (фото A), тогда как большое количество интерметаллического соединения (15 мкм) образуется в бессвинцовом припое Sn-3.7Ag-0.7Cu. (Фото Б),

Скорость образования интерметаллического соединения олова и железа зависит от температуры. При повышении температуры скорость эрозии наконечника увеличивается, особенно при температурах 400 ° C и выше.

Рисунок 2
Поперечный разрез новой насадки

Рисунок 3
Поперечное сечение наконечника с поврежденным покрытием

Каждый раз, когда вы выполняете пайку, олово вступает в реакцию с железом, постепенно разъедая его, пока олово не прорвет железную обшивку. После истирания или растрескивания железа / хрома олово вступает в реакцию с медью (растворяет ее) и разрушает наконечник (рис. 3).

Рисунок 4
Сравнение состава припоя и скорости эрозии

Скорость эрозии наконечника зависит от состава припоя. Как показано на рисунке 4, Sn-0.7Cu (олово / медь) разрушает наконечник быстрее, чем Sn-3.5Ag-0.75Cu (олово / серебро / медь), который разрушается быстрее, чем припой Sn-3.5Ag (олово / серебро), который разрушается быстрее, чем Sn-37Pb (олово / свинец) и т. д.

По сравнению со свинцовыми эвтектическими припоями (т.е.Sn-37Pb), бессвинцовый припой Sn-3.5Ag-0.7Cu (олово / серебро / медь) разрушается примерно в 3 раза быстрее, а бессвинцовый припой Sn-0,7Cu (олово / медь) разрушается примерно в 4 раза быстрее при повышении температуры наконечника. составляет 400 ° C.

Помимо коррозии, окисление также является проблемой (см. Вопрос 16 ниже)

Для получения дополнительной информации о пайке бессвинцовыми сплавами НАЖМИТЕ ЗДЕСЬ

(9) Как продлить срок службы жала?

Следующие простые шаги помогут продлить срок службы ваших чаевых:

1. ИСПОЛЬЗУЙТЕ минимально возможную температуру пайки (360 ° C или ниже)
2. ОЧИЩАЙТЕ наконечник во время использования хорошим очистителем для наконечников (т.е.Hakko 599B) и часто
3. НАНЕСЬТЕ новый припой на наконечник перед тем, как положить утюг обратно в держатель
4. ВЫКЛЮЧАЙТЕ утюг, если не пользуетесь им более 10 минут

Hakko 599B Очиститель наконечников

Hakko 599B очищает жало паяльника без использования воды. Спиральные проволоки пропитаны флюсом, который может удалить оксид с поверхности наконечника и предотвратить окисление поверхности, оставив на ней пленку припоя.Кроме того, поскольку вода не используется, наконечник очищается без снижения температуры наконечника.

(10) Совместима ли бессвинцовая паяльная система Hakko 485?

Да. Рабочее колесо и камера покрыты специальным покрытием, устойчивым к коррозионному воздействию высокотемпературных припоев.

(11) Совместим ли мой паяльник Hakko 96 без свинца?

Из-за высокого содержания олова в бессвинцовых припоях для припоя Hakko 96 требуется дополнительное специальное покрытие для продления жизнеспособности припоя.Несмотря на то, что вы можете использовать бессвинцовые сплавы с припоем 96, мы не рекомендуем это делать, потому что ванна не содержит этого специального покрытия, и без него срок жизнеспособности будет сокращен. Тем не менее, мы рекомендуем вам использовать новый цифровой паяльник Hakko FX-301B (показан ниже).

Цифровая паяльная ванна Hakko FX-301B специально разработана для бессвинцовых сплавов. Устройство имеет четыре отдельные программы, специально разработанные для сплавов SnPb, SnAgCu, SnCu или Sn100.

Для получения дополнительной информации НАЖМИТЕ ЗДЕСЬ

(12) Могу ли я использовать свой термометр Hakko 191 и тестер пайки 192 с бессвинцовым припоем?

Да. Однако, если у вас короткий срок службы датчика, вы можете перейти на датчики 191–212.

Провод датчика Hakko 191-212 предварительно не лужен, а контактная площадка не приварена, а обжата. Провод датчика не содержит свинца.В зависимости от состава бессвинцового припоя может подойти стандартный датчик 191-211.

(13) Я заметил разницу в характеристиках и сроке службы наконечников разных марок при использовании бессвинцового припоя. Почему насадки Hakko служат дольше и работают лучше, чем насадки других производителей?

Наконечники Hakko покрыты толстым железом (Fe); это, в сочетании с отличным термическим восстановлением утюгов / станций Hakko, обеспечивает более длительный срок службы наконечников и более высокую производительность.

ВИКТОРИНА: Ниже представлены два разных стиля наконечников. Какой из них имеет более высокую эффективность рекуперации тепла, тип A или B?

Ответ — тип B. Тип B имеет большую теплоемкость и более высокую теплопроводность, чем тип A, из-за большей (медной) массы наконечника. Несмотря на то, что форма острия каждого наконечника одинакова, масса типа B больше. Наконечник с большей массой (медной) всегда будет лучше поддерживать свою температуру (см. График ниже.)

(14) Когда мне нужно будет начать производство бессвинцовой продукции на моем предприятии?

RoHS — это директива Европейского парламента, озаглавленная «Ограничения на использование опасных веществ». RoHS запрещает использование свинца (Pb), кадмия (Cd), ртути (Hg), шестивалентного хрома (Cr (VI)), полибромированных дифенилов (PBBs) и полибромированных дифениловых эфиров (PBDEs) в электрическом / электронном оборудовании.

Производители электроники в США, которые поставляют электрическое / электронное оборудование для европейских стран, должны соответствовать требованиям RoHS после 1 июля 2006 г. Это означает готовый продукт. Вам необходимо будет внедрить бессвинцовый процесс в свой производственный график, чтобы соответствовать сроку поставки 1 июля 2006 года для европейских стран.

Примечание. Есть исключения из RoHS. К этим исключениям относятся: свинец в стекле электронно-лучевых трубок, свинец в припоях с высокой температурой плавления, свинец в припоях для серверов, систем хранения и массивов хранения данных, а также свинец в припоях для оборудования сетевой инфраструктуры для коммутации, сигнализации, передачи, а также сетевое управление для телекоммуникаций.

(15) Совместимы ли бессвинцовые наконечники Hakko Tips?

ДА. Жала паяльника Hakko и сопла для демонтажа припоя лужены бессвинцовым припоем. Пожалуйста, нажмите на ссылку ниже для полного понимания.

Для получения подробной информации НАЖМИТЕ ЗДЕСЬ

(16) Припой не смачивается на поверхности жала паяльника.Почему?

Окисление. Это вызвано окислением интерметаллических соединений, образующихся между оловом и железом. Скорее всего, наконечник долгое время подвергался воздействию высокой температуры. Выключайте утюг, если им не пользуетесь долгое время.

Наконечник покрыт карбонизированным флюсом (карбид и остатки пригоревшего флюса налипают на железную основу)? В таком случае жало не может передавать достаточно тепла паяльному соединению.Паяльное жало передает тепло паяльному соединению, используя припой, удерживаемый на жало, в качестве теплоносителя. Если наконечник покрыт карбонизированным флюсом, происходит одно или несколько из следующих событий: железная основа наконечника обнажается и окисляется, а интерметаллическое соединение олова и железа окисляется. Эти явления происходят при высоких температурах. Уменьшите температуру утюга.
Плохое или дефектное покрытие вызовет окисление примесей покрытия. Используйте наконечник с высококачественным покрытием.
ПРИМЕЧАНИЕ. Если смачиваемость не может быть восстановлена ​​из-за окисления и почернения, даже когда на наконечник подается припой, вы можете вернуть наконечник к новой жизни с помощью полировщика наконечников Hakko FT-700 (см. № 17 ниже).

(17) Более высокие температуры, обычно требуемые для бессвинцовой пайки, в сочетании с высокоактивными флюсами убивают мои жала паяльника.

Я знаю, что в них еще много (покрытия) жизни, но окисление и коррозия делают их бесполезными.

Можно ли безопасно вернуть новую жизнь своим советам?

ДА. Полировальная машинка Hakko FT-700 специально разработана для того, чтобы вернуть к жизни ваши жала паяльника.

FT-700 — это БЫСТРЫЙ и ЛЕГКИЙ способ удалить тяжелые оксиды и коррозию с жала паяльника.Просто окуните (горячий) наконечник в специальную вазелиновую пасту, не содержащую свинца, и вставьте ее между двумя вращающимися щетками. Это очистит наконечник и удалит оксиды. (Не забудьте потом залудить наконечник припоем, который вы используете в настоящее время, прежде чем возвращать его в держатель.)

Чтобы получить полную информацию о полировальной машине FT-700, НАЖМИТЕ ЗДЕСЬ.

(18) Я вижу, Hakko предлагает множество чистящих средств и методов.Какие из них лучше всего подходят для пайки бессвинцовыми припоями?

Лучшая настольная установка — включить их в систематический метод или процесс. Как мы уже говорили, уход за жалами является ключом к увеличению срока службы жала паяльника при работе со сплавами, не содержащими свинца. Всегда, всегда, всегда чистите насадку после каждого использования. Hakko предлагает четыре (4) метода очистки наконечников (см. Ниже), которые можно использовать по отдельности или объединить в систематический процесс для обеспечения наилучших результатов.

1. протрите наконечник влажной губкой (P / N: A1495)

2. или воткните наконечник в очиститель для сухих наконечников Hakko 599B

3. или окуните наконечник в химическую пасту FS-100, не содержащую свинца, затем воткните наконечник в 599B (# 2), чтобы удалить пасту и окисление наконечника

4. или окуните наконечник в химическую пасту без свинца FS-100 (# 3), затем вставьте наконечник между вращающимися щетками полировщика наконечников Hakko FT-700

Ни один другой производитель паяльников не предлагает столь широкий спектр методов очистки жала, специально предназначенных для бессвинцовой пайки.

(19) Безопасна ли химическая паста Hakko FS-100 в использовании?

ДА. Химическая паста Hakko FS-100 НЕ содержит диаммонийфосфат, который является побочным продуктом аммиака и фосфорной кислоты, которые присутствуют в других марках. Паста не повредит наконечник, а печатная плата не подвергнется коррозии из-за остатков флюса (паста соответствует методу испытаний JIS-Z-3197 6.6.1.)

Для повышения эффективности используйте химическую пасту FS-100 в сочетании с полировщиком наконечников Hakko FT-700.

(20) Будет ли Hakko HJ3100 извлекать пары свинца?

Нет и никогда не было необходимости извлекать «пары свинца» из воздуха при пайке. Дым является побочным продуктом частичного сгорания паяльного флюса. Больше не надо. Не менее. Свинец не испаряется при температуре пайки.

Для получения дополнительной информации об удалении дыма и бессвинцовой пайке НАЖМИТЕ ЗДЕСЬ

(21) Могу ли я переделать бессвинцовую плату горячим воздухом?

Да, но имейте в виду, что пайка горячим воздухом с использованием бессвинцовых сплавов может потребовать более высокой температуры воздуха, что может вызвать повреждение пластиковых корпусов компонентов, вызвать деформацию платы и привести к проблемам с паяемой поверхностью.Таким образом, важно знать температуру плавления бессвинцового сплава, поскольку многие компоненты и материалы не могут выдерживать очень высокую пиковую температуру (> 260 ° C) некоторых сплавов олово-серебро и олово-медь.

Для получения дополнительной информации о доработке горячим воздухом НАЖМИТЕ ЗДЕСЬ

(22) Почему при использовании бессвинцового припоя происходит так много разбрызгивания припоя и флюса?

Распыление флюса связано с составом используемого флюса.В бессвинцовых припоях обычно используется очень активный флюс для улучшения смачивания. Эти очень агрессивные флюсы реагируют на высокие температуры, как капли холодной воды на горячей сковороде. Флюс в порошковом припое резко расширяется и прорывается через припой. Это явление также может происходить с флюсами на основе канифоли, но обычно только при высоких температурах, и не обязательно со всеми флюсами канифоли (активаторы и химические составы различаются у разных производителей флюсов). Независимо от используемого флюса, как правило, тем выше температура, тем больше брызг можно ожидать.

Устройство подачи припоя Hakko 375 с V-образной канавкой

Компания Hakko решила эту проблему с помощью устройства подачи припоя «375» с V-образной канавкой. «375» прорезает V-образную канавку в припое с флюсовой сердцевиной, предотвращая расширение флюса в припое и разрыв. Этот инновационный процесс показал уменьшение разбрызгивания припоя и флюса при одновременном улучшении растекаемости припоя (см. График ниже.)

Примечание: Hakko «375» в настоящее время недоступен в Северной Америке.

(23) Чем отличается паяльная станция Hakko 936 от станции FM-202 при пайке бессвинцового припоя?

Hakko FM-202 (утюг FM-2021) имеет встроенный нагреватель, датчик и наконечник. Он меньше по размеру и обеспечивает более высокую эффективность восстановления тепла, чем обычные паяльники (т.е.Утюги 907 и 908, используемые с паяльной станцией 936). Чтобы проиллюстрировать этот факт, было проведено сравнение показателей рекуперации тепла у утюгов FM-2021 (станция FM-202) и утюгов 907 и 908 (станция 936).

Датчик был прикреплен к точкам пайки 1, 4 и 7 на печатной плате (см. Фото ниже), затем последовательно припаяны семь точек на плате (с помощью утюгов FM-2021, 907 и 908) в трех (3 ) секундные интервалы. Одновременно измерялись температурные изменения точек пайки и жала паяльника.

Рисунок 5

На рисунке 5 показано, что FM-2021 имеет самую высокую температуру точки пайки, которая остается постоянной даже при непрерывной пайке. С другой стороны, падение температуры «907» по сравнению с «908» было значительным. «908» имеет большую теплоемкость, чем «907».

Температура точки пайки зависит от области пайки.Некоторые области можно удовлетворительно припаять с помощью «907», если перепад температуры в точке пайки небольшой. Но, как показано на Рисунке 5, FM-202 (чугун FM-2021) явно имеет лучшее тепловое восстановление.

(24) Мне сказали, что дым и пары от пайки бессвинцовых припоев с порошковой проволокой более опасны, чем оловянно-свинцовые припои. Это правда?

Вдыхание паров флюса, будь то бессвинцовый или оловянно-свинцовый припой, не в интересах здоровья органов дыхания, и его следует избегать.Хотя более агрессивный (кислотный) флюс является популярным методом, используемым производителями припоев для увеличения смачивания их бессвинцовых сплавов, во многих случаях флюс в их бессвинцовых припоях такой же, как и в некоторых из их оловянных припоев. свинцовый припой. Независимо от того, выполняете ли вы пайку бессвинцовым припоем или оловянно-свинцовым припоем, следует использовать высокоэффективную систему удаления дыма и дыма.

Дыши легко. Для высокоэффективной системы удаления дыма и дыма Hakko FA-430 — лучшая система удаления дыма за ваши деньги.

FA-430 — это система с большим потоком и низким вакуумом, в которой используется трехступенчатый процесс фильтрации, который включает (1) предварительный фильтр для удаления крупных частиц диаметром до 30 микрон (2) HEPA ( High Efficiency Particulate Air), который состоит из гофрированного бумажного носителя из стекловолокна, обеспечивающего наибольшую площадь поверхности в объеме корпуса фильтра, и (3) фильтр с активированным углем, встроенный в фильтр HEPA, который предназначен для последняя жизнь HEPA.

Используйте FA-430 с системами гибких воздуховодов Loc-Line, и вредный дым и пары удаляются непосредственно у источника. Гибкие сегментированные шланги закрываются круглой или прямоугольной насадкой / колпаком и могут быть размещены рядом с рабочей зоной и при необходимости перемещены в сторону. Системы также защищены от электростатического разряда.

Для получения дополнительной информации НАЖМИТЕ ЗДЕСЬ

(25) Какого финансового воздействия в $ $ $ мы можем ожидать, когда перейдем от оловянного к бессвинцовому процессу?

Можно ожидать, что затраты на сборочное производство вырастут, а в некоторых областях — значительно.Бессвинцовый припой стоит недешево. По сравнению с оловянно-свинцовым припоем, бессвинцовый припой очень дорог. Затем вам нужно будет использовать платы, компоненты, не содержащие свинца, и, возможно, инвестировать в новое оборудование, совместимое с бессвинцовой пайкой (например, печи оплавления, азотные системы, парофазные системы, системы / ванны для пайки волной припоя и т. Д.). Этот список можно продолжить.

На протяжении многих лет агенты по закупкам привыкли год за годом снижать стоимость товаров. Это мышление нужно будет изменить с помощью Pb-Free.Экологичное производство имеет свою цену.

ВОЛНА ПАЙКА

Пайка волной пайки пострадает больше всего. Сплавы Sn-Ag-Cu (олово-серебро-медь) и Sn-Cu (олово-медь) являются двумя распространенными бессвинцовыми припоями. Растворение меди в бессвинцовых сплавах потребует более тщательного обслуживания ванны с припоем.

Интерметаллический припой Sn-Pb (олово-свинец) всплывает и легко удаляется. С другой стороны, интерметаллиды Sn-Cu (олово-медь) тонут и рассеиваются через бессвинцовый сплав в электролизере, в результате чего волновые перегородки котла показывают вялый поток.Это скопление меди в емкости потребует более частого слива и пополнения емкости. Затраты на отходы и пополнение могут быть высокими, особенно если вы много пайка волной.

Чтобы усложнить описанный выше сценарий, по мере увеличения количества бессвинцовых сборок, вероятно, будет использоваться все больше и больше медных плат. Это приведет к еще большему растворению меди в ванне с припоем.

Кроме того, для бессвинцовых сплавов требуются повышенные температуры процесса, что потребует больше энергии.На некоторых объектах потребление энергии может увеличиться на 25%.

РУЧНАЯ ПАЙКА

Стоимость ручной пайки также увеличится. Как объяснялось в вопросах 2, 8, 9 и 13 выше, срок службы жала паяльника будет меньше, чем при пайке оловянно-свинцовым припоем.

Hakko решила эту проблему, выпустив бессвинцовые наконечники с толстым железным (Fe) покрытием. Это, в сочетании с превосходным тепловым КПД и восстановлением утюгов / станций Hakko, помогает предотвратить необходимость повышения температуры паяльника, обеспечивая при этом более высокую производительность и более длительный срок службы жала, чем у многих конкурирующих брендов.Но не ждите, что ни один наконечник прослужит так долго, как когда-то при пайке оловянно-свинцовым припоем.

Вы можете увеличить срок службы жала паяльника самостоятельно, просто поддерживая его в ЧИСТОМ состоянии. Это поможет снизить стоимость чаевых. Конечно, поддержание чистоты наконечника — это то, что может контролировать только оператор. (См. Вопрос №1 выше)

(26) Имеется ли в наличии установка горячего воздуха Hakko, сертифицированная для более высоких температур для бессвинцовой доработки?

С бессвинцовым припоем вы будете паять при температуре, очень близкой к температуре, которую вы использовали с припоями Sn / Pb.