Бессвинцовые технологии пайки: припои sac и электропроводящие клеи

Содержание

Влияние на здоровье

Ограниченные возможности применения бессвинцовых припоев в радиоэлектронике, их не очень хорошая смачиваемость и необычная температура плавления вызывают недовольство у многих паяльщиков.

Бессвинцовые технологии пайки: припои sac и электропроводящие клеиБезопасность оловянных сплавов они ставят под сомнение. Мнение некоторых практиков сводится к тому, что неудобств много, а вред для человека все равно имеет место быть.

Олово, входящее в бессвинцовые припои, обладает токсичностью в случае, если частички попадают в легкие. Олово кипит при температуре 2600°. Это очень высокий показатель, который в процессе пайки, конечно, не достигается. Следовательно, выделение паров олова при спаивании деталей не происходит.

Сам по себе металл не представляет опасности. Олово разрешено к применению в пищевой промышленности. Следовательно, мнение о токсичности бессвинцовых припоев не оправдано.

Пайка с бессвинцовым припоем обычно проводится по известной схеме. Поверхность деталей следует хорошо почистить, расплавить выбранный припой, распределить его на спаиваемой зоне.

Особое внимание нужно обратить на температуру нагрева. Припои без свинца плавятся при меньшей температуре

После охлаждения нужно проверить качество полученного соединения.

Пример использования — ремонт обогрева заднего стекла

Одно из основных предназначений клея Контактол — ремонт нитей системы обогрева заднего стекла автомобиля. При наличии этого высокотехнологичного состава устранить неисправность сможет каждый автолюбитель.

Для получения желаемого результата рекомендуем воспользоваться следующей инструкцией:

  1. Определяем место разрыва нити;
  2. Слегка зачищаем проблемный участок наждачкой-нулевкой, протираем растворителем;
  3. Устанавливаем некое подобие трафарета — непосредственно над нитью и под ней приклеиваем скотч или малярную ленту;
  4. Тщательно перемешиваем содержимое колбочки в течение нескольких секунд;
  5. Наносим клеящий состав на участок разрыва равномерным слоем;
  6. Спустя 30 минут убираем скотч и при наличии возможности подсушиваем место склеивания феном;
  7. После полного высыхания клея (24 часа) можно пользоваться обогревом стекла.

ВИДЕО ИНСТРУКЦИЯ

Обзор аналогов клея Контактол

В продаже встречаются и другие марки токопроводящего клея, вот наиболее известные:

Советуем изучить — Электрические регуляторы косвенного действия

ASTROhim — аналог клея Контактол, предназначен для восстановления нитей обогрева заднего стекла автомобиля. Устраняет повреждения длиной до двух сантиметров. Кроме клея в комплект также входит самоклеящийся трафарет для нанесения состава. Колбочка с 2 миллилитрами клея стоит порядка 150-200 рублей.

Mechanic MCN-DJ002 — токопроводящая паста-краска на основе серебра, предназначенная для ремонта электроники, восстановления поврежденных дорожек на платах и т.п. Продается в шприце объемом 0,7 мл, стоит около 300 рублей.

Permatex PR-21351 — токопроводящий двухкомпонентный клей. Разработан специально для восстановления нитей обогрева стекла. Состав устойчив к перепадам температур и воздействию ультрафиолета. Упаковка клея Permatex объемом 1,4 мл (0,8 мл + 0,6 мл) стоит порядка 250 рублей.

Кстати, приготовить токопроводящий клей можно и самостоятельно из обычного секундного супер-клея. Достаточно добавить в него графитовый порошок в соотношении 1 к 1 и размешать до однородной массы. Для получения графитового наполнителя достаточно взять стержень от простого карандаша и настрогать ножом

Подготовка проводов к спаиванию

Спаиваемые провода требуют подготовки. Для ее выполнения необходимо соблюдать следующие правила:

  1. Запрещена пайка проводов, находящихся под напряжением. Возникает риск короткого замыкания на корпус паяльника.
  2. С токоведущих жил снимается изоляция. Здесь пригодятся кусачки или нож. Все зависит от сечения и типа проводки.
  3. Если необходимо припаять тонкие слаботочные жилы, достаточно снять 15-20 мм изоляции. В компактных электронных устройствах хватит 1-2 мм.
  4. При пайке в распределительной коробке провод зачищается не менее чем на 50 мм. Затем выполняется скрутка, далее сама пайка.
  5. Если соединяемые проводники слишком грязные и окисленные, то флюс не поможет. Придется снять загрязнение при помощи ножа или надфиля.
  6. Для пайки эмалированных проводов с них следует снять изоляцию. Она легко удаляется с помощью ножа, надфиля или пламени зажигалки.

Бессвинцовые припои

В связи с повышением внимания общества к вопросам экологии теперь при выборе припоев более серьёзно учитывают токсичность его компонентов. В электротехнике и электронике (особенно в бытовой) всё чаще используют бессвинцовые припои.

Уход от свинцовосодержащих припоев также обусловлен негативным влиянием свинца на прочность соединения с контактами, покрытыми золотом.

Импортные флюсы

IF 8001 Interflux – один из лучших флюсов для бессвинцовой пайки SMD компонентов, в том числе и работы с BGA чипами. Довольно дорогой. Не требует смывания.

IF 8300 BGA Interflux (30cc) – для пайки корпусов BGA. Представляет собой гель. Без вредного галогена.

IF 9007 Interflux BGA – паяльная безотмывочная паста для пайки свинцовым припоем. После работы оставляет едва заметный слой флюса с высоким удельным сопротивлением.

FMKANC32-005 – крем слабоактивированный безотмывочный. Показывает хорошие результаты при пайке BGA чипов и работе с инфракрасными паяльными станциями.

Классификация импортных флюсов

Нередко в маркировке импортных флюсов можно встретить маркировочные символы. Рассмотрим ниже их обозначение.

«R» — канифоль, которая идет либо в чистом виде, либо в виде раствора (спирто-канифоль). Химически пассивный флюс, поэтому перед применением требует ручной зачистки поверхности спаиваемых компонентов от окислов. После окончания работ требует отмывки спиртом или ацетоном.

«RMA» — флюс на основе канифоли с небольшим добавлением активаторов (органических кислот и их соединениями). При термической обработке кислотосодержащие активаторы испаряются. Для их применения необходима вытяжка. Оптимальная пайка достигается с использованием горячего воздуха.

«RA» — активированная канифоль. По заверению производителей из-за низкой активности кислот не оказывает коррозийных процессов на место пайки, поэтому не требует отмывки. Мы бы все таки рекомендовали после работы с ним использовать слабый раствор щелочи или спирт для отмывки, если речь не идет о BGA пайке!

«SRA» — кислотные флюсы активного действия для пайки нержавеющей стали, никеля. В электронике практически не используются из-за разрушающего действия кислот. После пайки таким флюсом изделие нуждается в тщательной отмывке спиртом или ацетоном.

Так же нередко к импортным флюсам к названию добавляют надпись «no clean», которая означает, что данный флюс не требует смывки. Такие флюсы нередко применяют при пайке радиокомпонентов, где очистка после пайки деталей затруднена физически. Например, при пайке BGA микросхем.

Как сделать токопроводящий клей своими руками?

Далее будут приведены несколько простых рецептов изготовления токопроводящего клея, геля или смазки. Ничего сложного в этом процессе нет. Единственная сложность заключается в поиске необходимых составляющих такого клея для контактов.

Рецепт первый

Этот рецепт изготовления токопроводящего клея своими руками является самым простым. Людям, которым не очень хочется проводить много времени за его изготовлением, этот способ подойдёт точно. Итак, за основу токопроводящего клея будет взят обычный суперклей в тюбике. Его можно приобрести во многих хозяйственных магазинах и на рынках. У суперклея есть определённые особенности, которые обеспечат создание токопроводящего клея. Во-первых, в суперклее крайне хорошо разводится порошок графита. Во-вторых, следует отметить, что в больших объёмах этот клей довольно медленно затвердевает.

Как уже стало понятно из вышеуказанного, для изготовления токопроводящего клея понадобится порошок графита. Не стоит ломать голову насчёт того, где его можно достать, так как его легко получить, измельчив стержень обычного простого карандаша. Для этого можно использовать наждачную бумагу или напильник.

Свойства оловянно-свинцовых припоев

Наиболее важное свойство припоев — сопротивление срезу, так как большинство паяных соединений работает на срез. Оловянно-свинцовые припои марок ПОС 18, ПОС 30, ПОС 40 имеют более высокое сопротивление срезу, чем чистые олово и свинец, и потому применение их для получения прочного шва дает более хорошие результаты

Популярные статьи  Преобразователь частоты — векторный, однофазный, схемы и инструкции

Оловянно-свинцовые припои марок ПОС 18, ПОС 30, ПОС 40 имеют более высокое сопротивление срезу, чем чистые олово и свинец, и потому применение их для получения прочного шва дает более хорошие результаты.

Припои должны обладать как высоким сопротивлением разрыву, так и максимальной вязкостью. По данным таблицы можно установить взаимозаменяемость высокооловянных и малооловянных припоев. Например, припой ПОС 18 в отношении вязкости несколько лучше припоя ПОС 40, причем незначительно отличается от последнего по прочности. Припой ПОС 50 вполне может быть заменен припоем ПОС 40 и ПОС 30. Знания твердости важны в том отношении, что более твердые припои лучше сопротивляются истиранию, чем мягкие.

Поэтому все преимущества в этом отношении будут за припоем ПОСС 4-6. Остальные припои (ПОС 18, ПОС 30 и ПОС 40) имеют несколько меньшую твердость. Ударная вязкость (сопротивление удару) имеет наибольшее значение для чистого олова, но припой ПОС 40 и ПОС 30 немногим отличается в этом отношении от олова. Поэтому припой ПОС 40 может быть применен в особых случаях, где места спайки подвергаются сильной вибрации. Для обычных условий работы, при небольших вибрациях, применяют припой ПОС 18.

Температура плавления припоя имеет тоже большое значение: от нее зависит выбор метода паяния. Наиболее низкой температурой плавления обладает припой ПОС 62, содержащий 62 % олова. Этот припой применяют в случаях, когда при паянии нельзя перегревать детали, например при соединении очень тонких проводов. Возможность применения в таких случаях тройных легкоплавких сплавов, в которых низкая точка плавления достигается добавкой третьего компонента (например, висмута), исключается, в связи с тем, что тройные сплавы не обладают такой высокой вязкостью, как двойные сплавы.

Таблица 9

Свойства оловяино-свинцовых припоев
Марка припоя Температура
плавления,
°С
Температура начала
расплавления,
°С
Интервал
затвердения,
°С
Предел прочности
при растяжении,
кгс\мм2
Относительное
удлинение
0,1 232 232 1,9 43
ПОС 90 222 183 39 4,3 25
ПОС 50 209 183 26 3,6 32
ПОС 40 235 183 52 3,2 63
ПОС-30 256 183 73 3,3 58
ПОС 25 265 183 82 2,8 52,1
ПОС 18 277 183 94 2,8 67
ПОСС 4-6 265 245 20 5,9 23,7
С1 327 327 1,1 45

Припой ПОС 62 теперь применяют мало, так как перегрева при паянии легко избежать, применив припой ПОС 40 очень тонкого сечения, например в виде проволоки диаметром 1—2 мм. Под действием паяльника расплавление тонкой проволоки происходит быстро, вследствие чего уменьшается до минимума время воздействия высокой температуры.

Практика показала, что припой марки ПОСС 4—6 в отношении прочности спайки равноценен припою марки ПОС 30 для всех материалов, кроме оцинкованного железа и меди. При этом припой марки ПОС 40 в большинстве случаев обладает наибольшей прочностью и в этом отношении превосходит высокооловянный припой марки ПОС 62 и чистое олово. Поэтому для получения наибольшей прочности шва ни в коем случае не следует применять чистое олово.

Припой марки ПОС 18 при паянии встык дает более высокую прочность спайки, чем припой марки ПОС 40. Поэтому припой ПОС 18 применяют, когда температура плавления припоя не имеет решающего значения.

Использование ПОС

Первооткрыватели этого сплава были приятно удивлены, что он превращается в расплавленное состояние при меньшей температуре, а эвтектическая смесь способна играть роль растворителя для добавленного металла. Так и были разработаны самые первые марки припоев ПОС.

Свинцовые варианты

Такие смеси с содержанием свинца, отличаются мягкостью, быстрым расплавлением и лёгкой обработкой, поэтому получили название свинецсодержащие припои. Они вредны, поэтому были запрещены для использования во время спайки элементов электрических приборов по всему миру. Процент содержание кадмия, ртути, а также аналогичных вредоносных компонентов в оборудовании строго регламентировано и проверяется соответствующими организациями.

Что такое флюс?

   Флюс — это вспомогательный материал, который призван во время пайки удалять оксидную пленку с деталей, подвергаемых пайке, и обеспечивать хорошее смачивание поверхности детали жидким припоем. Без флюса припой может не прикрепиться к поверхности металла. Назначение флюсов: надежно защищают поверхность металла и припоя от окисления, улучшают условия смачивания металлической поверхности расплавленным припоем. Действие флюса зависит от его состава, имеемые флюсы: или растворяют окисные пленки на поверхности металла (а иногда и сам металл), или предохраняют металл от окисления при нагреве. Таким образом, флюс образует защитную пленку над местом пайки.

Флюсы для пайки

   Флюс уже содержится в современном припое в виде тонкого сердечника. При расплавлении припоя он распределяется по поверхности жидкого металла. Флюсом покрывают поверхности уже залуженных металлов также и перед их соединением (собственно пайкой). При этом флюс является ПАВ, то есть Поверхностно Активным Веществом. После соприкосновения деталей избыток флюса между ними вылезает наружу и все время испаряется потому, что температура его испарения ниже, чем у припоя.

   Флюсы бывают разные. Например, для ремонта металлической посуды пользуются «паяльной кислотой» — раствором цинка в соляной кислоте. Паять радиоконструкции с таким флюсом нельзя — со временем он разрушает пайку. Для радиомонтажа надо применять флюсы, в которых нет кислоты, например, канифоль.

Как выбрать?

Выбирать ту или иную модель бессвинцового припоя следует исходя из его химического состава. Чаще всего в химическом составе бессвинцового припоя преобладает олово, в связи с этим характеристики данного металла в большей степени, нежели чем свойства других передаются расходному материалу. Соответственно это влияет на мягкость итогового результата соединения – она достаточно высокая. Помимо этого у него значительно снижается значение температурной точки, при достижении которой материал начинает подвергаться плавлению.

Важно знать: в том случае, если в ассортименте магазина вам не удалось найти нужную модель бессвиноцового припоя, то в качестве заменителя можно использовать отечественный продукт ПСР 45, стоит отметить, что в его составе присутствует незначительная доля свинца, которая равна примерно половине одного процента от общего состава. Чем больше меди содержится в составе бессвинцового припоя, тем выше его температура плавления, а, следовательно, и твердость

Всего лишь пары процентов от общего состава достаточно для того, чтобы кардинально изменить характеристики материала

Чем больше меди содержится в составе бессвинцового припоя, тем выше его температура плавления, а, следовательно, и твердость. Всего лишь пары процентов от общего состава достаточно для того, чтобы кардинально изменить характеристики материала.

Серебро придает припою точно такие же свойства, как и медь, однако делает это в более мягком режиме. В связи с эти бессвинцовый припой с содержанием серебра продается по несколько большей цене, нежели медные варианты. Расходные материалы с содержанием редких материалов, таких как висмут и сурьма, предназначаются для сложных частных случаев и используются достаточно редко. Их цена самая высокая относительно всех других версий бессвинцого припоя.

Многие люди могут задаться вопросом: «Как выполняется пайка с использование припоя без свинца в качестве расходного материала. Стоит сказать, что процедура практически ничем не отличается от пайки с использованием классического припоя с содержанием свинца.

Предварительно нужно провести очистку рабочей поверхности и полностью высушить ее. Для этого без проблем можно использовать практически любой растворитель. Далее нужно расплавить припой на рабочую зону пайки. После чего ему необходимо самостоятельно остыть при комнатной температуре. Следующим шагом будет являться проверка получившегося соединения на прочность и качество. Основной отличительной особенностью использования бессвинцового припоя в отличие от классического, является использование особого режима подогрева.

Оборудование для пайки

С точки зрения техники, спайка проводов — это не самый простой способ подключения токоведущих жил. Для создания контакта необходимы инструменты и расходные материалы. Минимальный комплект для пайки включает:

  • паяльник и подставка;
  • припой;
  • флюс.

Однако для более продвинутого и качественного соединения также могут пригодиться:

  • паяльная паста;
  • оплетка для удаления припоя.
Популярные статьи  Что оригинальное подарить электрику?

Инструменты и расходные материалы для пайки

Паяльник электрический

Классический паяльник состоит из 4 конструктивных элементов:

  • кабель питания;
  • рукоять;
  • нагревательный элемент;
  • жало.

Питающий кабель предназначен для передачи электроэнергии от розетки к нагревательному элементу. На его конце имеется стандартная штепсельная вилка. Нагревательный элемент выполнен из нихромовой проволоки. Он крепится в рукояти из дерева или пластика обычно при помощи винта. Тепло от нагревателя передается на медное жало паяльника. Выбран именно этот металл, так как он хорошо передает тепло к месту пайки. Медное жало периодически необходимо подтачивать напильником. Это придает ему требуемую форму. В современные паяльники часто устанавливают необгораемые жала. Они не меняют формы от длительной работы и не нуждаются в обработке напильником.

Припой оловянно-свинцовый

Припой представляет собой мягкую проволоку матового серебристого цвета диаметром 0,1-6 мм. Она выполнена из сплава олова и свинца. С советских времен популярностью пользуется припой марки ПОС-60. Он оптимально подходит для пайки медных проводов. В состав ПОС-60 входит 60% олова и 40% свинца.

Существуют и другие марки припоев (ПОС-10, ПОСК, ОЦ). Они отличаются химическим составом и физическими свойствами. Например, припой ПОС-60 плавится при температуре 183°C. Для работы с ним жало паяльника необходимо разогреть до температуры 200-240°C. Припой ПОС-15 плавится при 280°C. Паяльник придется разогреть до более высоких температур.

Флюс для медных проводов

Без флюса не получится выполнить качественное соединение. Он предназначен для подготовки спаиваемых поверхностей к лужению припоем. Флюс растворяет жиры и оксидную пленку, которые всегда присутствуют на медных жилах.

Флюсы бывают 3 видов:

  • твердые;
  • жидкие;
  • пастообразные.

Жидкие флюсы выпускаются в виде баночек с кисточкой. Формат такой же, как у женского лака для ногтей. С помощью кисточки удобно наносить жидкий флюс на электропроводку или иное место пайки.

Пастообразные флюсы представляют смесь жидких и твердых. Нередко в состав входит вазелин и различные жиры. Такой флюс удобно наносить на место пайки при помощи зубочистки или спички. Также практикуется простое окунание зачищенного провода в смесь.

Паяльные пасты

Под паяльными пастами принято называть или пастообразные флюсы или готовый состав для пайки, в котором уже содержится припой. Использование данной смеси упрощает процесс пайки. В составе паяльных паст присутствует флюс и мелкодисперсный припой. Их соотношение подобрано оптимальным образом. Поэтому нет необходимости самостоятельно брать на жало нужное количество припоя и канифоли.

Паяльная паста Mechanic XGSP-50

Паяльные пасты используются преимущественно для работы с smd радиодеталями. Обычно с их помощью не паяют проводку, но в теории это вполне возможно.

Подставка для горячего паяльника

Во время работы паяльник не всегда находится в руках. Он может быть отложен в сторону, например, для скручивания проводов в распредкоробке. Паяльник горячий, его нельзя класть на горючие или плавящиеся материалы. Поэтому для безопасной работы необходима жаростойкая подставка.

Иногда она идет в комплекте с паяльником. Хотя ее отсутствие в коробке не критично. Большинство радиолюбителей и электриков изготавливают подставку своими руками. В самодельном варианте можно удобно и под свою руку расположить баночку с канифолью, припоем и некоторыми мелкими инструментами для пайки.

Оплетка для удаления лишнего припоя

Оплетка не является обязательным атрибутом для успешной пайки. Она используется для быстрого и удобного удаления лишнего припоя.

Оплетка выполнена в виде ленты, сплетенной из тонких проволок меди. Ее ширина лежит в пределах от 2 до 10 мм. Оплетка прикладывается к месту, где набежал лишний припой. Затем она прижимается горячим жалом паяльника. Лишний припой начинает плавиться и под действием капиллярного эффекта всасываться в волокна оплетки. Принцип такой же, как если положить губку для мытья посуды в тарелку с водой. Она втянет лишнюю влагу.

Самостоятельное изготовление клея из графитовой пыли

Одним из самых доступных и распространённых способов является использование в качестве проводника графитной пыли. Для приготовления токопроводящего клея понадобятся всего два составляющих компонента – собственно графит и связующее вещество в виде любого быстросохнущего клея или лака. Приготовить графитный порошок несложно, отлично подойдут для этой цели сердечник строительного или обычного карандаша. Грифель, с помощью канцелярского ножа необходимо извлечь и растереть в мелкий порошок.

Бессвинцовые технологии пайки: припои sac и электропроводящие клеи

При использовании готового клея, нижняя часть тюбика аккуратно разворачивается и в образовавшийся проем можно добавить графитный порошок в соотношении один к одному. Смесь необходимо хорошо перемешать, воспользовавшись зубочисткой или любым другим удобным предметом. После чего, фольга нижней части тюбика обратно заворачивается и самостоятельно изготовленный электропроводящий состав готов к использованию по назначению. Преимуществом состава приготовленного на графитной основе будет быстрое время высыхания.

Кроме карандаша, для приготовления графитного порошка можно использовать изношенные меднографитовые щетки или угольный стержень из солевой батарейки. Измельчить графит можно с помощью мелкой наждачной бумаги или надфиля

Важно также помнить, что при использовании в качестве связующего элемента лака – надежность соединения будет ниже, чем при использовании готового клеевого состава. С добавлением в состав медного порошка существенно повышается электропроводимость. Сфера применения самостоятельно приготовленного электропроводящего состава довольно обширна

К примеру, клей универсальный токопроводный восстанавливает дорожки платы пульта дистанционного управления, компьютерной клавиатуры – везде, где нет возможности использования паяльника. Часто применяется автолюбителями, при необходимости восстановления контактов обогрева заднего стекла

Сфера применения самостоятельно приготовленного электропроводящего состава довольно обширна. К примеру, клей универсальный токопроводный восстанавливает дорожки платы пульта дистанционного управления, компьютерной клавиатуры – везде, где нет возможности использования паяльника. Часто применяется автолюбителями, при необходимости восстановления контактов обогрева заднего стекла.

Как сделать электропроводящий клей из грифеля от карандаша показано в этом видео:

https://youtube.com/watch?v=zzAKl73vbU0

Общие требования

Бессвинцовые технологии пайки: припои sac и электропроводящие клеиКоличество композиций металлов, не включающих свинец, постоянно увеличивается. Благодаря многолетнему применению на практике, известность получили несколько основных составов. Для многих из них характерно явление эвтектики.

Оно заключается в том, что температура плавления сплава с тщательно подобранным соотношением металлических компонентов ниже, чем у любой другой смеси выбранных металлов. Эвтектические качества бессвинцового припоя позволяют снижать температуру нагрева рабочей зоны, экономить количество потребляемой электроэнергии.

Существуют общее требования к припоям без свинца – отсутствие лишних примесей. Посторонние металлы негативно влияют на качества шва:

  • если в сплавах в небольших количествах находится никель, то шов может иметь полости;
  • примеси алюминия приведут к получению тусклого и зернистого соединения;
  • железо значительно увеличивает вероятность образования окалины;
  • медь в избыточном количестве склонна увеличивать смачиваемость;
  • сурьма может вызвать образование шва, хрупкого при невысоких показателях температуры.

Важно применять припои, сделанные авторитетными производителями. На предприятиях, профессионально занимающихся получением бессвинцовых припойных сплавов, много внимания уделяется контролю чистоты всех компонентов

Качеству такой продукции можно доверять.

Температура — плавление — свинец

Плавкостью называется способность металлов при определенной температуре переходить из твердого состояния в жидкое. Эта температура называется температурой плавления. Различные металлы имеют различную, но определенную ( для данного металла) температуру плавления. Сплавы не имеют постоянной и определенной температуры плавления, она зависит от количества и свойств элементов, входящих в сплав. Так, например, если температура плавления свинца 327 С, а олова 232 С, то сплав олова ( 62 %) со свинцом ( 38 %), называемый припоем, имеет температуру плавления 183 С.

Плавкостью называется способность металлов при определенной температуре переходить из твердого состояния в жидкое. Эта температура называется температурой плавления. Различные металлы имеют различную, но определенную ( для данного металла) температуру плавления. Сплавы не имеют постоянной и определенной температуры плавления, она зависит от количества и свойств элементов, входящих в сплав. Так, например, если температура плавления свинца 327 С, а олова 232 С, то сплав олова в количестве 62 % со свинцом в количестве 38 % ( так называемый припой) имеет температуру плавления 183 С.

Плавкостью называется способность металлов при определенной температуре переходить из твердого состояния в жидкое. Эта температура называется температурой плавления. Различные металлы имеют различную, но определенную ( для данного металла) температуру плавления. Сплавы не имеют постоянной и определенной температуры плавления, она зависит от количества и свойств элементов, входящих в сплав. Так, например, если температура плавления свинца 327 С, а олова 232 С, то сплав олова ( 62 %) со свинцом ( 38 %), называемый припоем, имеет температуру плавления 183 С.

Популярные статьи  Какой выбрать опс для частного дома?

В тигельных печах обычно нет термопары или термометра для измерения температуры. О примерной температуре в печи судят по цвету нагретого керамического муфеля: темно-красное каление — 700 С, ярко-красное — 950 С, желтое — 1100 С

Через 10 — 12 мин тигель осторожно вынимают, захватив тигельными щипцами. Нужно подчеркнуть, что эту операцию целесообразно выполнять без задержки, не давая тиглю охладиться. При охлаждении металл может иногда приплавиться к тиглю и тогда его трудно извлечь, не разбив тигель

Для восстановления выбирают оксиды низкоплавких металлов ( температура плавления свинца 327 С, олова 232 С), чтобы получить расплавленный металл в лабораторных условиях.

При охлаждении металл может иногда приплавиться к тиглю и тогда его трудно извлечь, не разбив тигель. Для восстановления выбирают оксиды низкоплавких металлов ( температура плавления свинца 327 С, олова 232 С), чтобы получить расплавленный металл в лабораторных условиях.

Свинец пластичен и вязок, легко поддается обработке. Свежий разрез свинца на воздухе быстро тускнеет, так как свинец окисляется кислородом воздуха. Вследствие большой вязкости свинец трудно ломается. Механическая прочность свинца весьма невысокая. Он настолько мягок, что чертится ногтем, легко режется ножом, легко сгибается и рвется даже при сравнительно небольшом усилии. Теплопроводность свинца между 0 и 50 равна 30 ккал мчас С, теплоемкость между О и 100 равна 0 031 ккал. С, коэфициент линейного расширения равен 0 0000276 — 0 0000293, уд. Температура плавления свинца 327 5, поэтому его очень легко можно расплавить в ковше на простом очаге и отлить в любую форму. Простота обработки является наиболее ценным свойством свинца по сравнению с другими материалами.

RoHS и электронная промышленность

Ограничение по использованию свинца, стало самой большой проблемой для производителей электроники, помимо других запрещенных веществ в директиве RoHS. Почему?

Высокая температура плавления

Для бессвинцового припоя требуется высокая температура плавления — порядка 227°С, для сравнения, при традиционном оловянно-свинцовом припое, используется температура — 180°С. Все компоненты должны быть способны выдерживать такую высокую температуру, для чего необходимо полностью пересматривать процесс их разработки и производства.

Процесс смешанного типа

Поскольку для изготовления свинцовых и бессвинцовых плат требуются совершенно разные температуры, необходимо внедрение отдельных производственных линий. А это означает вложение огромных инвестиций в оборудование для местных компаний, которым необходимо запускать два разных процесса производства с использованием свинца и без него.

Проблемы в системе снабжения

Исключение свинца из производства электроники влияет и на других участников рынка. Ответственность распространяется, в том числе на поставщиков материалов. Как правило, у любого производителя электротоваров вы увидите, требование об обязательном наличии сертификатов соответствия для их поставщиков.

RoHS влияет практически на каждый аспект производства электроники. Разобравшись в производственном процессе, вы поймете, что данная директива влияет, чуть ли не на каждый этап изготовления печатной платы, включая:

Финишное покрытие печатных плат. Для большинства голых печатных плат в настоящее время используется бессвинцовое покрытие. Рынок предлагает множество вариантов, среди которых ENIG (иммерсионное золото), иммерсионный металл и HASL (выравнивание припоя горячим воздухом).
Сборка деталей. Бессвинцовый припой требует применение более высоких температур при сборке деталей платы, что имеет огромное значение при выборе необходимых компонентов во время проектирования продукта.
Срок службы. Платы, произведенные по технологии бессвинцового припоя и финишного покрытия, как правило, имеют более короткий срок службы, отчасти в связи с их повышенной чувствительностью к влажности

Это достаточно важное замечание особенно в том, случае если продукт планируется использовать в экстремальных условиях, на протяжении нескольких лет или десятилетий.

Бессвинцовые технологии пайки: припои sac и электропроводящие клеи

Печатные платы на марсоходе должны иметь срок годности в десятилетия, а не в годы.

Дополнительные рецепты

Графитовая пыль это не единственный компонент, который можно использовать для приготовления токопроводящих клеевых составов. Есть еще несколько более сложных смесей, отличающихся лучшей электропроводимостью или клеевыми свойствами:

  1. Смесь из серебряного порошка (130 г) и графитового (12 г) – это токопроводящие компоненты, а связующими выступают нитроцелюлоза (8 г), ацетон (50 г) и канифоль (3 г). В перечисленном порядке все смешивается в ступке до состояния однородной массы и клей готов. Если клей будет загустевать, то его надо разбавить ацетоном. Этот состав больше рассчитан как токопроводящий – не стоит рассчитывать, что он будет удерживать какие-либо детали как клей.
  2. Графитовый (30 г) и серебряный (70 г) порошок, ацетон (70 мл) и винилхлорида-винилацетат (60 г) – после перемешивания становятся сиропообразной токопроводящей жидкостью с клеевыми свойствами. Хранить следует в герметичной посуде, чтобы не выветрился ацетон. Им же разбавлять смесь, если она загустевает.
  3. Порошок из графитового стержня пальчиковой батарейки и цепонлак перемешиваются до получения кремообразной смеси.

III. Требования к качеству паяных соединений выводных компонентов, монтируемых в монтажные отверстия печатной платы

Определение требований к качеству паяного соединения производится с учётом Класса изделия. Все изделия разделяются на три Класса по надёжности, долговечности, сложности, функциональным требованиям и частоте обслуживания.

При запуске в производство для каждого изделия в технологической документации указывается его Класс.

  Классы аппаратуры по международному стандарту IPC– A– 610С  «Критерии качества паяных соединений»:

1 класс – бытовая электроника

 (Изделия, к которым не предъявляются высокие
требования по надежности: бытовая электроника, приборы, в которых допустимы
косметические дефекты. Основная цель – принципиальная функциональность печатной
платы).

2 класс – промышленная электроника

(Изделия
с повышенными требованиями к надежности. Системы связи и управления, другие
устройства, функционирование которых необходимо в течение длительного срока,
однако выход из строя не является критическим. Допустимы небольшие косметические
дефекты).

 3
класс – спецтехника военная,  аэро-космическая, системы жизнеобеспечения

(Изделия
с максимальными требованиями к надежности. Оборудование, которое должно
функционировать при любых обстоятельствах. Системы поддержания жизнедеятельности,
системы управления полетом и т. п. Недопустимы любые отклонения от
предполагаемых   характеристик,  влияющие
на функциональность и надежность устройства).

Изделия
автомобильной электроники отнесены разработчиками изделий к 3 классу аппаратуры.

Общие требования к паяному
соединению

   Качественное паяное соединение характеризуется
гладкой, блестящей или светло-матовой без темных пятен и посторонних включений
поверхностью и проявлением смачиваемости, представленной в виде вогнутого
мениска между соединяемыми пайкой поверхностями.

  В особых случаях, например, при использовании
бессвинцовых припоев,  поверхность паяного
соединения может быть серой, матовой, зернистой.

  Переход от контактной площадки к запаиваемой
поверхности или выводу компонента должен быть плавным. Допустима видимая линия
раздела в зоне, где происходит смешивание используемого припоя с покрытием
контакта компонента или контактной площадки печатной платы, при условии, что
есть смачивание контактной поверхности припоем.

  Зарубины или царапины, мелкие раковины,
неглубокие поры в паяном соединении не должны ухудшать его целостность.

Эталон паяного соединения вывода компонента,  монтируемого в металлизированные монтажные
отверстия печатной платы

Бессвинцовые технологии пайки: припои sac и электропроводящие клеи

Примечание:  1 – кольцевая 
контактная площадка металлизированного монтажного отверстия

  • пустоты и дефекты поверхности припоя отсутствуют;
  • вывод и кольцевая контактная площадка полностью смочены припоем;
  • припой застыл тонким слоем на границе раздела контактной площадки и проводника;
  • конец вывода в припое различим;
  • галтель припоя охватывает вывод по всему диаметру;
  • галтель имеет вогнутую форму.
Рейтинг
( Пока оценок нет )
Денис Серебряков/ автор статьи
Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: