Какие металлы паяются оловом

Соединение двух и более неметаллических или металлических материалов и веществ посредством присаживаемого металла, называется пайка. Мы предлагаем рассмотреть, что такое флюс для пайки, как его можно изготовить своими руками, а также рассмотрим характеристики, и как сделать припой для меди, серебра, олова, нержавейки.

Пайка и её особенности

Чтобы получить действительно качественное соединение нужно выдержать специальную температуру в зоне шва. В среднем этот показатель варьируется в пределах 50-100 градусов. Также учитывается то, что температурный порог необходимый для того, чтобы расплавился припой, значительно выше, чем просто для плавления обрабатываемого металла. Положительные качества пайки:

• полная герметичность соединенных деталей;
• высокая прочность соединений;
• значительная экономия времени и затрачиваемых сил, в сравнении со сварочными процессами;
• на местах спайки образуется специальный слой-пленка, которая противостоит коррозии и окислению металлов.

Виды припоя

Припои – это достаточно специфический ряд веществ, которые должны соответствовать следующим условиям:

Пайка (лужение) железа. Тест флюсов.

1. Высокие показатели теплопроводности и электропроводности;
2. Хорошая прочность и высокий коэффициент растяжения;
3. Коррозионная стойкость;
4. Преобразование в жидкую среду при воздействии температуры сварки;
5. Контрастная величина остывания металла пайки и кристаллизации припоя.

Данные вещества варьируются в зависимости от температуры процесса паяния, и бывают мягкие и твердые.

Пайка мягкими припоями

Пайка мягкими припоями может осуществляться только до температуры ниже, чем 400 градусов по Цельсию. Эти вещества позволяют обеспечить образование действительно прочного и одновременно мягкого шва, который не только будет отличаться относительной гибкостью но и хорошими показателями стойкости к коррозии и физическим воздействиям.

К мягким припоям относятся:

Припой, температура работы у которого 185 ÷ 267˚С – соединяет в себе олово и свинец. Также в небольшом количестве добавляется и сурьма. Перед покупкой обязательно проверяйте ГОСТ, там указана вся информация по припою. Например, ПОС 40 – последняя цифра означает что в данном веществе содержится 40% олова, в среднем сурьмы добавляется от 3 до 5 процентов, все остальное – свинец. Данные припои используются для соединения швов, которые не нуждаются в ответственности, т.е. не нагружены, не подаются битью или постоянной вибрации.

Для пайки также применяется бессвинцовой флюс. Их еще называются малооловянистые соединения. В основном их применяют для соединения небольших плат, контактов на нежных электрических схемах и т.д. Максимально допустимая температура плавления – 330 градусов по Цельсию.

Самые нераспространенные – это припои легкоплавкового типа, температура от 60 градусов до 145. Они приобретаются для низкотемпературной пайки или очень осторожной ручной сварки. В частности, их нельзя назвать основными припоями, т.к.у них очень маленькая прочность и эластичность. Они чаще применяются для повторного или ступенчатого паяния.

Как паять металлы в домашних условиях? Ничего трудного — смотри и паяй. Секреты для начинающих.

В отдельных случаях необходимо изготовление специального состава, его свойства подгоняются непосредственно для материалов, не поддающихся пайке (это флюс для никеля, низкоуглеродистой стали, алюминия, вольфрама и чугуна).

Рассмотрим самые популярные смеси:

1. Флюсы для пайки алюминия в обязательном порядке должны быть на оловянной основе, также в них содержится бура, цинк, кадмий, но все, же олова в них содержится более чем 99 %. Цинк и кадмий необходимы для повышенной диффузии, которая способна проникнуть даже в глубинные слоя алюминия.
2. Паста-флюс или гель для пайки микросхем, также такие припои используются для печатных плат.

Для таких сплавов припои поставляются в виде разнообразных составов относительно густых, прутьев, лент и проволочных катушек (как для сварки). Также бывают чушки, которые наполовину заполнены флюсом из канифоли.

Твердые припои для пайки

Состав флюсов для пайки твердым припоем используется соединения проблемных мест, которые все время поддаются негативному воздействию окружающей среды (вибрации, перепады температур, удары и прочее). В основном это составы для высокотемпературной пайки, о т 400 градусов по Цельсию и выше. К ним относятся:

1. Припой для твердого сплава из меди и цинка (до 1000);
2. Фосфор и медь (до 900 градусов);
3. Чистая медь применятся для процесса пайки высокоуглеродистого железа;
4. Флюс безотмывочный, для пайки серебром (до 800 градусов включительно).

У твердоплавких припоев также есть свое распределение, они бывают тугоплавкими, с температурой для плавки от 850 градусов, и легкопавкие – с показателем выше данного температурного режима.

Нужно отметить, что смесь меди (используются марки М21, М11 и прочие) и цинка недостаточно распространена, из-за низких показателей прочности и относительно дорогой стоимости в большинстве случаев её успешно может заменить припой из бронзы с цинком или латуни.

Припои медно-фосфорного типа – это заменители очень дорогих серебряных флюсов. Они незаменимы при соединении медных металлов, бронзы, латуни и прочих соединений металлов, которые не должны работать на сгибы или ударные нагрузки. К слову, этот сплав еще называется припой для бесфлюсовой пайки (но не для меди).

Категорически запрещено использовать данные сплавы для пайки железа, черных металлов, низкоуглеродных сталей, т.к. при температурном воздействии и соединении с медью или фосфором образуется очень хрупкий химический элемент – фосфиды железа, который поспособствует тому, что шов разойдется.

Из-за металлофосфористых припоев образуются фосфиды железа, которые являются члишком хрупкими соединениями, и способствуют понижению качества металла, их не советуют использовать для пайки железа.

Видео: Приготовление паяльного флюса своими руками

Самым лучшим вариантом для таких спаечных процессов является серебряные припои. Они наиболее дорогостоящие. И используются также для соединения проводов, капиллярной сетки из проводов, и очень сложных плат из серебряных компонентов.

Прочие типы флюса

1. Флюсы с ярко выраженными антикоррозийными свойствами. Это соединения на основе кислоты фосфора и растворителя, которые при взаимодействии образовывают органические соединения. Их очень выгодно использовать, потому что после процесса пайки не нужно использовать специальные очистители;
2. Жидкие флюсы из салициловой кислоты, вазелина, золота и этилового спирта. Это самое удобное соединение для радиаторов, спайки электрических проводов. Этот флюс обеспечивает высокую чистоту шва и его аккуратность;
3. Для того чтобы изготовить нейтральный флюс для электрических приборов, отличающихся повышенными требованиями к точности (реле времени, выключатели, для соединения контактов мобильных телефонов, и т.д.) понадобится соединения канифоли с воздухом. Канифоль очень низкоактивна и её следует применять только на подготовленных металлах, предварительно очищенных и залуженных;
4. Активированные флюсы – это бура и канифоль. В большинстве случаев она используется для водопроводных соединений и пайки медных труб. Главным отличием является тот факт, что бура плавится при температуре от 70 градусов, при этом, не выделяя абсолютно никаких вредных соединений. Это только одна разновидность;
5. Еще для того, чтобы приготовить активированные флюсы можно использовать такой рецепт: смешиваем канифоль, анилин, добавляем немного ангидрида, салициловой кислоты и диэтиламина. Это неплохой вариант изготовления пайки для монтажных скреплений.

Общие советы по флюсам

Самодельный флюс для пайки – это не всегда выгодный вариант, иногда его действительно выгоднее купить, тем более, что в большинстве случаев цена позволяет, скажем, smd или bga. На данный момент более сотни отечественных компаний производят флюсы и смеси для пайки и сварки, среди которых мы можем посоветовать лти 120, Brazetec, harris, rma, sanha, welco (в среднем стоимость от 80 рублей).

Продажа осуществляется в любом магазине электрических приборов и рынке во все городах: Екатеринбурге, Минске, Москве, Новосибирске, Харькове, Челябинске Ростове-на-Дону.

Нужно отметить, что в любом случае во время процесса сварки или пайки выделяются газы, которые могут навредить организму, но если пользоваться профессиональными смесями это вред будет гораздо ниже, поэтому остановите свой выбор на известных марках.

Источник: www.asutpp.ru

Температура плавления олова в градусах – от А до Я

Соединение пайкой — распространенные метод сборки электронных элементов на платах. Применение припоям находится в трубопроводных системах, бытовых и промышленных электрических сетях. За счет прочного соединения гарантируется идеальный контакт или герметичность стыков. В процессе задействован припой — один или несколько металлов с относительно низкой температурой плавления. Рассмотрим виды и технические характеристики данных металлов, в частности олово.

При какой температуре плавится олово

Олово входит в группу легких металлов по таблице Менделеева. Имеет хорошую ковкость, при размещении заготовки с подобным покрытием в условиях улицы на поверхности сформируется защитная оксидная пленка.

Температура плавления чистого олова для пайки составляет 231 градус Цельсия.

Чаще всего в промышленности и быту применяется не чистый металл, а сплав с другими, подобными ему по температуре плавки и свойствам.

Виды олова для пайки

Для группы припоев существует аббревиатура ПОС — припои оловянно свинцовые. Различие марок — в пропорциональном содержании металлов, наличии дополнительных элементов для повышения качества материала прутков.

По порогу плавления виды олова различают на низкотемпературные припои и высокотемпературные. В зависимости от температуры рабочей среды, применение находят обе группы материалов.

Изготовление припоев

В процессе производства припоев кроме Sn задействованы:

В зависимости от процентного соотношения металлов в готовых марках припоев, варьируется мягкость сплава. Также меняется:

• температура плавления;
• прочность соединения;
• практическая применяемость.

Низкотемпературные припои находят свое применение в радиотехнике и электронике. Это связано с технологической особенностью при сборке и ремонте плат. Некоторые элементы при значительном перегреве могут выйти из строя. Поэтому соединение платы и компонента обязательно производится низкотемпературным сплавом.

1. ПОС 60 задействуют для лужения, его температура плавления — 270 градусов.
2. Температура плавления в 238 градусов обозначена для ПОС 40. Сплав находит применение в радиотехнике.

Разберем марки чистого металла и получаемых на его основе сплавов.

Марки

Промышленность выпускает следующие разновидности чистого металла:

Из чистого продукта промышленность выпускает сплавы, отличие — физические характеристики, в том числе температура плавления, прочность, количество примесей.

На заметку. Температура плавления свинца достаточно низкая и за счет этого олово легко образует сплав с ним. Наиболее популярные и известные обывателю соединения свинца и олова: ПОС 30, ПОС 60 и подобные припои, производимые промышленностью.

Сплавы на основе олова

Включение в сплав того или иного металла напрямую зависит от сферы применения готового продукта. Выделяются две группы:

1. Низкотемпературные. Сюда входят комбинации олова со свинцом, кадмием, цинком, сурьмой. Температура плавления таких сплавов олова — до 300 градусов.

Это мягкий материал, который чаще задействуется в креплениях узлов без динамических нагрузок на отрыв и растяжение.

1. Высокотемпературные сплавы олова становятся подвижными после 300, до 600 градусов. Чаще всего это сплавы с долей серебра, меди, цинка. Тугоплавкий материал прочнее и требует более сложной технологии для качественного применения на практике.

На заметку. Для сравнения, чтобы паять мягкими сплавами в бытовых целях достаточно паяльника в 40-80 Вт. Для твердых сплавов потребуется горелка или фен с порогом нагрева 600-700 градусов.

Температура плавления припоев

Важный показатель — температура плавления олова и сплавов для пайки. Таблица поможет производить подбор прутков для проведения работ, требующих определенного порога нагрева. Например, микросхемы и платы майнингового оборудования прослужат значительно дольше, если в производстве применяется подходящий припой.

Температура плавления припоя указывается в диапазоне:

Свойства

Олово — элемент периодической системы с хорошо изученными свойствами. Для правильного применения важно знать все особенности металла.

Химические

Как представитель группы легких металлов, олово имеет:

• t кипения — 2630 градусов;
• плотность кубометра — 7300 кг.

Материал очень теплоемкий, что позволяет активно передавать тепловую энергию.

Металлическое олово

Нахождение в среде с комнатной температурой делает металл невосприимчивым к воздействию с водой или воздухом. Процессы окисления значительно активизируются при повышении температуры до 150 градусов и выше.

Металл не стойкий к кислотам, реагирует или растворяется, в зависимости от кислоты. Это важно помнить при использовании материала в контакте с агрессивными средами.

Олово II

При нахождении на воздухе активно происходят окислительные процессы. Оксид олова, благодаря хорошей восстановительной способности, задействуется как сырье или исходный продукт для получения иных соединений олова.

Олово IV

Вещество получается за счет процесса окисления в среде кислорода.

Олово с валентностью 4 является основателем большого сегмента оловоорганических производных. Одно из применений — пестициды.

Физические

Отличительные черты олова:

• наличие металлического блеска, непрозрачность;
• серо-белый оттенок;
• характерная ковкость;
• высокая проводимость электричества и теплопроводность.

Серое и белое олово

Две разновидности отличаются физическими свойствами: первое диамагнетик. второе парамагнетик.

Кристаллическая модификация, за счет которой и происходит деление на белое и серое олово, может меняться. При охлаждении белого происходит преобразование кристаллической решетки с изменение в серую форму металла.

Соприкосновение двух видов олова ускоряет изменение кристаллов — белое быстрее преобразуется в серое. Явление получило название «оловяной чумы». Из-за активного изменения кристаллической структуры, происходит разрушение металла. Это является причиной разрушения предметов из данного материала, а так же ряда исторических событий.

В трудах историков можно найти упоминания об утраченных оловянных пуговицах на кителях военных в армии Наполеона. Суровая российская зима запустила «оловяную чуму» и оловянный элемент одежды превращался в пыль.

Изотопы

Олово имеет самое большое число стабильных изотопов. Отдельные изотопы применяются в спектроскопии, для гаммо-резонансного анализа.

Оптические

Олово умеренно анизотропично. Не является флуоресцентным веществом и не плеохроирует.

Кристаллографические

• тетрагональная сингония;
• в пространственной группировке — I 41/amd
• в точечной — 4/mmm.

История и происхождение названия

Первые упоминания о данном металле датируются 4 тысячелетием до нашей эры. В переводе с латиницы станнум — прочный. Название за металлом закрепилось с 4 века н.э. в применении к сплаву металла со свинцом.

Нахождение в природе

Месторождения

Мировое значение имеют районы добычи олова в Китае и юго-восточной части Азии. Разведанные запасы имеются в Южной Америке, Австралии. Для РФ места залегания оловосодержащих руд — Хабаровский край, Чукотка, Приморье.

Распространенность в природе

Формы нахождения

Несмотря на то, что в породе или минеральных соединениях олово имеет рассеянную форму, встречается минеральный формат промышленной концентрации. Данная форма нахождения перспективна для добычи и переработки.

Твердая фаза минералы

Один из наглядных примеров — в виде кристаллов касситерита.

Присутствие в минералах-концентраторах сопровождается сопутствием железа, магнетитов, турмалинов. Исследованиями доказана высокая процентная составляющая олова в гранатах — до 5.8% от общего объема минерала.

Собственно минеральные формы

Сюда относятся самородный формат и сплавы, соединения из нескольких металлов со схожими свойствами. При довольно низкой концентрации Sn, подобные образования весьма распространены. С оловом присутствуют: железо, медь, кадмий, титан и другие металлы, в том числе драгоценные.

Коллоидная форма

Данная форма является результатом естественного процесса выпадения в осадок олова при нахождении в гидротермальных растворах. Коллоидные соединения важны в геохимических процессах олова, но находятся в стадии активного изучения ведущими химиками планеты.

Формы нахождения олова в жидкой фазе

Область, которая пока еще в меньшей степени изучена. Научное сообщество разделило формы жидкого формата на классы соединений:

1. Ионных.
2. Комплексных.
3. Коллоидных.

Так как касситерит является основным «хранилищем» оловянного сырья на месторождениях, все изучения жидкой фазы металла связаны с нахождением форм данного минерала и различии их химических реакций.

Промышленные типы месторождений олова

Ученые поделили месторождения на формации:

• оловоносных и редкометальных гранитов;
• оловоносных пегматитов;
• полевошпат-кварц-касситеритовая;
• кварц-касситеритовая;
• касситерит-силикато-сульфидная;
• касситерит-сульфидная.

Принцип отнесения к формации — геохимические свойства и особенности металла.

Промышленное получение

Активно применяемые технологии в производстве металла:

1. Восстановительная плавка. В технологическом процессе задействуются отражательные печи. Температура плавления относительно низкая, олово производится в специальном шахтном оборудовании по методу плавки.
2. Рафинирование. Делится на термический процесс (нагрев) и электролитический — связанный с химическим взаимодействием руды и реагентов.

Металл легко расплавить, что уменьшает энергетические затраты на производство.

Эффекты от воздействия соединений олова

Металл в чистом виде не токсичен и может быть использован в пищевой промышленности. Основную опасность представляют соединения с оловом в виде пара, пыли. Поэтому при работе с припоями и большом количестве паек следует позаботиться о защите органов дыхания.

На здоровье человека

При обычном питании ежесуточно в организм поступает до 3.5 мг металла. Тело также содержит небольшой объем Sn, с наибольшей локализацией материала в кишечнике.

Опасность паров или пыли металла заключается в формировании станноза — болезненное поражение легочной ткани. Соединение олова с водородом — сильное отравляющее вещество.

Доза, при которой человек будет испытывать отравление — 2 г единоразового попадания металла в организм.

На окружающую среду

Сопутствующие металлы и дополнительные вредные элементы при хранении и работе в пределах 600 градусов Цельсия не выделяются в атмосферу. ПДК не превышается и соответствует стандарту ГОСТ 12.1.005-76, для атмосферы величина составляет 0,05 мг на кубометр воздуха.

Сферы применения олова

Температура плавления разных соединений олова с иными металлами позволяет задействовать материал в следующих целях:

1. Антикоррозионное покрытие черного металла (лужение).
   
2. Пайка в радиотехнике, электронике, трубопроводах, элементах охлаждения и отопления.
   
3. Спектроскопия.
4. Совместно с титаном для производства сплавов.
5. Имитация позолоты в форме дисульфида.
6. Олово как фольга (станиоль) задействовано в производстве защитных покрытий.

На заметку: Металл является основой изготовления ответственных деталей, например в измерительных приборах.

За счет четкой реакции на температуру изготавливались плавящиеся предохранители, предотвращающие разрушение электрических и электронных систем.

Низкая температура плавления сделала олово востребованным металлом в различных направлениях промышленности. Благодаря различным сплавам с другими металлами были созданы качественные припои, активно применяемые во всех современных отраслях производства.

Источник: mrmetall.ru

Припои

В начале своей радиолюбительской деятельности многие начинающие радиолюбители редко задаются вопросом о том, какие бывают припои и каковы их свойства.

Для сборки простейших самодельных устройств достаточно самого распространённого ПОС-61 или ему подобного. Как говориться: «Было бы, чем паять…»

Припой можно даже не покупать. Достаточно взять старую печатную плату от какого-нибудь электронного прибора и собрать его разогретым жалом паяльника с паяных контактов.

Особенно такой метод «добычи» актуален для тех, кто живёт вдали от городов и крупных населённых пунктов, где нет возможности побывать в магазине радиотоваров.

Припой, собранный с печатных плат

Но всё же, припой припою рознь. В своей практике человек, имеющий дело с электроникой, должен разбираться в вопросе его выбора. Поэтому рассмотрим подробно, какие бывают припои, для чего они применяются, какой из них лучше 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, т.е. такие, температура плавления которых лежит в пределах до 300 – 450°C. Мягкие припои по своей прочности уступают твёрдым, но для сборки электронных приборов применяются именно они.

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 нём могут присутствовать и легирующие металлы, но их количество в составе невелико. Примеси других металлов вводят в сплав для получения определённых характеристик (температуры плавления, пластичности, прочности, устойчивости к коррозии).

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

ПОС-40 (пруток)

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

ПОС-61 используется для лужения и пайки печатных плат радиоаппаратуры. Именно он в основном служит материалом для сборки электроники. Температура его плавления начинается со 183°C, а полное расплавление достигается при температуре в 190°C.

Производить пайку таким припоем можно с помощью обычного паяльного инструмента не боясь перегрева радиоэлементов, поскольку полное его расплавление достигается уже при 190°C.

ПОС-30,ПОС-40,ПОС-90 полностью расплавляются при температурах в 220 – 265°C. Для многих радиоэлектронных компонентов такая температура является предкритической. Поэтому для сборки самодельных электронных устройств лучше использовать ПОС-61.

Зарубежным аналогом 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 ПОС-61.

Как правило, любой припой продаётся в катушках или тюбиках по 10 ~ 100 грамм. На упаковке указывается состав сплава, например, так: Alloy 60/40 («Сплав 60/40» – он же ПОС-60). Имеет форму проволоки разного диаметра (от 0,25 до 3мм).

Также не редкость, что в его состав входит флюс (FLUX), которым заполнена сердцевина проволоки. Содержание флюса указывается в процентах (обычно от 1 до 3,5%). Такой форм-фактор очень удобен. При работе нет необходимости отдельно подавать флюс к месту пайки.

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 таком сплаве кроме свинца и олова присутствует от 0,5% до 2% сурьмы.

Припой	Начальная t° плавления (Солидус)	Полное расплавление (Ликвидус), t°
ПОССу-61-0,5	183	189
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 – 189°C.

Стоит отметить, что существует и полностью бессвинцовый оловянно-сурьмянистый припой ПОСу 95-5 (Sn 95%, Sb 5%). Температура его плавления 234 – 240°C.

Низкотемпературные припои.

Среди припоев существуют и такие, которые предназначены специально для пайки компонентов очень чувствительных к перегреву. Самым «высокотемпературным» среди низкотемпературных является ПОСК-50-18. Он имеет температуру плавления 142–145°C. 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 ему 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 – 94°C. Он предназначен для пайки меди и латуни. В составе сплава РОЗЕ олово занимает 25%, свинец – 25%, висмут – 50%. Процентное соотношение металлов в сплаве может немного отличаться.

Обычно указывается в графе «Состав» на упаковке.

Этот сплав очень популярен у радиомехаников и вообще у всех электронщиков. Применяют его для демонтажа/монтажа чувствительных к перегреву элементов. Кроме всего прочего, данный сплав идеально подходит для лужения медных дорожек только что изготовленной печатной платы.

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%). Его температура плавления 65 – 72°C. Так как в сплаве ВУДА присутствует кадмий (10%), то он токсичен, в отличие от сплава РОЗЕ.

Стоит отметить, что сплавы РОЗЕ и ВУДА достаточно дороги.

Паяльная паста.

В конце и без того длинного повествования хотелось бы немного рассказать о паяльной пасте. Используется она в основном для пайки поверхностно монтируемых компонентов (SMD’шек) и безвыводных микросхем в корпусах BGA.

На вид представляет собой серого цвета кашицу и состоит из о-о-очень мелких шариков сплава Sn62Pb36Ag2 (состав: 62% олова, 36% свинца и 2% серебра), а также безотмывочного флюса. На упаковке указывается, что флюс безотмывочный двумя буквами в названии – NC (No Clean – без очистки). Флюс, в котором содержаться шарики припоя на воздухе высыхает, поэтому пасту хранят в закрытой упаковке.

Паяльная паста Solder Plus

Применяется паяльная паста при сложном ремонте мобильных телефонов для пайки микросхем в корпусе BGA. Для её использования требуется дополнительное оборудование для ремонта сотовых телефонов, например, специальные трафареты. Стоимость такой пасты довольно высока. Да и не удивительно, ведь в её составе есть серебро.

В настоящее время в производстве электроники стали массово применяться бессвинцовые припои.

Источник: go-radio.ru

Пайка и лужение

Пайкой называют процесс соединения двух металлических частей с помощью расплавленного металла или сплава, называемого припоем и имеющего более низкую температуру плавления, чем соединяемые части. Пайку применяют для создания неразъемных соединений деталей из стали, цветных металлов и их сплавов, а также их сочетаний. Пайка распространена при выполнении электромонтажных работ, монтаже контрольно-измерительной аппаратуры, радио7 и электроприборов, изготовлении сосудов, радиаторов, твердосплавного режущего инструмента и т.п.

Процесс пайки состоит из прогрева спаиваемых частей до температуры плавления припоя, расплавления последнего, растекания и заполнения зазоров под действием капиллярных сил, диффундирования в металл с последующей кристаллизацией в паяном шве. При этом соединение деталей достигается без расплавления их кромок в результате смачивания поверхностей более легкоплавкими жидкими металлами.

Очистку поверхностей перед пайкой от окалины, оксидов, грязи и жира проводят с помощью напильников, металлических щеток, шаберов и химическими способами (травлением). После травления детали промывают и сушат. Обезжиривание осуществляют протиркой поверхности бензином, ацетоном, растворителем. Перед пайкой детали плотно подгоняют одну к другой, используя струбцины или другие приспособления.

При нагреве деталей, соединяемых пайкой, их поверхности окисляются. Для удаления оксидной пленки применяют паяльные флюсы и травильные вещества, которые растворяют оксиды, образуют легко удаляемые шлаки, способствуют лучшему смачиванию спаиваемых поверхностей расплавленным припоем и затеканию его в зазоры.

При пайке деталей из стали, бронзы и латуни используют хлористый цинк, деталей из латуни — нашатырный спирт, деталей из цинка и чугуна — соляную кислоту. После травления соляной кислотой деталь промывают в содовом растворе, а затем в чистой воде. Хлористый цинк (травленая соляная кислота) представляет собой смесь из 50 % соляной кислоты и 50 % воды, в которую добавлены небольшие кусочки и стружка цинка. Чтобы хлористый цинк был коррозионно-стойким, его разбавляют нашатырным спиртом в количестве, равном 1/3 взятого объема.

По назначению припои подразделяют на мягкие и твердые с температурой плавления соответственно 180…300 и 700…1000 °С. Мягкие припои состоят в основном из свинцово-оловянных сплавов с σв = 28…47 МПа. Кроме высокой температуры плавления твердые припои характеризуются более высокими механическими свойствами; временно’е сопротивление разрыву паяных швов 260…300 МПа.

Химический состав и область применения твердых припоев приведены в табл. 19–21, а составы флюсов — в табл. 22.

Для нагрева места пайки до рабочей температуры применяют паяльники периодического и непрерывного подогрева, паяльные лампы, газовые горелки, установки ТВЧ.

Таблица 19. Химический состав (ГОСТ 21930–76) и область применения оловянно-свинцовых припоев

Таблица 20. Химический состав (ГОСТ 23137–78) и область применения медно-цинковых припоев

Таблица 21. Химический состав (ГОСТ 19738–74) и область применения серебряных припоев

сплавов цветных металлов,

Таблица 22. Составы флюсов

Компонент	Содержание, %	Пайка деталей
Пайка мягкими припоями
Канифоль	100	Из меди и медных сплавов
Насыщенный раствор хлористого цинка в соляной кислоте	–	Из коррозионно-стойкой стали
Хлористый цинк	95	Из алюминия алюминиевым припоем
Фтористый натрий	5
Паста (насыщенный раствор цинка)	34	Паяльной лампой из меди и стали
Метанол	33
Глицерин
Пайка твердыми припоями
Бура	100	Из меди, бронзы и стали
Бура плавленая	72	Из латуни, бронзы, а также пайка серебром
Поваренная соль	14
Поташ кальцинированный
Бура плавленая	90	Из меди, стали и других металлов
Борная кислота	10
Бура плавленая	50	Из титанокарбидных твердых сплавов на режущий инструмент
Фтористый калий	40
Борная кислота	10
Бура плавленая	50	Из коррозионно-стойкой и жаропрочной сталей
Борная кислота (разведенная в растворе хлористого цинка)
Бура	60	Из чугуна
Хлористый цинк	38
Марганцево-кислый калий	2
Хлористый литий	26…35	Из алюминия и его сплавов алюминиевыми припоями
Фтористый калий	12…16
Хлористый цинк	8…15
Хлористый калий	40…59

Паяльники периодического подогрева молоткового и торцового типов изготовляют из красной меди как наиболее теплопроводной. Такой паяльник периодически подогревают паяльной лампой, газовой горелкой или в горне. К паяльникам непрерывного подогрева относятся электрические паяльники, позволяющие осуществлять пайку непрерывно; температура их рабочей части достигает 400 °С. Паяльная лампа дает возможность нагревать изделие до 700…900 °С.

Пайку низкотемпературными припоями используют для создания герметичного шва, а также соединения деталей, не требующего большой прочности. Пайку проводят следующим образом.

Поверхность очищают от грязи и коррозии шабером, напильником или надфилем до металлического блеска. Шлифовальную шкурку не применяют, так как содержащийся в ней клей загрязняет поверхность пайки. Поверхность подгоняют до плотного соединения путем гибки, правки и опиливания. Кисточкой наносят тонкий слой жидкого флюса.

Твердый флюс (канифоль) наносят на поверхность, предварительно нагретую паяльником. Деталь при пайке должна быть расположена швом вверх. Как только место прикосновения паяльником прогреется и припой растечется, медленно и равномерно перемещают паяльник без отрыва вдоль шва, давая возможность припою заполнить зазор. Припой наносится тонким и равномерным слоем без пропуска. После окончания пайки выступающие приливы опиливают напильником и поверхность зачищают шкуркой.

Пайку твердыми припоями применяют, когда необходимо получить прочный теплоустойчивый шов. Для пайки твердосплавного инструмента, когда требуется высокая прочность соединения, используют индукционный нагрев и порошковый припой ПАН-21. Место пайки нагревают до температуры плавления припоя, добавляя буру, которая, расплавляясь, способствует лучшему разливу припоя.

Пайку заканчивают, когда припой полностью зальет все места соединения. Охлаждение проводят медленно, не применяя воды. Места пайки очищают от буры, припоя и промывают. Качество пайки проверяют внешним осмотром мест соединения, обращая внимание на отсутствие раковин и пропусков в местах соединения. Прочность шва контролируют легким постукиванием соединенных деталей о металлический предмет.

Лужением называется процесс покрытия поверхностей металлических деталей тонким слоем расплавленного олова или оловянно-свинцовыми сплавами (припоями). Лужение осуществляют для защиты деталей от коррозии и окисления, подготовки поверхностей к пайке легкоплавкими припоями перед заливкой подшипников баббитом. Поверхность очищают от грязи и коррозии механическим или химическим способом. Химическую очистку применяют как для обезжиривания, так и для очистки детали от оксидов.

Лужение проводят натиранием и погружением. После механической зачистки поверхность промывают в кипящем 10 % — ном растворе каустической соды и в воде.

Непосредственно перед лужением поверхность покрывают флюсом (хлористым цинком) с помощью кисти, куска войлока или пакли и посыпают порошком нашатыря, затем нагревают до температуры плавления олова или другого сплава, который наносят на поверхность в виде кусочков или порошка. Когда припой от соприкосновения с нагретой поверхностью начнет плавиться, его растирают паклей или холщовой тряпкой, пересыпанной порошком нашатыря. Припой должен распределяться равномерным слоем по всей поверхности. При лужении погружением очищенную и протравленную деталь погружают на 1 мин в ванну с раствором хлористого цинка, затем на 2…3 мин в ванну с расплавленным припоем, после чего деталь извлекают из ванны. Качество лужения проверяют внешним осмотром на равномерность распределения полуды, отсутствие вздутий и т.п.

Источник: extxe.com