Металлы и сплавы металлов

Свинец в процессе пайки печатных плат

Когда я начинал работать в лаборатории, мне приходилось время от времени припаивать провода к металлизированным контактам. Тогда мы работали с полупроводниками, но те же материалы можно использовать и при пайке печатных плат, вопрос лишь в выборе правильного состава, подходящего для технологического процесса изготовления плат.

Процесс сборки печатных плат

Производство печатных плат включает несколько этапов — от изготовления пустой платы до сборки и упаковки. В процессе сборки для монтажа компонентов используются припои различных типов. Припои различаются по механическим характеристикам, требованиям к безопасности и утилизации, и это следует учитывать при планировании сборки. Переход к электронной технике без содержания свинца вытесняет свинцовые припои на задний план.

Развитие электроники и влияние на использование свинца

Я не буду углубляться в дискуссию о сравнении материалов на основе свинца и не содержащих свинец, поскольку можно найти массу информации по этому поводу в Интернете. Пока остановимся на различных видах пайки печатных плат, в частности, на различных материалах и процессах.

Свинец в химии

Свинец (Pb) ― 82-й элемент периодической системы химических элементов Д.И. Менделеева, легкоплавкий тяжелый металл. Известен с глубокой древности и считается первым металлом, который человек сумел приспособить для своих нужд.

Особенности свинца

  • Стоек к коррозии
  • Химически инертен
  • Образует сплавы
  • Способен поглотить радиоактивное излучение
Читайте также:  Безопасность при работе с паяльником

Применение свинца

  • Производство электродов аккумуляторов
  • Изготовление проводов, кабелей
  • Применение в химической промышленности
  • Использование в строительстве
  • Применение в военной технике
  • Включение в состав пигментов, эмалей, стекол
  • Применение в производстве припоев

Заключение

Свинец имеет широкое применение в различных отраслях и процессах, несмотря на изменения в требованиях к использованию материалов. Понимание его химических особенностей и физических свойств поможет улучшить процесс пайки печатных плат и обеспечить качественное соединение элементов.

Соединение из припоя ПОС-61 с канифолью – это оптимальное соотношение. В комплект входят 4 стержня по 30 см, а также канифоль в виде стеклянного стержня. Температура плавления припоя составляет 183 градуса Цельсия. Благодаря использованию канифоли, припой хорошо распределяется по поверхности соединяемых деталей, образуя плотный соединительный слой.

ПОС-40

ПОС-40 – это припой, предназначенный для припаивания электронных компонентов на печатные платы. Он имеет температуру плавления 183 градуса Цельсия, что позволяет сделать припай без повреждения платы. Состав припоя включает 40% олова и 60% свинца, что обеспечивает хорошую пластичность и прочность соединения.

ПОС-96

Припой ПОС-96 состоит из 96% олова и 4% серебра. Это припой с пониженной температурой плавления, всего 221 градус по Цельсию. Он предназначен для пайки мелких элементов электроники – микросхем, пленочных резисторов и т.д. В результате припай становится очень прочным и надежным.

Заключение

Выбор припоя зависит от конкретной задачи и материалов, которые необходимо соединить. Компания СПЛАВМЕТРЕСУРС предлjsonет широкий выбор припоев для различных целей. Вы можете купить припой оптом или в розницу на нашем сайте. Это займет всего несколько минут, но существенно упростит вам работу.

Виды припоев

  1. ПОС-92 — 92% олова, 8% меди. Хорошо подойдет для пайки нержавеющей стали и медных труб.
  2. ПОС-40Б — 60% олова, 40% свинца. Применяется для пайки чугуна.
  3. Пруток ПОС-90 — 90% олова, 10% свинца. Используется для надежной фиксации электронных микросхем.
  4. ПОМ-3 — 97% олова, 3% меди. Идеален для соединения медных труб и сплавов.
  5. ПОСу 95-5 — 95% олова, 5% сурьмы. Подходит для пайки латуни, стали, меди.

Флюсы

Важным компонентом при пайке являются флюсы, которые способствуют улучшению мокримости металла припоем и защищают поверхность от окисления. Некоторые известные виды флюсов:

  • Флюс на основе канифоли
  • Флюс на основе активных смол

Дополнительные аксессуары

Для комфортной и безопасной работы при пайке, помимо припоев и флюсов, следует иметь в арсенале следующие инструменты:

  1. Паяльник — электрический или газовый, в зависимости от задачи.
  2. Газовая горелка — для работы с массивными деталями.
  3. Керамические сменные жала для паяльника — требуют минимум обслуживания.
  4. Медные жала для паяльника — требуют периодической чистки.

Пайка — важный процесс в многих сферах промышленности. Правильный выбор припоя и аксессуаров поможет выполнить качественное и надежное соединение металлических деталей. Не забывайте о безопасности при работе с горячими инструментами и веществами!

Припои для пайки

Самый распространенный припой для пайки проводов и других целей – марки ПОС-61. Он содержит 61% олова и 39% свинца, с температурой плавления 183 градуса. Рекомендуется паять при 240 градусах для оптимального смачивания и формирования паяного шва.

Для бытовых целей будет достаточно иметь припой ПОС-61 (ПОС-60) – его будет достаточно для 99% случаев.

Флюсы – зачем нужны и разновидности

Флюс это специальный материал, который смачивает поверхность пайки и удаляет окислы. Без флюса пайка будет затруднительной, поэтому его необходимо применять всегда. Самый частый флюс для пайки меди и медных сплавов — сосновая канифоль, в виде твердого вещества, спиртового раствора или пасты (паяльный жир).

Для пайки стальных оцинкованных деталей используется паяльная кислота, но ее нельзя применять для электроники, чтобы избежать разъедания места пайки и повреждения электронных компонентов. Помимо канифоли и кислоты, существуют и другие более специфические флюсы.

Материалы для пайки печатных плат

На рынке существует множество видов припоя для пайки печатных плат. Выбор подходящего вида припоя может быть сложной задачей для начинающего конструктора. Припои необходимы для создания электрических соединений между металлическими контактами.

Состав металлов

Припои на основе свинца относятся к мягким припоям и широко применяются. Наиболее распространены сплавы на основе свинца с различными соотношениями олова и свинца. Содержание олова влияет на прочность паяного соединения.

Однако стоит отметить, что не все типы припоя подходят для печатных плат, так как они могут быть несовместимы с процессом производства плат.

Припой 60/40 Sn-Pb для ручной пайки по-прежнему широко доступен.

Припои, не содержащие свинца, приобретают все большую популярность с тех пор, как в ЕС была принята директива об ограничении использования опасных веществ (RoHS), которая ограничивает применение свинца в электронике. Одна из проблем при использовании таких припоев заключается в том, что они в большей степени подвержены образованию оловянных усиков. Чтобы не допустить образования оловянных усиков, а также обеспечить защиту от влажности и коррозии, часто используются конформные покрытия.

Припой с флюсовым сердечником продается в виде единой катушки и содержит в сердечнике восстановитель. Этот восстановитель (о котором я расскажу ниже) удаляет с металлических контактов любые оксидные пленки, чтобы обеспечить высокую проводимость электрического контакта. Если вы паяете вручную, то следует обратить внимание на материал, содержащийся в сердечнике.

Материал сердечника припоя

В катушках припоя или паяльных пастах содержится один из перечисленных ниже типов материалов для нанесения флюса на металлические контакты при пайке:

Процессы пайки печатных плат

Сегодня при производстве печатных плат наиболее часто используется бессвинцовый (Sn-Cu) канифольный припой. Если только ваш специалист по сборке не работает с единичным образцом или вы не собираете свою собственную плату, пайка плат не будет производиться вручную. Вместо этого будет применяться автоматизированный процесс:

Автоматическая селективная пайка компонентов сквозного монтажа печатной платы.

Сначала флюс/паста наносится на металлические контакты на плате, чтобы снизить степень окисления и распределить поток расплавленного припоя, что позволяет повысить прочность готового паяного соединения на печатной плате. Большинство конструкторов, вероятно, полагают, что для деталей с бессвинцовыми выводами следует использовать бессвинцовую паяльную пасту, однако строгих правил на этот счет нет. По мнению группы экспертов по пайке, эти материалы нередко смешивают, но при этом следует учитывать, что механические свойства конечного сплава могут оказаться где-то между свойствами сплавов на основе свинца и без него.

Если вам необходимо подготовить производственную документацию для вашей платы, включая все необходимые этапы сборки, в соответствии с нормативными требованиями, воспользуйтесь полным набором функций проектирования и производства печатных плат в Altium Designer®. Сформировав файлы Gerber и другие файлы для изготовления, можно быстро создать сборочные чертежи и добавить аннотации для уточнения требований к сборке. С легкостью можно указать различные типы материалов для пайки печатных плат, которые могут потребоваться при создании следующей сборки.

Когда проектирование будет завершено, а данные готовы для передачи на производство, платформа Altium 365™ поможет наладить совместную работу и доступ к проектам. Мы лишь поверхностно рассмотрели некоторые возможности Altium Designer на Altium 365. Вы можете зайти на страницу продукта, чтобы посмотреть более подробное описание функций, или посетить один из Вебинаров по запросу.

Оцените статью
Про пайку
Добавить комментарий