- 2. Свойства припоев
- Винтажный припой
- Как выбрать нужный припой и флюс?
- Как самостоятельно определить или расшифровать марку припоя?
- Легкоплавкие припои из олова и свинца: пос-61 и другие
- Пайка компонентов, монтируемых в отверстия.
- Паяльная паста.
- Паяльник
- Популярные флюсы для пайки электрическим паяльником
- Преимущественные области применения мягких и полутвердых припоев:
- Флюсы и канифоль
- Химия для пайки
2. Свойства припоев
Твердая пайка
осуществляется электроконтактным способом, графитовыми или медными электродами либо с помощью дуговой сварки. Мелкие детали паяют с помощью автогена. При электроконтактном способе припой укладывается заранее между соединяемыми деталями или вносится в соединение в процессе пайки, сварка осуществляется без присадки металла путем сплавления концов соединяемых деталей.
Для электроконтактной пайки серебряными припоями
в качестве флюса обычно служит бура. Пайка самофлюсующимися припоями, в состав которых входит фосфор, и сварка в защитной атмосфере осуществляются без применения флюса.
Припои с содержанием фосфора для пайки сталей и чугуна и соединений, подвергающихся ударам и вибрациям, из-за хрупкости паяного шва применять нельзя. Классификация и химический состав мягких и полутвердых припоев приведены в табл. 3.1.
Таблица 3.1Классификация и химический состав мягких и полутвердых припоев
| Припой | Химический состав, % | |||||||
| Вид | Марка | Олово | Сурьма | Кадмий | Медь | Свинец | Серебро | Индий |
| Олово | О2 | 99,9 | – | – | – | – | – | – |
| Бессурьмянистые | ПОС61 | 60–62 | – | – | – | Остальное | – | – |
| ПОС40 | 39–41 | – | – | – | – | – | ||
| ПОС10 | 9–10 | – | – | – | – | – | ||
| ПОС61М | 60–62 | – | – | 1,5–2,0 | – | – | ||
| ПОСК50-18 | 49–51 | – | 17–19 | – | – | – | ||
| Малосурьмянистые | ПОССу61-0,5 | 60–62 | 0,2–0,5 | – | – | Остальное | – | – |
| ПОССу40-0,5 | 39–41 | – | – | – | – | |||
| ПОССу30-0,5 | 29–31 | – | – | – | – | |||
| ПОССу18-0,5 | 17–18 | – | – | – | – | |||
| Сурьмянистые | ПОССу95-5 | 94–96 | 4–5 | – | – | Остальное | – | – |
| Серебряные | ПСрО10-90 | Остальное | – | – | – | – | 10±0,5 | – |
| ПСрОСу8 (ВПр-6) | – | – | – | – | – | 8±0,5 | – | |
| ПСрМО5 (ВПр-9) | – | – | – | 2±0,5 | – | 5±0,5 | – | |
| ПСрОС3,5-95 | – | – | – | – | 3,5±0,4 | – | ||
| ПСрОС3-58 | 57,8±1,0 | – | – | – | – | 3±0,4 | – | |
| ПСр3 | – | 3±0,3 | – | |||||
| ПСр3Кд | – | – | 95–97 | – | – | 3,0–4,0 | – | |
| ПСрО3-97 | Остальное | – | – | – | – | 3±0,3 | – | |
| ПСр2,5 | 5,0–6,0 | – | – | – | 91–93 | 2,2–2,7 | – | |
| ПСр2,5С | – | – | – | – | – | 2,5±0,2 | – | |
| ПСр2 | 30±1 | 2±0,2 | – | |||||
| ПСрОС2-58 | 58,8±1,0 | – | – | – | – | 2±0,3 | – | |
| ПСр1,5 | 15±1 | – | – | – | – | 1,5±0,3 | – | |
| ПСр1 | 35±1 | – | – | – | – | 1±0,2 | – | |
| Индиевые | ПОСИ30 | 42 | – | – | – | 28 | – | 3 |
| ПСр3И | – | – | – | – | – | 3 | 97 | |
Физико-механические свойства мягких и полутвердых припоев приведены в табл. 3.2.
Таблица 3.2Физико-механические свойства мягких и полутвердых припоев
| Марка припоя | температура плавления, °с | ориентировочная температура пайки, °с | плотность, кг/м³ | удельное электрическое сопротивление, мком·м | предел механической прочности при растяжении, Мпа | |
| солидус | ликвидус | |||||
| О2 | 232 | 232 | 280 | 7310 | – | 25 |
| ПОС61 | 183 | 190 | 240 | 8500 | 0,139 | 43 |
| ПОС40 | 183 | 238 | 290 | 9300 | 0,159 | 38 |
| ПОС10 | 268 | 299 | 350 | 10800 | 0,200 | 32 |
| ПОС61М | 268 | 192 | 240 | 8500 | 0,143 | 45 |
| ПОСК50-18 | 142 | 145 | 185 | 8800 | 0,133 | 40 |
| ПОССу61-0,5 | 183 | 189 | 240 | 8500 | 0,140 | 45 |
| ПОССу50-0,5 | 183 | 216 | – | 8900 | 0,149 | – |
| ПОССу40-0,5 | 183 | 235 | 285 | 9300 | 0,169 | 40 |
| ПОССу35-0,5 | 183 | 245 | – | 9500 | 0,172 | – |
| ПОССу30-0,5 | 183 | 265 | 306 | 9700 | 0,179 | 36 |
| ПОССу25-0,5 | 183 | 266 | – | 10000 | 0,182 | – |
| ПОССу18-0,5 | 183 | 277 | 325 | 10200 | 0,198 | 36 |
| ПОССу95-5 | 234 | 240 | 290 | 7300 | 0,145 | 40 |
| ПОССу40-2 | 185 | 229 | – | 9200 | 0,172 | – |
| ПОССу33-2 | 185 | 243 | – | 9400 | 0,179 | – |
| ПОССу30-2 | 185 | 250 | – | 9600 | 0,182 | – |
| ПОССу25-2 | 185 | 260 | – | 9800 | 0,183 | – |
| ПОССу18-2 | 188 | 270 | – | 10100 | 0,206 | – |
| ПОССу15-2 | 184 | 275 | – | 10300 | 0,208 | – |
| ПОССу10-2 | 268 | 285 | – | 10700 | 0,208 | – |
| ПОССу8-3 | 240 | 290 | – | 10500 | 0,207 | – |
| ПОССу5-1 | 275 | 308 | – | 11200 | 0,200 | – |
| ПОССу4-6 | 244 | 270 | – | 10700 | 0,208 | – |
| ПСрО10-90 | – | 280 | – | 7600 | 12,9 | – |
| ПСрОСу8 (ВПр-6) | – | 250 | – | 7400 | 19,7 | – |
| ПСрМО5 (ВПр-9) | – | 240 | – | 7400 | 16,3 | – |
| ПСрОС3,5-95 | – | 224 | – | 7400 | 12,3 | – |
| ПСрОС3-58 | – | 190 | – | 8600 | 14,5 | – |
| ПСр3 | – | 315 | – | 11400 | 20,4 | – |
| ПСр3Кд | 300 | 325 | 360 | 8700 | 8,0 | 54 |
| ПСр2,5 | 295 | 305 | 355 | 11000 | 21,4 | – |
| ПСр2,5С | – | 306 | – | 11300 | 20,7 | – |
| ПСр2 | – | 238 | – | 9500 | 16,7 | – |
| ПСрОС2-58 | – | 183 | – | 8500 | 14,1 | – |
| ПСр1,5 | – | 280 | – | 10400 | 19,1 | – |
| ПСр1 | – | 235 | – | 9400 | 26,0 | – |
| ПОСИ30 | 117 | 200 | 250 | 8420 | – | – |
| ПСр3И | 141 | 141 | 190 | 7360 | – | – |
Винтажный припой
Что такое винтажный припой хорошо знают любители Hi-End электроники. Чаще всего, это припой для пайки аудиотехники, произведенный в 30 — 50-хх годах прошлого века. Такие припои имеют высокую чистоту компонентов, что положительно сказывается на звуке наивысшего качества.
Одним из самых крутых для меломанов является американский припой фирмы Kester бородатых годов. Его продают по 10 баксов за метр. И с каждым годом его становится все меньше. По химическому составу близок к ПОС-90, но не совсем. Припой марки Kester содержит 85,9 % олова, 8,5 % свинца, 3,28 % серебра, 0,34 % меди, 0,79 % натрия, 0,55 % магния и 0,27 % ртути. Вот уж гремучая смесь.
Те, кто не может достать винтажный припой, выкупают старую электронику послевоенного периода и сплавляют припой оттуда. Так получается очень приличный полуфабрикат.
Существуют также сплав, в которых припой для пайки содержит 50 % олова и 50 % свинца. Он так и называется Sn50Pb50.
Надеюсь, что теперь ты понимаешь больше в теории припоев. Например, чем отличается и в чем разница между припоями ПОС 60 и ПОС 61. Сможешь расшифровать состав припоя ПОС 18 и прикинуть его достоинства и недостатки. Легко ранжируешь припои марки ПОС по токсичности, зная их химические составы.
Хороший видеоролик с обзором и отечественных припоев, в том числе .
Материал собрал и подготовил Мастер Пайки. А какой твой любимый припой из оловянно-свинцовой группы?
Как выбрать нужный припой и флюс?
При выборе сплава для пайки руководствуются его температурой плавления, видом соединяемых материалов, размером деталей, требуемыми характеристиками (прочностью, коррозионной стойкостью и т. д.), методом соединения и его сложностью. При пайке алюминия используют сплавы на основе серебра, олова, цинка, меди и кремния (ЦОП-40, ПОС, 34А, АВИА-1, АВИА-2, ВПТ-4, 34-А, П250А, П300Б и т. д.).
Для пайки медных деталей берут как мягкие, так и твердые припои. Для починки радиодеталей больше подойдут первые, для пайки жил, фитинга на трубах могут применяться как легкосплавные (1S и Rosol 3), так и твердосплавные (Rolot 2). Серебряные сплавы отличаются высоким качеством и используются для получения соединений при работе с медью, латунью или серебром. Они применяются тогда, когда через шов должно проходить электричество.
Не менее важен и правильный выбор флюса. Самый доступный вариант – канифоль. Она лучше всего подходит для пайки в быту. Ее используют при ремонте радиодеталей, плат, соединении небольших медных, латунных, железных, никелевых деталей. Для пайки этих и более крупных элементов подойдет также глицерин-гидразиновый флюс, канифоль-гель «Актив» и ЛТИ-120. Последний активно используется при пайке проводов.
При работе с алюминием крайне важна качественная обработка поверхности флюсом – на ней быстро образуется оксидная пленка, которая препятствует адгезии. Для этого металла используют самые активные вещества – паяльную и ортофосфорную кислоту, Ф-64. Они же, вызывая сильную химическую реакцию, являются и самыми токсичными.
Как самостоятельно определить или расшифровать марку припоя?
В большинстве случаев расшифровать марку припоя несложно. Буква П обозначает слово «припой», другие – входящие в него компоненты (Ср –серебро, К – кадмий, М – медь, А — алюминий, Кр – кремний и т. д.). Если в материале присутствуют драгоценные и редкие металлы, маркировка начинается с них, даже если их доля составляет всего 1%.
В обозначении многокомпонентных сплавов при маркировке часто используется следующая схема: сначала идут буквы, обозначающие компоненты, затем – цифры, соответствующие их процентному содержанию (расшифровка марки МНМц 68-4-2: 63–68% меди, 4–5% никеля и 1,5–2,5% марганца).
Бессвинцовые сплавы, набирающие популярность благодаря отсутствию токсичного элемента, маркируются по наименованию компонентов на латыни с указанием их содержания после соответствующих букв: Sn95,5Ag3,8Cu0,7 (трехкомпонентный олово-серебряно-медный сплав).
Определить примерный состав можно и по внешнему виду. Материалы с высоким содержанием цинка, олова или серебра окрашены в светло-серебристый цвет, свинца – в тусклый серый. Латунный, золотой и фосфорный припои желтые, медный имеет красный подтон. Если он обладает металлическим блеском, в нем много олова. Тугоплавкие припои на вид матовые.
Легкоплавкие припои из олова и свинца: пос-61 и другие
По сравнению с тугоплавкими припоями механическая прочность легкоплавких невысока. Несмотря на это, они часто используются при электро- и радиомонтажных работах. Они плавятся уже при температуре в 183–280°С. Мягкие припои производятся на основе олова и свинца в различных пропорциях с добавлением кадмия, висмута, сурьмы, цинка, таллия и других металлов.
Припои оловянно-свинцовые (наиболее распространенные) имеют марку ПОС, если в составе присутствует также сурьма (она повышает прочность) – ПОССу. Бывают также оловянно-свинцово-кадмиевые (ПОСК), оловянно-цинковые (ОЦ) и бессвинцовые припои. Самые распространенные марки:
- ПОС-10. Используется для пайки и лужения контактных поверхностей электроники (починка электроприборов, реле).
- ПОС-40. Отличается широкой областью применения. Применяется для операций, не требующих высокой точности. Используется при работе с оцинкованным металлом, электроаппаратурой и радиоэлектроникой, детали которой нельзя подвергать высокотемпературному воздействию. С помощью ПОС-40 устраняют дефекты в трубах и радиаторах, им паяют медные провода.
- ПОС-61. Еще один популярный вид припоя, который широко используется как в промышленности, так и в быту. ПОС-61 незаменим при ремонте радиокомпонентов, пайке печатных плат и других деталей, чувствительных к перегреву, починке радиаторов. Оптимален для пайки проводов.
- ПОС-90. Отличается самой высокой температурой плавления (220–265°С). Применяется при ремонте медтехники и пищевой посуды, пайке обмоток.
Пайка компонентов, монтируемых в отверстия.
1. Установить компонент в монтажные отверстия, если необходимо, то загнуть выводы.
2. Поднести жало паяльника таким образом, чтобы был обеспечен одновременный контакт с КП монтажного отверстия и выводом компонента, прогреть 0,5-1,0 с.
Пробило № 1.Необходимо обеспечить хороший тепловой контакт между жалом паяльника и паяемыми поверхностями.3. Подать небольшое количество припоя на жало паяльника, так чтобы образовался мостик припоя между КП и выводом (см. рис.).
4. Перемещайте трубчатый припой по кругу вдоль КП в противоположном направлении от жала паяльника (см. рис.).
5. Как только паяное соединение сформировано, отвести пруток припоя.
6. Одновременно отвести жало паяльника. Для образования правильной формы галтели жало паяльника должно двигаться вверх вдоль вывода компонента.
Правило № 2.Необходимо обеспечивать контакт между жалом паяльника и паяемыми поверхностями до тех пор, пока не произойдет формирование галтели припоя.Внимание! Избегайте сильного давления жалом паяльника на КП. Не допускайте контакта жала паяльника с галтелью припоя без использования трубчатого припоя, это может привести к деградации паяного соединения
Возможные проблемы и методы решенияРазбрызгивание.Высокая скорость нагрева. Подавайте пруток припоя на разогретые контактные поверхности (вывод компонента и КП), не подавайте припой на жало паяльника.
Матовые паяные соединения.
Длительный контакт жала паяльника с паяным соединением после отвода прутка припоя из зоны пайки.
Остатки после пайки в виде нагара.
Произвести очистку жала паяльника и губки или заменить жало паяльника.
Избыточные остатки флюса вокруг паяного соединения.
1. Большой диаметр трубчатого припоя, использовать припой меньшего диаметра.
2. Избыточная подача трубчатого припоя в место пайки.
3. Низкая температура пайки, использовать паяльник большей мощности или увеличить температуру пайки.
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.
Главная » Радиоэлектроника для начинающих »Текущая страница
Также Вам будет интересно узнать:
Паяльник
Этот инструмент нужно выбирать исходя из целей и задач для работы. Например, для работы с микросхемами нужен самый маломощный паяльник — на 12 В, подключаемый через адаптер. Модели в 80-100 Вт рассчитаны на стандартное сетевое напряжение, они справятся с пайкой проводов и большинством других работ.
Паяльники бывают разными. Наиболее популярными считаются следующие.
- С медным жалом. Самый распространенный вариант с наконечником из цветного металла. Такие паяльники перед работой обязательно подвергают лужению, их также нужно регулярно очищать от нагара и окалины, чтобы избежать ухудшения проводимости. Инструмент этого типа обычно не имеет терморегуляторов, уменьшить или увеличить нагрев наконечника можно, правильно подобрав его длину.
- Керамический. Нагревательный элемент в нем изготовлен из электротехнической керамики. Она хорошо пропускает тепло. У керамических моделей обычно есть терморегулятор, а нагреваются они быстрее других.
- Нихромовый или необгораемый. Этот элемент имеет тонкое никелированное покрытие, которое не окисляется так быстро, как это происходит с медным наконечником. Но у нихромовых изделий есть свои недостатки — они боятся механических повреждений, легко деформируются.
- Стальной. Редко встречается, хуже проводит тепло, в дополнение ко всему легко окисляется. Но в некоторых случаях им можно заменить медный аналог.
- Комбинированный. Этот вариант предусматривает изготовление контактной части паяльника из нескольких составных компонентов. Например, сердечник может быть стальным, а наружная часть — медной, с более высокой передачей тепла. Стоит обратить внимание на то, что комбинированные изделия чаще всего имеют узкоспециальное применение. Покупать их для домашней пайки необязательно.
Существует также самый первый из всех видов паяльников, вовсе не требующий затрат электрической энергии для работы с ним.
Он выглядит как медная болванка с «молотком» на конце и ручкой. Одна часть ее ударного элемента имеет вид плоского жала. Паяльники молоткового типа нагревают на открытом огне.
Популярные флюсы для пайки электрическим паяльником
| Наименование флюса | Состав % от общего объема | Область применения флюса | Способ приготовления флюса | Удаление остатков флюса |
| Канифольные не активные флюсы | ||||
| Канифоль светлая | Канифоль светлая — 100 | Пайка меди и ее сплавов легкоплавкими припоями | Готов к использованию | Спиртом или ацетоном, кистью |
| Спирто-канифольный | Канифоль — 20 Спирт — 80 | Пайка меди и ее сплавов легкоплавкими припоями в труднодоступных местах | Растворить в этиловом спирте порошок канифоли | |
| Глицерино-канифольный | Канифоль — 6 Глицерин -14 Спирт — 80 | Герметичная пайка меди и ее сплавов легкоплавкими припоями в труднодоступных местах | Растворить в этиловом спирте порошок канифоли, затем добавить глицерин | |
| Канифольные активные флюсы | ||||
| Канифольный хлористо-цинковый | Канифоль — 24 Хлористый цинк — 1 Спирт — 75 | Пайка цветных и драгоценных металлов, ответственных деталей из чёрных металлов | Растворить в этиловом спирте смешанные порошки канифоли и хлористого цинка | Ацетоном, кистью |
| Канифольный хлористо-цинковый (флюс паста) | Канифоль — 16 Хлористый цинк — 4 Вазелин — 80 | Пайка повышенной прочности цветных и драгоценных металлов, ответственных деталей из чёрных металлов | Смешать порошки канифоли и хлористого цинка с техническим вазелином | |
| Кислотные активные флюсы. | ||||
| Хлористо-цинковый | Хлористый цинк — 25 Соляная кислота — 1 Вода — 75 | Пайка деталей из чёрных и цветных металлов | Кислоту медленно вливают в посуду до ¾ ее высоты с кусочками цинка, когда перестанут выделения пузырьки водорода, флюс готов | Промывка водой или раствором питьевой соды в воде, кистью |
| Канифоль — 16 Хлористый цинк — 4 Вазелин — 80 | Флюс паста. Пайка повышенной прочности цветных и драгоценных металлов, ответственных деталей из чёрных металлов | Смешать порошки канифоли и хлористого цинка с техническим вазелином | ||
| Канифоль — 24 Хлористый цинк — 1 Спирт — 75 | Пайка цветных и драгоценных металлов, ответственных деталей из чёрных металлов | Растворить в этиловом спирте смешанные порошки канифоли и хлористого цинка | ||
| ФИМ | Ортофосфорная кислота (плотность 1,7) — 16 Спирит этиловый — 1,6 Вода — остальное | Пайка меди, серебра, константана, платины, нержавеющей стали, черных и других металлов | Кислоту медленно вливают в посуду и затем добавляют спирт | Промывка водой, кистью |
Флюс на основе спирта и растворителей требуется хранить в герметичной таре, иначе жидкость быстро испарится. Очень удобна для этих целей бутылочка от маникюрного лака. Всегда и кисточка под рукой, которой удобно наносить флюс на место пайки. Такую бутылочку практически в любом доме можно найти.
Еще ее достоинство, кисточка и закрутка не растворяются спиртом и растворителем. Перед наполнением флюсом обязательно нужно тщательно вымыть бутылочку и кисточку от лака. Если лак сильно застыл, то налить ацетона и оставить. Через время лак растворится.
В бутылочке я и приготавливаю спирто-канифольный флюс. Сначала через воронку из бумаги насыпаю порошок канифоли и затем заливаю спиртом. Легко налить спирт в узкое горлышко бутылочки, если прикоснуться горлышком бутылки со спиртом к кисточке, предварительно смоченной в спирте.
В качестве флюса я часто использую не документированный флюс аспирин (ацетил салициловая кислота), который применяют в качестве лекарства. С помощью его, можно без предварительной подготовки, залудить медные и стальные поверхности. На основе аспирина легко готовится и жидкий флюс для пайки паяльником, достаточно таблетку растворить в небольшом количестве спирта, ацетона или воды.
Преимущественные области применения мягких и полутвердых припоев:
— лужение и пайка коллекторов, якорных секций и обмоток электрических машин с изоляцией класса H, лужение ответственных неподвижных контактов, в том числе содержащих цинк;
ПОС90
— лужение и пайка внутренних швов пищевой посуды и медицинской аппаратуры;
ПОС61
— лужение и пайка электрои радиоаппаратуры, печатных плат, точных приборов с высокогерметичными швами, где недопустим перегрев;
ПОС40
— лужение и пайка электроаппаратуры, деталей из оцинкованного железа с герметичными швами;
ПОС10
— лужение и пайка контактных поверхностей электрических аппаратов, приборов, реле;
ПОСК50-18
— пайка деталей из меди и ее сплавов, чувствительных к перегреву, в том числе пайка алюминия, плакированного медью. Пайка керамики, стекла и пластиков, металлизированных оловом, серебром, никелем;
ПОС61М
— пайка пищевой посуды, медицинской аппаратуры, электрои радиоаппаратуры, печатных плат, деталей, чувствительных к перегреву;
ПОССу61-0,5
— лужение и пайка электроаппаратуры, пайка печатных плат, обмоток электрических машин, оцинкованных радиодеталей при жестких требованиях к температуре;
ПОССу50-0,5
— лужение и пайка авиационных радиаторов;
ПОССу40-0,5
— лужение и пайка жести, обмоток электрических машин, для пайки монтажных элементов моточных и кабельных изделий;
ПОССу35-0,5
— лужение и пайка свинцовых кабельных оболочек;
ПОССу30-0,5
–лужение и пайка листового цинка, углеродистых и нержавеющих сталей. Лужение и пайка проводов, кабелей, бандажей, радиаторов, различных деталей аппаратуры и приборов, работающих при температуре до 160 °С;
ПОССу25-0,5
— лужение и пайка радиаторов;
ПОССу18-0,5
— лужение и пайка трубок теплообменников, электроламп;
ПОССу95-5
;ПСр3Кд— горячее лужение и пайка коллекторов, якорных секций, бандажей и токоведущих соединений электрических машин нагревостойкого исполнения и с повышенными частотами вращения. Пайка трубопроводов и различных деталей электрооборудования.
ПОССу40-2
— припой широкого назначения;
ПОССу30-2
— лужение и пайка в холодильном аппаратостроении, электроламповом производстве;
ПОССу18-2, ПОССу15-2, ПОССу10-2
— пайка в автомобилестроении;
ПОССу8-3
— лужение и пайка в электроламповом производстве;
ПОССу5-1
— лужение и пайка деталей, работающих при повышенных температурах;
ПОССу4-6
— пайка белой жести, лужение и пайка деталей с закатанными и клепанными швами из латуни и меди;
ПОССу4
—4— лужение и пайка в автомобилестроении;
ПОСК2-18
— лужение и пайка металлизированных керамических деталей;
ПОСИ30
;ПСр3И— пайка меди и ее сплавов и других металлов, неметаллических материалов и стекла с металлическими покрытиями. Пайка деталей радиоэлектронной аппаратуры. Обладает высокой жидкотекучестью и обеспечивает хорошее сцепление спаиваемых поверхностей.
Параметры мягких припоев с низкой температурой плавления приведены в табл. 3.3.
Таблица 3.3Мягкие припои (сплавы) с низкой температурой плавления
| сплав | химический состав, % | температура плавления, °с | ||||||
| олово | свинец | кадмий | висмут | серебро | индий | солидус | ликвидус | |
| Вуда | 12–13 | 24,5–25,6 | 12–13 | 49–51 | – | – | 66 | 70 |
| Розе | 24,5–25,5 | 24,5–25,6 | – | 49–51 | – | – | 90 | 92 |
| Д’Арсе | 9,6 | 45,1 | – | 45,3 | – | – | – | 79 |
| Липовица с индием | 11,8 | 22,2 | 8,5 | 42 | – | 15,5 | – | 48 |
Примечание. Применяются в радиосхемах с полупроводниковыми приборами и в схемах, где припой используется в качестве температурного предохранителя.
Химический состав и физико-механические свойства твердых серебряных и медно-фосфорных припоев приведены в табл. 3.4.
Таблица 3.4Химический состав и физико-механические свойства твердых серебряных и медно-фосфорных припоев
| Марка припоя | химический состав, % | плотность, кг/м3 | температура кристаллизации,°с | предел прочности при растяжении, Мпа | ||||
| серебро | Медь | цинк | фосфор | начало | конец | |||
| ПСр72 | 72±0,5 | 28±0,5 | – | – | 9900 | 779 | 779 | – |
| ПСр50 | 50±0,5 | 50±0,5 | – | – | 9300 | 850 | 779 | – |
| ПСр45 | 45±0,5 | 30±0,5 | 25 1 –1,5 | – | 9100 | 725 | 660 | 300 |
| ПСр25 | 25±0,3 | 40±1 | 35±2,5 | – | 8700 | 775 | 745 | 280 |
| ПСр71 | 71±0,5 | 28±0,7 | – | 1 ±0,2 | 9800 | 795 | 750 | – |
| ПСр25ф | 25±0,5 | 70±1 | – | 5±0,5 | 8500 | 710 | 650 | – |
| ПСр15 | 15±0,5 | 80,2±1 | – | 4,8 0,2/–0,3 | 8300 | 810 | 635 | – |
| ПМФ7 (МФЗ) | – | Остальное | – | 7–8,5 | – | 860 | 710 | – |
Параметры медно-цинковых и медно-никелевых твердых припоев приведены в табл. 3.5.
Таблица 3.5Медно-цинковые и медно-никелевые твердые припои
| Марка припоя | химический состав, % | физические свойства | |||||||||
| Медь | никель | железо | кремний | Бор | цинк | олово | температура кристаллизации, °с | плотность, кг/м3 | предел прочности при растяжении, Мпа | ||
| солидус | ликвидус | ||||||||||
| Л63 | 62–65 | – | – | – | – | Остальное | – | 900 | 905 | 8500 | 310 |
| ЛОК59-0,1-0,3 | 60,5– 63,5 | – | – | 0,2–0,4 | – | Остальное | 0,7–1,1 | 890 | 905 | 8200 | – |
| ПЖЛ500 | Остальное | 27–30 | 41,5 | 1,5–2 | 0,2 | – | – | 1080 | 1120 | 8630 | 600 |
Параметры серебряных припоев с пониженной температурой плавления приведены в табл. 3.6.
Таблица 3.6Серебряные припои с пониженной температурой плавления
| Марка припоя | химический состав, % | плотность, кг/м3 | температура кристаллизации, °с | ||||||
| серебро | Медь | цинк | кадмий | олово | никель | начало | конец | ||
| ПСр50Кд | 50±0,5 | 16±1 | 16±2 | 18±1 | – | – | 9300 | 650 | 635 |
| ПСр40 | 40±1 | 16,7 0,7/–0,4 | 17 0,8/–0,4 | 26 0,5/ –1 | – | 0,3±0,2 | 8400 | 605 | 595 |
| ПСр62 | 62±0,5 | 28±1 | – | – | 10±1,5 | – | 9700 | 700 | 660 |
Преимущественные области применения твердых припоев приведены в табл. 3.7.
Таблица 3.7Преимущественные области применения твердых припоев
| Марка припоя | область применения |
| ПСр72; ПСр50 | Пайка металлокерамических контактов и различных ответственных токоведущих соединений, подвергающихся изгибающим и ударным нагрузкам |
| ПСр45 | Пайка меди и ее сплавов, нержавеющих и конструкционных сталей. Пайка короткозамкнутых обмоток роторов и демпферных обмоток высоконагруженных электрических машин. Припой обеспечивает высокую плотность и прочность паяных швов |
| ПСр25 | Пайка меди и ее сплавов, нержавеющих и конструкционных сталей, заменяет припой ПСр45 при выполнении менее ответственных соединений |
| ПСр71 | Пайка деталей аналогично припою ПСр72, но где требуется большая жидкотекучесть |
| ПСр25ф; ПСр15; ПМФ7 | Пайка меди и ее сплавов, в том числе различных токоведущих частей машин и аппаратов, не испытывающих ударных и изгибающих нагрузок |
| Л63; ЛОК59-0,1-0,3 | Пайка меди и чугуна. Паяные соединения обладают высокой прочностью и хорошо работают в условиях ударных и изгибающих нагрузок |
| ПЖЛ500 | Пайка соединений, работающих при температурах до 600 °С |
Параметры медно-фосфорных припоев приведены в табл. 3.8.
Таблица 3.8Медно-фосфорные припои
| Марка припоя | химический состав, % | температура плавления, °с | |
| Медь | фосфор | ||
| ПФМ-1 | 90,0–91,5 | 8,5–10 | 725–850 |
| ПФМ-2 | 92,5 | 7,5 | 710–715 |
| ПФМ-3 | 91,5–93,0 | 7,0–8,5 | 725–860 |
| ПМФ7 (МФ3) | Остальное | 7,0–8,5 | 710–860 |
Примечание. Для медно-фосфорных и серебряных припоев в качестве флюса применяют буру в виде порошка или в смеси с поваренной солью.
Параметры припоев для пайки алюминия приведены в табл. 3.9, 3.10.
Таблица 3.9Химический состав и физические свойства припоев для пайки алюминия
| Марка припоя | химический состав, % | температура плавления, °с | предел механической прочности при растяжении, Мпа | |||||
| алюминий | Медь | олово | цинк | кадмий | кремний | |||
| Кадмиевый | – | – | 36 | 40 | 24 | – | – | 85 |
| АВИА-1 | – | – | 55 | 25 | 20 | – | 20 | – |
| АВИА-2 | 15 | – | 40 | 25 | 20 | – | 250 | – |
| ВПТ-4 | 55 | – | – | 40 | – | 5 | 410 | – |
| 34-А | 66 | 28 | – | – | – | 6 | 545 | 180 |
| 35-А | 72 | 2,1 | – | – | – | 7 | 540 | 140 |
| А | – | 2,0–1,5 | 40 | 58,5 | – | – | 425 | 80 |
| В | 12 | 8 | 80 | – | – | 410 | 185 | |
| ЦО-12 | – | – | 12 | 88 | – | – | 500–550 | – |
| ЦА-15 | 15 | – | – | 85 | – | – | 550–600 | – |
Таблица 3.10Другие припои для пайки алюминия
| Марка припоя | химический состав, % | температура полного расплавления, °с | температура пайки, °с | плотность, кг/м3 | ||||
| олово о1 | цинк | кадмий | алюминий а7 | Медь М0 | ||||
| П250А | 79–81 | 19–21 | – | – | 0,15 | 250 | 300 | 7300 |
| П300А | – | 50–61 | 39–41 | – | 0,045 | 310 | 360 | 7730 |
| П300Б | – | 80 | – | 8 | 0,5 | 410 | 700–750 | – |
Преимущественные области применения припоев для пайки алюминия П250А, П300А и П300Б приведены в табл. 3.11.
Таблица 3.11Преимущественные области применения припоев для пайки алюминия
| Марка припоя | область применения |
| П250А | Лужение концов алюминиевых проводов, а также пайка погружением алюминиевых проводов с алюминиевыми и медными наконечниками |
| П300А | То же, пайка соединений с повышенной коррозионной стойкостью |
| П300Б | Пайка заливкой алюминиевых проводов с алюминиевыми и медными деталями |
Флюсы и канифоль
Самый распространенный вид веществ в этой группе, — канифоль (отвердевшая смола). Она имеет химически нейтральный состав, не вызывающий коррозионных процессов. Основное назначение этого вещества — удаление загрязнений и следов окисления с жала паяльника или с соединяемых деталей. Оно растворяет налет, подготавливает поверхность к процессу пайки, улучшает налипание припоя.
Флюсами именуют химические вещества, выполняющие ту же функцию. Они имеют вид жидкого кислотного раствора, может использоваться бура, муравьиная кислота, готовый состав ЛТИ-120, а также самостоятельно приготовленные смеси на медной, алюминиевой основе.
Канифоль плавится только при нагреве. Именно поэтому работа с ней производится в особом порядке.
- В емкость укладываются крошки канифоли или целый кусок.
- На него кладется припой.
- В канифоль погружается жало паяльника. Это позволяет избежать его окисления.
- Достигнув припоя, наконечник инструмента равномерно покрывается им — происходит лужение.
Обработанный таким образом паяльник полностью готов к работе. Его можно погружать в припой и вести работу.
В среднем 1 обработки хватает на 15-30 минут непрерывного нагрева жала, потом оно снова начинает пригорать, требует очистки.
Химия для пайки
Пайка — это соединение деталей между собой, для соединения этих деталей используется два основных компонента, это припой и флюс. Ни один процесс пайки не обходится без таких материалов как припой, флюс, канифоль, некоторые радиолюбители используют паяльные кислоты, различные смеси и прочее. В этой статье о них и поговорим.
Припой (олово)
Припой — это металл или сплав, применяется для соединения и пайки радиодеталей, имеет температуру плавления ниже, чем соединяемые металлы. Припой прочно соединяет радиодетали между собой, растекается по нему и заполняет зазоры или отверстия между соединяемыми деталями.
Припои бывают мягкие – температура плавления до 300°C и твёрдые – выше 300 °C. Мягкими припоями являются оловянно-свинцовые сплавы.
Продается они в катушках, тюбиках или же в виде прутков. Припои продаются даже с флюсом, такие легче плавятся и канифоль для пайки радиодеталей обычно не требуется. Радиолюбители часто применяют припой марки ПОС-61.
При использовании низкотемпературных припоев необходим специальный флюс, поскольку стандартный флюс при низких температурах малоактивен.
У бессвинцовых припоев температура плавления либо выше, либо ниже чем у свинцовооловянных видов припоя. Оловянно-свинцовые припои смачиваются лучше чем бессвинцовые, паять ими удобнее. Швы при использовании бессвинцовых припоев, возникающие при длительной эксплуатации также хуже, чем у припоев, содержащих свинец.
Канифоль
Канифоль бывает еловая или сосновая, применяют для пайки радиодеталей совместно с припоем, канифоль ускоряет пайку и способствует быстрому лужению радиодеталей. Канифоль помогает припою прилипнуть к поверхности и растекается по ней блестящей пленкой. После этого деталь очень легко припаивается.
Перед началом пайки разогретый паяльник сначала «макают» в канифоль, затем жалом паяльника дотрагиваются до припоя, после чего уже прикасаются к месту спаивания деталей. Количество канифоли здесь играет немаловажную роль и жалеть ее не надо Есть и другие способы нанесения канифоли, например, поднося кусочек к месту пайки, так например лудят вывода радиоэлементов или залуживают провода, всё зависит от конкретного случая.
Флюс
Флюс предназначен для удаления окислов или жировых загрязнений с поверхности металла, улучшения растекания жидкого припоя и для смачивания места пайки.
С помощью флюса вывода радиодеталей залуживаются и паяются очень быстро. Флюсы бывают химически активными (кислотными) и пассивными (нейтральными). Активными флюсами называют те флюсы, в составе которых присутствуют вещества, способные вступать во взаимодействие с металлом, это кислоты, хлористый цинк. При использовании таких флюсов паяльные швы подвергаются коррозии, что конечно же является недостатком этих видов флюсов. Но это не означает что применять такие флюсы нельзя, можно, только после того как закончите работу, плату нужно очистить от этого флюса. Одним из таких флюсов является флюс ЛТИ-120.
Многие радиолюбители применяют нейтральный флюс СКФ, такой флюс состоит из: спирта ~ 60%, канифоли ~ 40% и абсолютно не вреден для печатных плат.
Такой флюс можно изготовить и самому в домашних условиях, для этого берется спирт (70-90%), можно приобрести например в аптеке, и канифоль, ее нужно измельчить. Затем наливаем спирт в небольшую емкость, например в тюбик, и туда насыпаем крошки канифоли, в процентном соотношении примерно 70% спирта и 30% канифоли, затем закрываем пробку и взбалтываем до тех пор, пока канифоль полностью не растворится.
Флюсы бывают для пайки алюминия, нержавеющей стали, латунных, медных и стальных изделий, в виде раствора или порошка. В обычных условиях алюминий с трудом поддается пайке, так как на его поверхности после очистки мгновенно снова образуется оксидная пленка. Поэтому после зачистки место будущего спая на алюминии или его сплавах немедленно заливают заранее расплавленной канифолью. Пайку ведут мощным (не менее 100 Вт) паяльником, используя припой, состоящий из 80% олова и 20% цинка или 95% олова и 5% висмута. Припой набирают на паяльник и переносят на защищенную канифолью поверхность спая. Залуженный таким образом алюминий сравнительно легко поддается спаиванию. К его луженой поверхности можно припаять, например, медные провода.
Паяльная паста
Паяльная паста представляет собой пастообразное вещество, состоит из мельчайших шариков припоя, флюса и различных добавок. Паяльные пасты бывают безотмывочные и водосмываемые, последние содержат активные вещества, частицы которых могут стать причиной коррозии, если не удалить их с поверхности печатной платы.
Паяльная паста в основном применяется для поверхностного монтажа, для чип (SMD) радиодеталей и особенно удобны для пайки в труднодоступных местах. Пайка радиодеталей такой пастой осуществляется с помощью паяльной (фен) или ИК станции. Если вкратце, то технология следующая, сначала наносят капли пасты на места будущего спая, располагают радиодетали и нагревают.
Последовательность действий при пайке следующая:
1. Сначала поверхность платы нужно очистить, обезжирить и высушить. Для ускорения сушки можно воспользоваться феном.
2. Печатную плату необходимо надежно зафиксировать в горизонтальном положении, чтобы компоненты не слетели.
3. Паяльную пасту нужно наносить на печатную плату в местах будущей спайки, добиться чтобы вся паяемая поверхность была смочена пастой.
4. На плату устанавливаются детали: чип резисторы, конденсаторы, микросхемы и пр…
Постарайтесь добиться точного совмещения ножек микросхем и компонентов на печатной плате.
5. В идеале плату нужно подогревать еще и снизу, через пару минут фен устанавливается на температуру 150*C и несильной струей воздуха чтобы не сдуть детали, прогревается паяемая верхняя сторона платы вместе с установленными деталями. Прогрев продолжается до тех пор, пока флюс из паяльной пасты не испарится. Далее фен устанавливается на температуру около 240*C (температура плавления оловянно-свинцовой паяльной пасты около 200*C), и поверхность платы снова прогревается, при этом частицы припоя в пасте должны оплавиться и сформировать аккуратную пайку.
6. После окончания пайки плате нужно дать время остыть, затем можно ее промыть
Паяльный жир и паяльная кислота
Паяльный жир (бывает активным и нейтральным) нужен для тех же целей, что и канифоль, снимать невидимую оболочку-окисел с металла и улучшать пайку. Но если канифоль не справляется с этой задачей и эту оболочку со стали снять не может, то паяльный жир — пожалуйста!
Если металл не хочет лудиться, применяют паяльную кислоту. Преимущества кислоты в том, что она быстрее и качественнее обезжиривает детали для пайки, чем канифоль и жир паяльный.
Недостаток ее в том, что после пайки она еще долго реагирует с металлом, а также является очень неплохим проводником электрического тока, поэтому ее никогда уважающие себя электрики и электронщики не используют, им ни к чему посторонние пути прохождения тока.
Медь, бронзу, латунь можно паять канифолью или флюсом, свинец канифолью не будет паяться, нужно паять паяльным жиром. Если никель, сталь или железо то применяют паяльную кислоту, после пайки остатки кислоты нужно смыть водой. Если есть вариант выбора, то стоит выбирать все таки паяльный жир, т.к. он совмещает в себе преимущества и кислоты и жидкой канифоли (флюса).
Бура
Это высокотемпературный флюс (700-900*С), буру используют как флюс для пайки сталей, чугуна, меди и её сплавов среднеплавкими медными, латунными, золотыми и серебряными припоями. Расплавленная бура растворяет окислы металлов и очищает поверхность спаиваемых деталей. После применения буры при пайке необходимо удалять оставшиеся соли, применяя механическую зачистку.
Бура с борной кислотой при смешивании по весу один к одному образует борный флюс. Нужно перемешать составляющие, тщательно растереть в фарфоровой ступке, нагревая растворить в дистиллированной воде и выпаривать до твёрдого остатка. Для повышения активности флюса в смесь добавляют фтористые и хлористые соли.
Оксидал
Применяется для очистки жал паяльников или для пайки окисленных выводов радиодеталей. Для лучшего действия оксидала паяльник должен быть не менее 40 ватт. Продается оксидал в виде порошка, при работе с ним он выделяет неприятный запах и место около пайки покрывается «инеем». После пайки оксидалом остатки удаляются механическим путем.
Цапонлак
Цапонлак применяют для покрытия печатных дорожек с целью защиты их от внешних воздействий, например для защиты от влаги. Со временем на местах спайки радиодеталей могут появляться микротрещины, а проникновение в трещину паров воды со временем вызывает образование не проводящих тока оксидов. Цапонлак, нанесенный на точку пайки, образует прочную поверхностную упругую пленку и защищает это место от влаги.
Цапонлак бывает разных цветов: зеленого, красного, синего… Наносить его на плату лучше кисточкой или мягкой губкой. Покрывать цапонлаком (и вообще любыми ацетоносодержащими веществами) печатные платы целиком не рекомендую. Для этих целей продаются специальные бесцветные лаки.
Плата, покрытая цапонлаком:
Цапонлак удобно применять для фиксации резьбовых соединений, например чтобы не развинчивалась гайка.
