Припой и флюс для пайки, назначение, химсостав, приготовление

Про состав припоя

Название припоя оловянно-свинцовой группы говорит о содержании в нем олова. Например ПОС-40 содержит 40 % олова, а ПОС-61 — почти 61 % олова. Остальная часть состоит из свинца и дополнительных примесей. По внешнему виду можно на глаз прикинуть состав. Если припой ПОС более матовый и темный, то он больше содержит свинца. Если более светлый и блестящий — то больше олова. Лучше всего это познается в сравнении. Как выглядит лист олова и лист свинца смотрите на фото.

Прочность припоя зависит не только от легирования сплава, но и от паяемого металла. Например, для пайки меди или цинка в припой ПОС добавляют несколько процентов меди или цинка соответственно. Это снижает химическую эрозию металла и увеличивает поверхностную прочность соединения.

Проволочный припой с флюсом Kristall 400

Проволочный припой с флюсом может быть с содержанием галогенов и без галогенов. как правило, проволочный припой с флюсом, отличающийся высокой активностью, содержит соединения галогенов. стандартно компания STANNOL предлагает пять видов проволочного припоя с флюсом, содержащего галогены, которые могут использоваться в электронной промышленности как продукт, не требующий отмывки.

Проволочные припои с флюсом серии Kristall были разработаны специально для того, чтобы оставлять прозрачные остатки флюса на печатной плате. Проволочный припой с флюсом Kristall 511 отличается меньшей активностью, чем hs10 и может использоваться в качестве альтернативы, если на поверхности требуется наличие бесцветных остатков флюса.

Проволочный припой с флюсом hs10 представляет собой проверенный временем проволочный припой с флюсом на основе канифоли. характеризуется быстрой смачиваемостью на традиционных поверхностях. подходит как для ручной пайки, так и для автоматической быстрой подачи к месту пайки в промышленной сфере.

Максимальную активность флюса в проволочном припое гарантирует паяльный флюс 2630. он используется на поверхностях, плохо поддающихся пайке, и в случае с большими поперечными сечениями, которые забирают много тепла с точки пайки.

Проволочные припои с флюсом без содержания галогенов используются в тех случаях, когда на производстве нельзя использовать продукцию с содержание галогенов и требуется более высокая электрическая безопасность остатков флюса. По сравнению с галогеносодержащим паяльным флюсом данный флюс отличается меньшей активностью.

Проволочный припой с флюсом Kristall 400 является безгалогенным вариантом серии Kristall от STANNOL. для данного паяльного флюса характерны прозрачные остатки и хорошая активность, благодаря которой можно добиться превосходных результатов пайки.

Проволочный припой с флюсом ks100 является безгалогенным вариантом для процессов пайки с повышенными термическими требованиями. Еще одним преимуществом паяльного припоя ks100 является незначительное выделение паров, а также минимальное разбрызгивание флюса.

Не содержащий галогенов проволочный припой с флюсом hf32 сочетает в себе высокую активность с хорошей текучестью и оставляет незначительное количество остатков флюса на печатной плате. Припой hf32 может использоваться как для ручной пайки, так и для механизированных паяльных работ.

Проволочный припой с флюсом hf34 является самым активным безгалогенным припоем с флюсом компании STANNOL. Его активность основана на органических кислотах. Чтобы добиться хорошего результата пайки, достаточно лишь незначительного количества проволочного припоя с флюсом. Благодаря этому на печатной плате остается незначительное количество остатков флюса. Однако из-за особого состава необходимо проверять, допустимо ли их наличие на печатной плате.

Проволочный припой с флюсом, содержащий галогены, как правило, активирован сильнее, чем припой без содержания галогенов. В процессе пайки проволочный припой с активированным флюсом, содержащий галогены, в большинстве случаев отличается лучшей смачиваемостью. Проволочный припой с флюсом без содержания галогенов либо его остатки, как правило, намного реже вызывают коррозию на подвергаемом пайке изделии.

Остатки флюса могут оставаться на месте пайки. коррозийные реакции на месте пайки не возникают. при использовании высоко активированных флюсов при необходимости после пайки следует удалять остатки, поскольку в противном случае возможно возникновение коррозии на месте пайки и вокруг него.

Прутковые, брусковые и сплошные припои используются в самых разных сплавах в электронике в паяльных станциях для пайки волной припоя и в установках селективной пайки в качестве базового и дополнительного припоя. Припои STANNOL для электроники изготавливаются исключительно из металлов первой плавки. Для этого мы применяем, например, только олово чистотой 99,9%.

Паяльный флюс используется при пайке мягким припоем для надежного удаления оксидов и других загрязнений с печатных плат и деталей. Только так можно добиться прочного паяного соединения.

Благодаря своему многообразию и обширной сфере применения продукты серии EF отвечают многочисленным требованиям, которые предъявляются на сегодняшний день к современным паяльным флюсам производителями электронной техники. По большей части серия EF разработана для нанесения с помощью современных систем флюсования методом распыления.

Благодаря разной степени активации флюсов в данной серии для каждого процесса можно подобрать оптимальную активацию в соответствии с требованиями к пайке и надежности соединения. Например, для туннельной печи для пайки в среде азота можно выбрать очень низкую активацию, а для пайки поверхностей, хуже поддающихся пайке, и на более старом оборудовании — более высокую активацию.

Так, в полностью безгалогенной серии флюсов EF имеются флюсы с канифолью и без, с минимальным количеством активатора и очень универсальные паяльные флюсы, с помощью которых можно удовлетворить все требования современного производства электротехники. Все эти паяльные флюсы объединяет тот факт, что, несмотря на разное количество остатков на паяных печатных платах, они гарантируют высокую либо очень высокую степень электрической безопасности.

Паяльный флюс EF350 по сравнению с флюсом EF330 увеличивает сопротивление изоляции остатков благодаря незначительному добавлению канифоли, одновременно сокращая образование утолщений спайки. Хорошая активация паяльного флюса EF350 обеспечивает широкий диапазон параметров процесса и благодаря этому помогает добиться хороших результатов даже при селективной пайке.

Паяльные флюсы серии EF200 слабее активированы и проявляют свои сильные стороны при использовании в туннельных печах для пайки в среде азота, поскольку из-за более низкого содержания твердых частиц они оставляют на печатной плате меньше остатков. Паяльный флюс EF270F является оптимальным вариантом для нанесения пенным флюсованием и отличается, прежде всего, тем, что шапка пены имеет мелкие пузырьки.

Важнейшим критерием при разработке новейшего паяльного флюса серии EF — EF250 — было сокращение загрязнений с помощью флюса. Используя паяльный флюс EF250, можно уменьшить трудозатраты и расходы на очистку оборудования, а также значительно сократить количество остатков флюса на самом узле. Разумеется, при одновременно надежной смачиваемости и с соблюдением общепринятых критериев проверки электрической безопасности.

Паяльный флюс 500-6B — это хорошо активированный флюс, у которого электрическая безопасность остатка стоит на первом месте. Твердая фаза состоит из активаторов и довольно высокого процента канифоли. Придется смириться с повышенным количеством остатков, которые, однако, гарантируют очень высокие значения сопротивления изоляции.

Паяльный флюс, разработанный специально для пайки методом погружения, благодаря очень большому содержанию твердых частиц гарантирует наличие еще достаточно активного флюса на спаиваемой детали даже при высокой температуре ванны для пайки методом погружения. Даже если части флюса в ванне для пайки будут разрушены под воздействием высокой температуры, можно добиться хорошего результата пайки.

Флюс это вспомогательное вещество, необходимое для освобождения поверхностей спаиваемых деталей от окислов и лучшему растеканию припоя по поверхности металла при пайке. Без применения флюса выполнить паяльником качественную пайку практически не возможно.

При приготовлении наиболее популярных флюсов для пайки электрическим паяльником, применяется канифоль. Ее получают из древесины деревьев хвойных пород, в основном сосны. При температуре около 50°С канифоль размягчается, а при 250°С начинает кипеть.

Канифоль не устойчива к воздействию атмосферной влаги – гидролизуется. Она состоит на 85-90% из абиетиновой кислоты. Если не удалить остатки канифоли после пайки то происходит окисление места пайки. Многие этого не знают и считают, что канифоль для металла безвредна. Кроме того, впитывая воду из атмосферы, канифоль увеличивает свою проводимость и может нарушать работу электронных устройств, особенно высоковольтных их цепей.

Паяльная паста (тиноль) представляет собой композицию из припоя и флюса. Паста не заменима при пайке паяльником в труднодоступных местах, и при монтаже бескорпусных радиодеталей. Паста наносится лопаткой в нужном количестве на место пайки и затем прогревается электрическим паяльником. Получается красивая и качественная пайка. Особенно удобно ее применение при отсутствии опыта работы с паяльником.

Пасту можно изготовить самостоятельно. Для этого нужно выбрать марку припоя, подходящего для пайки требуемого металла. Далее напильником с крупной насечкой напилить из прутка опилок. Затем в подобранный из таблицы жидкий флюс для пайки добавлять, перемешивая опилки до получения состава пастообразного состояния. Хранить пасту нужно в герметичной упаковке. Срок хранения пасты не более полгода, так как опилки припоя со временем окисляются.

Чаще всего латунные припои применяются при необходимости сочленения изделий, изготавливаемых из того же материала.

Технические характеристики припоя ПОС-30

Чтобы не расписывать все технические характеристики припоев оловянно-свинцовой группы, просто приведу таблицу параметров. По ней можно определить температуру плавления, плотность, удельное электросопротивление, теплопроводность, временное сопротивление разрыву, относительное удлинение, ударную вязкость и твердость по Бринеллю припоев.

Анализ таблицы показывает, что самым легкоплавким среди списка является кадмиевый с характеристикой по температуре плавления 145 градусов Цельсия. Самым прочным является припой для пайки ПОССу 4-6 с временным сопротивлением разрыву 6,5 кгс/кв. мм.

Припой ПОС 10 имеет отличительный химический состав. Он содержит 9-10 % олова, около 89 % свинца, 0,2 % висмута, 0,1 % сурьмы и остальные примеси в незначительных количествах. Припой ПОС-10 применяется для пайки и лужения контактных поверхностей электроники. Например им паяют реле и заливают контрольные пробки в корпусах радиоэлектроники.

Температура пайки ПОС-10 составляет 299 градусов Цельсия. Точка солидуса равна 268 градусов.

Припой для пайки марки ПОС 30 является промежуточным звеном между ПОС 10 и ПОС 40. Состав припоя ПОС 30 следующий: 30 % олова и 69,5 % свинца. Остальное — это примеси и легирование. Припой ПОС 30 может быть легко заменен на ПОС 40, о котором рассказано ниже. Температура плавления (ликвидус) равна 238 градусов, а температура пластичности (солидус) равна 183 градуса Цельсия. Согласно техническим характеристикам, припой ПОС 30 чаще применяется для пайки и лужения листового цинка и радиаторов.

По химическому составу состоит на 39-41 % из олова, на 59 % из свинца. Остальные примеси в таком же соотношении, как и у ПОС-10. Припой для пайки ПОС-40 часто применяется для пайки и лужения корпусов радиоаппаратуры из оцинкованного железа с оцинкованными швами.

Температура пайки припоя равна 238 градусов Цельсия, а солидус — 183 градуса.

Обозначение припоя , как мы выяснили, довольно спорное, но против ГОСТа не попрешь. ПОС-61 применяют для пайки и лужения электронных компонентов и печатных плат точных приборов с высокогерметичными швами, для которых не допускается перегрев.

Припой ПОС 63 описан в ГОСТе и в отраслевом стандарте OCT 4Г 0.033.200. Под припоем ПОС-63 понимают такой сплав, который состоит на 63 % из олова и на 37 % из свинца. Это некая модернизация припоя ПОС-61, подогнанная под международный стандарт J-STD 006В. Большинство также имеют маркировку Sn63Pb37. Это эвтектические сплавы с температурой плавления 183 градуса Цельсия.

Применяется ПОС-63 для пайки и лужения выводов микросхем и корпусированных радиокомпонентов, печатных плат, проводов и кабелей. В общем, из современных припоев — этот самый распространенный. Технические характеристики припоя ПОС 63 примерное такие же, как у ПОС-61. Но точных значений я пока не нашел.

Маркировка припоя ПОССу-61-0,5 обозначает тип сурьмянистого припоя с содержанием олова 61 %, сурьмы до 0,5 % и свинца около 38 %. Такой припой применяется для пайки и лужения печатных плат и оцинкованных радиодеталей при повышенных требованиях по температуре эксплуатации. А вот его температура плавления равна 189 градусов.

Припой марки ПОС-90 на 90 % состоит из олова и на 10 % из свинца. Еще в нем около 0,1 % сурьмы и 0,05 % меди. Применяется он в основном для пайки и лужения внутренних швов пищевой посуды и медицинской аппаратуры. Да, 10 % свинца и уже можно пихать в пищевые продукты — удивительно, но все по ГОСТу 1976 года. Согласно техническим характеристикам температура плавления припоя типа ПОС 90 равна 220 градусов.

Сплавы ecoloy tsc

Сплавы ecoloy tsc (tin, silver, copper = олово, серебро, медь) хорошо зарекомендовали себя как надежные бессвинцовые припои для производства электронных компонентов. сплавы tsc доступны в разных вариантах исполнения и отличаются уровнем содержания олова, серебра и меди.

Прежде всего, следует выделить эвтектические сплавы tsc с sn95,5ag3,8cu0,7, характеризующиеся низкой температурой плавления 217°c и исключительной смачиваемостью. Широко распространенным является сплав tsc305 с sn96,5ag3,0cu0,5, отличающийся незначительным содержанием серебра и благодаря незначительному содержанию меди обещающий более длительный срок службы.

Еще более выгодным в экономическом отношении является сплав tsc0307, содержащий 99% олова, всего лишь 0,3% серебра и 0,7% меди. в данном случае можно сэкономить до 90% на серебре, и это на фоне практически тех же самых технологических свойств.

Сплав tc (sn99cu1 / sn99,3cu0,7) является бессвинцовым припоем, которым можно заменить эвтектические или близкие к ним оловянно-свинцовые сплавы. Существенное преимущество данного продукта заключается в отказе от серебра, что, само собой разумеется, влечет за собой значительную экономию затрат, а также в определенной температуре плавления 227°c и хорошей смачиваемости.

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. Чтобы услышать эффект от такого припоя, нужны не только высококачественный источник звука, излучатель звука, но и прекрасный слух. Специалисты и составляют свои сплавы для лучшей звукопередачи.

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?