Температура плавления олова для пайки, припой ПОС-40 и ПОС-60, технические характеристики

Основные материалы для припоев

• Олово — мягкий, ковкий металл серебристо-белого цвета. Удельный
  вес при температуре 20°С — 7,31. Температура плавления 231,9°С. Хорошо
  растворяется в концентрированной соляной или серной кислоте. Сероводород
  на него почти не влияет. Ценным свойством олова является его устойчивость
  во многих органических кислотах. При комнатной температуре мало поддается
  окислению, но при воздействии температуры ниже 18°С способен переходить в
  серую модификацию (“оловянная чума”). В местах появления частиц серого
  олова происходит разрушение металла. Переход белого олова в серое резко
  ускоряется при понижении температуры до —50°С. Для пайки может применяться
  как в чистом виде, так и в виде сплавов с другими металлами.
• Свинец — синевато-серый металл, мягкий, легко поддается
  обработке, режется ножом. Удельный вес при температуре 20°С 11,34.
  Температура плавления 327qC. На воздухе окисляется только с поверхности. В
  щелочах, а также в азотной и органических кислотах растворяется легко.
  Стоек против воздействий серной кислоты и сернокислых соединений.
  Применяется для изготовления припоев.
• Кадмий — серебристо-белый металл, мягкий, пластичный,
  механически непрочный. Удельный вес 8,6. Температура плавления 321°С.
  Применяется как для антикоррозийных покрытий, так и в сплавах со свинцом,
  оловом, висмутом для легкоплавких припоев.
• Сурьма — хрупкий серебристо-белый металл. Удельный вес 6,68.
  Температура плавления 630,5°С. На воздухе не окисляется. Применяется в
  сплавах со свинцом, оловом, висмутом, кадмием для легкоплавких
  припоев.
• Висмут — хрупкий серебристо-серый металл. Удельный вес 9,82.
  Температура плавления 271°С. Растворяется в азотной и горячей серной
  кислотах. Применяется в сплавах с оловом, свинцом, кадмием для получения
  легкоплавких припоев.
• Цинк — синевато-серый металл. В холодном состоянии хрупок.
  Удельный вес 7,1. Температура плавления 419°С. В сухом воздухе окисляется,
  во влажном воздухе покрывается пленкой окиси, которая предохраняет его от
  разрушения. В соединении с медью дает ряд прочных сплавов.. Легко
  растворяется в слабых кислотах. Применяется для изготовления твердых
  припоев и кислотных флюсов.
• Медь — красноватый металл, тягучий и мягкий. Удельный вес 8,6 —
  8,9. Температура плавления 1083 С. Растворяется в серной и азотной
  кислотах и в аммиаке. В сухом воздухе почти не поддается окислению, в
  сыром воздухе покрывается окисью зеленого цвета. Применяется для
  изготовления тугоплавких припоев и сплавов.

Виды и характеристики припоев

монтажа радиоаппаратуры используются легкоплавкие, с температурой плавления 300−450 °C. Мягкие припои уступают по прочности твердым, хотя для сборки электроприборов используются как раз они.

Легкоплавкие сплавы — это обычно сплав свинца и олова главным образом. Немного есть легирующих элементов.

Примеси иных металлов вводятся для получения определенных характеристик:

• пластичности;
• температуры плавления;
• прочности;
• устойчивости к коррозии.

Число в обозначении марки говорит о том, сколько процентов олова в нем содержится. Так, у припоя ПОС-40 технические характеристики таковы, что в нем 40% Sn, а ПОС-60 — 60%.

Если марка неизвестна, состав можно оценить по косвенным признакам:

• Температура плавления ПОС — 183−265 °C .
• Если у припоя металлический блеск, значит, в нем достаточно много Sn (ПОС-61, ПОС-90). Если цвет темно-серый, а поверхность матовая, это говорит о высоком содержании свинца, именно он придает сероватый оттенок.
• Припои, содержащие большое количество свинца очень пластичны, а олово придает прочности и жесткости.

Маркировка

Маркировка ПОС обозначает, что припой состоит из смеси олова и свинца. Цифры определяют процентное соотношение олова. В состав также могут входить сурьма, висмут и другие добавки для улучшения характеристик. Например, ПОССу 60 обозначает, что в составе есть добавки сурьмы, а олово составляет 60% от общей массы.

Мягкие припои

Пайка мягкими припоями получила широкое распространение, особенно при
производстве монтажных работ. Наиболее часто применяемые мягкие припои
содержат значительное количество олова.

Таблица 2

При выборе типа припоя необходимо учитывать его особенности и применять
в зависимости от назначения спаиваемых деталей. При пайке деталей, не
допускающих перегрева, используются припои, имеющие низкую температуру
плавления.

Наибольшее применение находит припой марки ПОС-40. Он применяется при
пайке соединительных проводов, сопротивлений, конденсаторов. Припой ПОС-30
используют для пайки экранирующих покрытий, латунных пластинок и других
деталей. Наряду с примеиением стандартных марок находит применение и
припой ПОС-60 (60% олова и 40% свинца).

Мягкие припои изготовляются в виде прутков, болванок, проволоки
(диаметром до 3 мм) и трубок, наполненных флюсом. Технология указанных
припоев без специальных примесей несложна и вполне осуществима в условиях
мастерской: свинец расплавляют в графитовом или металлическом тигле и в
него небольшими частями добавляют олово, содержание которого определяют в
зависимости от марки припоя.

Для пайки различных деталей, не допускающих значительного перегрева,
применяются особо легкоплавкие припои, которые получают добавлением в
свинцово-оловянные припои висмута и кадмия или одного из этих металлов. В
табл. 3 приведены составы некоторых легкоплавких припоев.

Таблица 3

При использовании висмутовых и кадмиевых припоев следует учитывать, что они обладают большой хрупкостью и создают менее прочный спай, чем свинцово-оловянные.

Таблица 4

Солидус – температура, ниже которой сплав полностью твердый. Ликвидус – температура, выше которой сплав полностью жидкий. Следовательно при температуре между температурами ликвидус и солидус сплав будет представлять собой «кашу».

Эвтектическим для системы Sn–Pb будет сплав с 61,9% олова, поэтому припой ПОС-61 самую низкую температуру ликвидус. Припой ПОС61 также обладает самой высокой прочностью среди припоев ПОС. Предел прочности при растяжении 6,7 – 7,5 кг/мм2.

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 142–1450C.

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 – 940C. Он предназначен для пайки меди и латуни.

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 – 720C. 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.

Общие сведения о пайке

Что главнее в работе паяльщика: инструмент или материал? Важным является все: и паяльник, и припой, и флюс. Многообразие паяльников связано с объектом пайки. Массивные детали прогревают мощными паяльниками, а микроскопические схемы чипов — маломощными. Профессиональные паяльщики применяют несколько видов этих нагревательных инструментов.

Классификация паяльников по мощности:

• Паяльник с нихромовой вставкой мощностью 25 ватт — это обычный хозяйственный инструмент, которым пользовались умельцы, радиолюбители, электронщики. Популярны они и по сей день, довольно дешёвые, служат до 10 лет. Металлическая вставка в виде медного прута, кончик которого срезан под 60 градусов. Применяется в 90% случаях, которые возникают в хозяйственных ситуациях, даже многие ремонтные мастерские ими пользуются.
• Второй вид — это более мощный с нагревателем в 40 ватт и нихромовой вставкой, в два раза тяжелее и больше своего собрата в 25 ватт. Применяется для более сложных работ. Жало заточено под клин, похоже на отвёртку, но применять его для завинчивания шурупов нельзя. Такая заточка сделана для удобства пайки массивных деталей, для прогрева до 190 С. Используют их профессионалы, для домашнего использования не рекомендуется.
• Третий вид — это газовый паяльник, три в одном. Сам паяльник с медным сердечником, заточенным под иглу. Вторая функция — фен, способный прогреть объект до 600 градусов. Газовая горелка- в этом случае меняется насадка, инструмент выполняет функции горелки на газу, прогревает детали до температуры 1300 градусов.
• Четвёртый тип — это современный керамический паяльник. Чемпион по сравнению со всеми представленными инструментами. Имеет очень тонкое жало, способное паять миллиметровые точки, применяется для выполнения очень точных работ. Мощность — 100 ватт. Комплектуется паяльной станцией с диапазоном температур от 200 до 480 градусов. Среди специалистов используется как универсальный инструмент.

Параметры выбора

• Состав определяет, из каких веществ выполнен припой. От этого зависит температура его плавления и, следовательно, сфера применения. Например, алюминий с трудом поддается сварке и пайке. Однако его можно расплавить, если в составе припоя будет не менее 50% олова. Поэтому важно убедиться, что состав и температура припоя подходят для материала деталей, которые нужно спаять.
• Масса припоя влияет на объем работ, который планируется выполнить. Если паять нужно много и часто, то целесообразно купить материал весом в 1 кг.

На нашем сайте представлен широкий ассортимент припоев. Если вам нужна консультация, позвоните по телефону 8-800-333-83-28.

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 &raquo Радиоэлектроника для начинающих &raquo Текущая страница

Также Вам будет интересно узнать:

Полезная информация

Особенность припоя в том, что он имеет температуру плавления ниже, чем у соединяемых деталей. Он хорошо растекается по детали, растворяя металл, из которого она изготовлена.

Припои для пайки алюминия

Пайка алюминия вызывает большие затруднения вследствие его способности
легко окисляться на воздухе. В последнее время находит применение пайка
алюминия с помощью ультразвуковых паяльников.

Таблица 8

При пайке алюминия в качестве флюсов применяют органические вещества:
канифоль, стеарин и т. п.

Последний припой (твердый) применяется со сложным флюсом, в состав
которого входит:

• хлористый литий (25—30%),
• фтористый калий (8—12%),
• хлористый цинк (8—15%),
• хлористый калий (59—43%).

Температура плавления флюса около 450°С.

Свойства оловянно-свинцовых припоев

Наиболее важное свойство припоев — сопротивление срезу, так как большинство паяных соединений работает на срез.

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

Припои должны обладать как высоким сопротивлением разрыву, так и максимальной вязкостью. По данным таблицы можно установить взаимозаменяемость высокооловянных и малооловянных припоев. Например, припой ПОС 18 в отношении вязкости несколько лучше припоя ПОС 40, причем незначительно отличается от последнего по прочности.

Поэтому все преимущества в этом отношении будут за припоем ПОСС 4-6. Остальные припои (ПОС 18, ПОС 30 и ПОС 40) имеют несколько меньшую твердость. Ударная вязкость (сопротивление удару) имеет наибольшее значение для чистого олова, но припой ПОС 40 и ПОС 30 немногим отличается в этом отношении от олова.

Температура плавления припоя имеет тоже большое значение: от нее зависит выбор метода паяния. Наиболее низкой температурой плавления обладает припой ПОС 62, содержащий 62 % олова. Этот припой применяют в случаях, когда при паянии нельзя перегревать детали, например при соединении очень тонких проводов.

Возможность применения в таких случаях тройных легкоплавких сплавов, в которых низкая точка плавления достигается добавкой третьего компонента (например, висмута), исключается, в связи с тем, что тройные сплавы не обладают такой высокой вязкостью, как двойные сплавы.

Таблица 9

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

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

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

Твердые припои

Твердые припои создают высокую прочность шва. В электро- и радиомонтажных работах они используются значительно реже, чем мягкие припои.

Таблица 5

В зависимости от содержания цинка изменяется цвет припоя. Эти припои
применяются для пайки бронзы, латуни, стали и других металлов, имеющих
высокую температуру плавления. Припой ПМЦ-42 применяется при пайке латуни
с содержанием 60—68% меди. Припой ПМЦ-52 применяется при пайке меди и
бронзы.

Медно-цинковые припои изготовляются путем сплавления меди и цинка
в электропечах, в графитовом тигле. По мере расплавления меди в тигель
добавляют цинк, после расплавления цинка добавляется около 0,05% фосфорной
меди. Расплавленный припой разливается в формочки.

Таблица 6

Серебряные припои обладают большой прочностью, спаянные ими швы хорошо
изгибаются и легко обрабатываются. Припои ПСР-10 и ПСР-12 применяются для
пайки латуни, содержащей не менее 58% меди, припои ПСР-25 и ПСР-45 — для
пайки меди, бронзы и латуни, припой ПСР-70 с наиболее высоким содержанием
серебра — для пайки волноводов, объемных контуров и т. п.

Таблица 7

Первый из них применяется для пайки меди, стали, никеля, второй,
обладающий высокой проводимостью,— для пайки проводов; третий может
применяться для пайки меди, но не пригоден для черных металлов; четвертый
припой обладает особой легкоплавкостью, является универсальным для пайки
меди, ее сплавов, никеля, стали.

В ряде случаев в качестве припоя используется технически чистая медь с
температурой плавления 1083°С.

Технические характеристики припоев пос и поссу

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.

Технические характеристики припоя пос-10

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.

Достоинства припоя ПОС-10:

• высокая температура плавления полезна при пайке корпусов аппаратуры.

Недостатки припоя ПОС-10:

• низкая прочность и сопротивление разрыву около 3,2 кгс/кв.мм.;
• высокое удельное сопротивление — 0,2 Ом х кв.мм./м;
• высокое содержание свинца, опасного для здоровья.

Технические характеристики припоя пос-63

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.

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.

Достоинства припоя ПОС-63:

• самый распространенный припой ПОС серии;
• сравнительно низкая температура плавления;
• совпадение точек солидуса и ликвидуса;
• низкая стоимость;
• поставляется в виде проволоки с заполнением флюсом.

Недостатки припоя ПОС-63:

• часто подделывают, особенно китайцы;
• содержит свинец, что увеличивает стоимость утилизации электронной техники согласно современных норм безопасности.

Технические характеристики припоя пос-90

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.

Достоинства припоя ПОС-90:

• низкое содержание свинца;
• редко подделывают;
• низкое сопротивление;
• высокая прочность.

Недостатки припоя марки ПОС-90:

• высокая стоимость (выше, чем пос-61);
• низкая пластичность.

Технические характеристики припоя поссу-61-0,5

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.

Достоинства припоя ПОССу-61-0,5:

• повышенна адгезия к поверхности металла за счет содержания сурьмы;
• технические характеристики практически совпадают с ПОС-61.

Недостатки припоя марки ПОССу-61-0,5:

• трудно найти в продаже;
• повышенная стоимость.

Химические препараты для работы

В связи с тем, что жало паяльника чистое и сухое, а технология паяния предусматривает флюсы, необходим набор химических препаратов. Для качественной работы рекомендуется следующий перечень флюсов:

• Канифоль — универсальное и популярное вещество, без которого ни один паяльщик не приступит к работе. Применение обязательное. Продаётся в сухом виде.
• Флюс ЛТИ-120 химически активное вещество, в состав которого входит ортофосфорная кислота для снятия окислов с металла. Принцип действия как у обычной канифоли. Применяется для работы с окислившимся металлом. Смывать после завершения процесса не требуется.
• Флюс Ф-38М — это активное кислотное вещество, которое необходимо смывать после работы. Применяется для пайки нихрома, алюминия, нержавеющей стали. Отмывается обезжиренным бензином.
• Паяльная кислота, более дешёвый вариант флюса Ф-38М. Применяется в исключительных случаях, так как имеет свойство разъедать металл. Помогает при пайке нержавейки, бронзы, никеля, нихрома.
• Глицерин — маслянистая жидкость, окислительными свойствами не обладает, безопасна, не приносит вреда изделиям. Смывается обычной водой.
• Самодельный флюс — на 200 грамм изобутилового спирта добавляется 200 грамм этилового, водка не подходит, так как содержит воду. В смесь спиртов добавляется 50 грамм глицерина и 100 грамм канифоли. Получается концентрированный раствор, обладающий неактивными свойствами, смывается водой.
• Флюс индикаторный ТТ. Плотность геля. Имеет пастообразную структуру, не течёт, не требует отмывки. На маркировке рекомендация производителя: не смывать, предохраняет контакты от окисления.