Полезно иметь небольшое количество так называемого «розового сплава», который имеет очень низкую температуру плавления (не более 90-100 градусов Цельсия). Этот сплав может быть полезен при демонтаже радиодеталей, которые припаяны к современной печатной плате.
Припои для пайки: классификация, свойства, критерии выбора
Электрическое соединение радиодеталей осуществляется с помощью пайки, что позволяет ремонтировать многие приборы и устройства. В некоторых случаях пайка соединяет компоненты, которые невозможно соединить даже пайкой. Современные технологии сварки и сварочные инструменты позволяют обрабатывать широкий спектр материалов. Однако один крепеж не может охватить все условия работы, поэтому на практике используются различные виды сварных швов.
Сварной шов — это смесь легкоплавких металлов, которая может обеспечить хороший контакт между двумя поверхностями путем сварки. При нагревании сварной шов переходит из твердого состояния в жидкое, что позволяет ему растекаться по окружности свариваемой детали или в месте контакта. Это обеспечивает молекулярное сцепление благодаря высокой степени адгезии.
Металлы-наполнители могут содержать широкий спектр компонентов, которые придают им необходимые эксплуатационные характеристики. Однако подавляющее большинство из них представляют собой смесь свинца и олова, первый из которых обеспечивает твердость и огнеупорность, а второе — легкость и более низкую температуру плавления. В состав могут входить и другие компоненты: серебро, никель, цинк, медь, кобальт, висмут, сурьма и другие.
Из-за состава из нескольких компонентов процесс плавления также проходит в несколько фаз: Более легкоплавкие компоненты разрезаются первыми, а тугоплавкие компоненты остаются на этом этапе в виде кристаллов. Затем они тоже тают, смесь становится однородной и обеспечивает максимальное наполнение и контакт. Однако флюсы используются вместе со сваркой для достижения лучшего заполнения и защиты от окисления.
Классификация
Все критерии классификации сварщиков представляют собой довольно широкое поле, доступное, пожалуй, только узким специалистам. Чтобы упростить выбор определенных марок, их выпускают для конкретных целей — сварки алюминия, ювелирных изделий, медной проволоки, радиодеталей и т.д. Особенно важно учитывать такой параметр, как температура. Например, при пайке микросхемы нельзя использовать припой той же марки, что и при соединении нитей, так как чувствительный компонент может быть сожжен и поврежден.
Паяльные флюсы классифицируются по следующим критериям
- По способу подачи флюса — бесфлюсовые и самоподающие; при первом способе флюс подается отдельно, а при втором — флюс входит в состав,
- По основному сварочному элементу — сварка олова, никеля, кобальта, кобальта, марганца, титана, серебра, циркония, ванадия, смешанная сварка и т.д.
- В зависимости от процесса производства существуют сборные изделия или изделия, сформированные непосредственно в процессе сварки,
- В зависимости от растворимости компонентов существуют полностью расплавленные и частично расплавленные продукты,
- По форме выпуска — оловянная проволока, катанка, прутки, стержни, листы, гранулы, паста,
Форма для сварки
- Температура плавления — есть те, которые плавятся при низкой температуре, и те, которые плавятся при высокой температуре.
Последний критерий является наиболее важным при выборе сварки оловянно-свинцовым сплавом и поэтому более подробно описан ниже.
Мягкие сварные швы .
Сплавы, пригодные для сварки плавлением, представляют собой композиции, которые являются жидкими при температуре от 145°C до 400°C. Однако они имеют относительно низкую прочность на разрыв; для легкоплавких сплавов прочность на разрыв составляет не более 7 кг/мм 2. Наиболее распространенными являются сплавы олово-свинец. Мягкие сварные швы часто используются в радиоэлектронике для печатных плат или компонентов.
Тугоплавкий (твердый) .
Твердый припой имеет гораздо более высокую механическую прочность, но температура его плавления выше 400°C, что неприемлемо для большинства радиокомпонентов, поскольку он может быть поврежден даже горячим жалом паяльника. Две самые большие группы в этой категории — это сплавы меди и серебра. Медные сплавы склонны к сцеплению с цинком, но они очень хрупкие, поэтому подходят для твердых сплавов, которые подвергаются только статическим нагрузкам. Сварочные аппараты серебряной сварки универсальны и могут использоваться для сварки всех точечных швов, но их стоимость также достаточно высока.
Сварочные пасты .
Сварочные пасты также являются ингредиентом для сварки радиодеталей, но используются для небольших легкоплавких металлических деталей. Состав пасты содержит измельченные кусочки припоя в жидком текучем растворе. Они используются на печатных платах или оборудовании, подверженном воздействию высоких температур, которые могут нанести вред оборудованию. Пасты обычно припаиваются без электрического паяльника с помощью фена или могут быть просто нанесены в качестве проводящего клея.
Клеевая паста наносится партиями и может быть нанесена с помощью специального трафарета, шприца или капельного картриджа.
Основные свойства припоев
При выборе конкретного типа клея для склеивания кабелей из меди или алюминиевого сплава следует учитывать соответствующие технические условия.
Однако для всех композиций можно выделить перечень основных свойств:
- Смачиваемость — показывает, насколько хорошо клей покрывает и прилипает к свариваемым деталям,
- Прочность — определяет способность выдерживать механические силы и напряжения; для этого в состав могут быть добавлены бор, железо, никель, цинк или кобальт,
- Пластичность — пластичность достигается добавлением марганца, висмута, лития и т.д,
- Стойкость к высоким температурам — важна для сварки с твердыми сплавами, используемыми в котлах, печах, воздуховодах и нагревателях; это свойство достигается добавлением вольфрама, циркония, ванадия, нафния, ниобия и т.д.
- Устойчивость к коррозии с трещинами — повышается за счет сплавов меди или никеля.
При работе с радиодеталями — резисторами, конденсаторами, диодами, различными индикаторами, катушками и многим другим — все сводится к поиску подходящего паяльника для конкретного набора электронных компонентов и радиокабелей.
Припои
В начале своей радиолюбительской карьеры многие радиолюбители редко задаются вопросом, что такое пайка и каковы ее свойства.
Для сборки простейшего импровизированного оборудования достаточно обычного PIC-61 или аналогичного устройства. Как говорится, «если бы было что паять…».
Вам даже не нужно покупать припой. Просто возьмите старую печатную плату от электронного устройства и соберите ее вместе с помощью нагретого паяльника, который отжимает контакты припоя.
Этот способ «добычи» особенно важен для тех, кто живет вдали от городов и крупных городских центров, где нет возможности пойти в радиомагазин.
Пайка печатных плат в собранном виде
Однако сварка — это не то же самое, что пайка. На практике человек, имеющий дело с электроникой, должен знать, как ее выбирать. Итак, давайте подробно рассмотрим, какие существуют сварочные материалы, для чего они используются и какие из них лучше всего подходят для сборки электронных схем и ремонта домашних радиоприемников.
Среди сварочного оборудования есть такие, которые специально разработаны для пайки компонентов, очень чувствительных к перегреву. Самым «высокотемпературным» из низкотемпературных сварочных материалов является ПОСК-50-18, имеющий температуру плавления 142-145°C. POSK-50-18 содержит 50% олова и 18% кадмия. Остальные 32% составляет свинец. Присутствие кадмия в сплаве повышает его коррозионную стойкость, но также делает его токсичным.
Следующим сортом в порядке убывания температуры плавления является ROSE (Sn 25%, Pb 25%, Bi 50%); этот сорт называется POSV-50. Температура плавления этого сплава ниже температуры кипения воды (90-94 °C). Он подходит для сварки меди и латуни. Сплав ROSE содержит 25% олова, 25% свинца и 50% висмута. Процентное содержание металлов в сплаве может незначительно отличаться. Обычно он указывается на упаковке под заголовком «Состав».
Этот сплав очень популярен среди радиоинженеров и инженеров-электронщиков в целом. Используется для разборки/сборки компонентов, чувствительных к перегреву. Кроме всего прочего, он идеально подходит для отливки медных дорожек на только что изготовленной печатной плате.
Он также используется в предохранителях, применяемых в радиоаппаратуре.
Сплав WUDA (Sn 10%, Pb 40%, Bi 40%, Cd 10%) — это сплав для еще более низких температур. Температура его плавления составляет от 65 до 72 °C. Поскольку сплав WUDA содержит кадмий (10%), он является токсичным, в отличие от сплава ROSE.
Следует отметить, что сплавы ROSE и WOODA довольно дорогие.
Паяльная паста.
В конце и без того длинного объяснения следует сказать несколько слов о сварочной пасте. В основном используется для пайки SMD-компонентов и бессвинцовых микросхем в корпусах BGA.
Он выглядит как серая суспензия, состоящая из очень маленьких шариков сплава Sn62Pb36Ag2 (состав: 62 % олова, 36 % свинца и 2 % серебра) и флюса. На упаковке указано, что это флюс без флюса, с двумя буквами в обозначении NC (N o C lean — без очистки). Флюс, содержащий шарики припоя, высыхает на воздухе, поэтому его следует хранить в герметичном контейнере.
Паяльная паста Solder Plus
Паяльная паста используется при ремонте мобильных телефонов для пайки микросхем на корпусах BGA. Для ремонта мобильных телефонов требуется дополнительное оборудование, например, специальные трафареты. Паста стоит довольно дорого. И это неудивительно, ведь в нем содержится серебро.
Сегодня бессвинцовые припои используются в массовом производстве электроники.
