Наша сеть партнеров Banwar
2002
Всі статті циклу:
Продовжуємо знайомство з хімічними засобами, що застосовуються в електроніці. У цій статті мова піде про матеріали, що використовуються при пайку. Процес пайки полягає в тому, що сполучаються матеріали прикладають один до одного і проміжок між ними заповнюють розплавленим металом, який після застигання утворює міцно тримає спаюється елементи прошарок. Цей прошарок являє собою евтектичних (об'ємно-твердіє) сплав металів, процентне вагове співвідношення яких визначається що стоять завданнями і умовами застосування.
припій
Вибір припою для пайки залежить:
- від типу з'єднуються металів;
- від способу пайки;
- від температурних обмежень на власне процес пайки і подальшу експлуатацію;
- від масогабаритних параметрів елементів пайки;
- від необхідної корозійної стійкості та ін.
Якісний припій повинен відповідати наступним вимогам:
- хороша текучість в розплавленому стані;
- хороша змочуваність поверхні, що з'єднуються;
- прогнозовані параметри в твердому стані (механічна міцність, стійкість до впливу агресивних чинників навколишнього середовища, електропровідність, усадочні напруги, коефіцієнт теплового розширення, твердість, відносне подовження і т. п.)
Вітчизняні виробники випускають припої під найменуваннями ГОСТу, а імпортні, як правило, класифікуються фірмами-виробниками припоев, що ускладнює їх ідентифікацію. На світовому ринку найбільш відомі припої під торговими марками виробників: Alpha Metals, ASAHI, Cobar, Ersa, HARRIS, Heraeus, InterFlux, Multicore, Philips, Ctannol. У марках вітчизняних припоев закладено найменування входять до їх складу хімічних елементів і їх процентне вагове зміст. В області виробництва і ремонту електричного й електронного устаткування найбільше застосування знайшли олов'яно-свинцеві припої:
- безсурьмяністие (ПОС);
- малосурм'янистих (ПОССу), де вміст сурми становить менше 0,5%;
- сурм'янисті (ПОССу), де вміст сурми більше 0,5%.
Хімічний склад припою визначає його температуру плавлення. Внесення різних добавок призводить до зміни його експлуатаційних властивостей. Як правило, припої під торговими марками відомих виробників мають гарантію задекларованої ступеня чистоти припою, і, отже, відповідність заявленим параметрам. Слід мати на увазі, що тривале порушення умов зберігання не сприяє збереженню номінальних параметрів і параметрів паяльних матеріалів. Збереженню властивостей припою, сприяє використання антиоксидантів і спеціальних відновників припою.
Форма поставляється припою залежить від способу пайки:
- ручний (індивідуальної): контактної, інфракракрасной, ультразвукової, лазерної;
- механізованої (груповий): інфрачервоної, вільний припою, подвійний хвилею припою, в парогазової фазі, лазерної.
Споживачам припои поставляються в формі литих брусків і чушок, прутків, дроту, трубок, стрічок, фольги, порошків, а також у вигляді паяльних паст.
При виробництві та ремонті електричного і електронного устаткування застосовуються припої, що працюють в температурному діапазоні до 450 ° С. Залежно від температури плавлення припої можна розділити на легкоплавкі і м'які, з межею поділу в районі 100 ° С.
Область застосування легкоплавких припоїв:
- паяння та лудіння в умовах, коли потрібно особливо низька температура плавлення припою;
- споювання металів з власної низькою температурою плавлення;
- при з'єднанні компонентів, чутливих до перегріву;
- для використання на першому етапі при багатоступінчастої пайку.
Параметри найбільш уживаних легкоплавких припоїв наведені в таблиці 1.
Таблиця 1
Застосування м'яких припоїв в області виробництва і ремонту електричного й електронного устаткування більш різноманітно. Призначення того чи іншого припою визначається в залежності від виду поставки, технології застосування і використовуваного флюсу. Класифікація м'яких припоїв по області застосування в залежності від їх складу і температур плавлення приведена в табл. 2.
Таблиця 2
флюси
Важливу роль при пайку грає флюс, що оберігає метал від окислення, створює умови для поліпшення змочування металу припоєм. Паяльні флюси застосовуються:
- безпосередньо перед пайкою - для видалення окисної плівки з паяемого матеріалу і з поверхні припою;
- під час пайки - для запобігання утворенню окисних плівок на поверхні паяемого матеріалу і на розплавленому припої.
В процесі пайки, при складально-монтажних роботах з електричним і електронним обладнанням застосовують два види флюсів, що відрізняються механізмом дії:
- неактивні - утворюють покриття на поверхні металу, захищаючи його від окислення (наприклад, мінеральні масла);
- активні - виконують роль хімічних розчинників і поглиначів окислів.
Необхідність видалення залишків флюсу після пайки залежить від того, що входить до складу флюсу: кислоти або комбінації спиртів.
При ручному пайку найбільшого поширення набули флюси, що готуються на основі каніфолі з додаванням неактивних речовин: спирту, скипидару, гліцерину. Залишок каніфолі негигроскопичен і є хорошим діелектриком.
Машинна (групова) пайка більш орієнтована на використання однокомпонентних, бесканіфольних флюсів.
Флюси можуть бути нанесені на поверхню, підготовлювану для пайки, окремо від припою: печаткою, розпиленням у вигляді піни або аерозолю, вільний, зануренням - або одночасно з припоєм: у внутрішніх порожнинах дротяного припою або в складі паяльних паст, що дозволяє в ряді випадків скоротити , а при точкової пайку чистих поверхонь і повністю уникнути попередньої обробки паяються матеріалів флюсом.
паяльні пасти
Припойні пасти, як правило, представляють собою суміш дрібнодисперсного порошку матеріалу припою зі сполучною рідкою основою. Зміст порошку припою становить від 80до 92%. Припойні паста вже містить в собі припій і флюс, а їх пропорція є однією з важливих характеристик пасти. Найчастіше склад паяльних паст висловлюють через співвідношення компонентів матеріалу припою, розмір часток і активність флюсу. Параметри частинок матеріалу припою в паяльної пасти істотно впливають на якість паяного з'єднання. Найбільш важливим параметром є розмір частинок припою, який визначає як спосіб нанесення (дозатор, трафарет), так і власне характеристики технологічного циклу пайки. Як і при будь-якій комбінації «в одному флаконі», є негативні моменти попереднього з'єднання припою з флюсом в паяльної пасти. В основному це проявляється в скороченні терміну зберігання, жорстких умовах утримання і обмеження, що накладаються на період транспортування зібраної плати в зону пайки. Флюс в складі паяльних паст служить не тільки для активації контактируемих металевих поверхонь, видалення з них окислів і запобігання окислення припою в процесі пайки (що необхідно для створення паяного з'єднання), а й забезпечує необхідну розтікання (реологию), а також зміна в'язкості згодом ( тиксотропність) при нанесенні паяльної пасти на друковану плату.
Безпека застосування
Як правило, застосовуються припої і флюси в процесі використання не утворюють токсичних або володіють різким запахом речовин. Вимоги гігієни праці в радіомонтажного виробництві накладають обмеження на використовувані при пайку матеріали:
- виключається застосування свинцево-кадмієвих припоев з вмістом кадмію більше 20%;
- вводяться альтернативні технології із застосуванням безсвинцевим припоев;
- здійснюється перехід на флюси, які не потребують подальшої відмивання.
Однак в процесі пайки відбувається виділення диму, що містить органічні кислоти і пари металів, які можуть викликати алергічні реакції, а при тривалому впливі - і захворювання дихальних шляхів. Крім того, речовини, що містяться в цих димах і в продуктах розкладання, забруднюють місця з'єднань і є осередками корозії. Тому робоче місце і зона пайки повинні бути забезпечені хорошою примусовою вентиляцією або очисними димоулавлівающімі системами, орієнтованими на очистку від димів, що утворюються в процесі пайки.
Умови і варіанти використання хімічних продуктів, які знаходять застосування в процесі пайки при сервісному обслуговуванні, експлуатації та виробництві електричного і електронного обладнання, будуть розглянуті в наступній статті.
Завантажити статтю в форматі PDF 
Інші статті на цю тему:
повідомити про помилку