Температура плавления припоя оловянного: Разновидности Припоев Оловянно-Свинцовых (ПОС) / Статьи — Амперо

Содержание

Пайка металлов. Способы, материалы, припои, флюсы для пайки металлов

Использование пайки известно с древнейших времен. В гробнице вавилонской царицы (III тыс . лет до н. э.), в засыпанной пеплом Везувия Помпее (79 г. до н.э.), во время других раскопок в Египте, Риме и Греции — всюду археологи находили паяные металлические изделия. Припои древних римлян церарий и аргентарий по своему химическому составу близки к существующим в настоящее время ПОС-30 и ПОС-50.

В истории использования пайки можно выделить три периода, которые связаны с развитием источников нагрева и особенностями применяемой техники. Первый период начался в бронзовом веке, когда человечество начало изготавливать изделия из бронзы и источником нагрева служило твердое топливо. Второй период (конец XIX ст.) характеризуется началом применения для нагрева электрической энергии. Третий период начался в 1930–1940-х годах и связан с созданием техники из новых металлов и их сплавов — циркония, вольфрама, алюминиевых, титановых, высокопрочных и жаропрочных сталей и сплавов.

Это привело во второй половине ХХ ст. к разработке принципиально новых способов пайки. В настоящее время технические возможности пайки значительно расширились. Во многих случаях пайка является единственно возможной технологией неразъемного соединения новых материалов.

Пайка — процесс получения неразъемного соединения металлов, находящихся в твердом состоянии, расплавленным припоем. Припоем является материал с температурой плавления ниже температуры плавления паяемых материалов. При пайке (в отличие от сварки) плавится только присадочный сплав — припой, а между паяемым материалом и припоем протекает процесс взаимного растворения компонентов.

Требования, предъявляемые к паяному соединению и характеризующие условия его эксплуатации, определяются служебными свойствами изделия в целом: механическими свойствами, герметичностью, вакуум-плотностью, электросопротивлением, коррозионной стойкостью, стойкостью против термоударов, перегрузок и др.

В процессе пайки расплавленный припой вводится в зазор между нагретыми соединяемыми деталями. Припой смачивает поверхности деталей, растекается и заполняет зазор между ними. Взаимодействие припоя с материалом сопровождается растворением основного металла в жидком припое с образованием эвтектик и твердых растворов, взаимной диффузией компонентов припоя в сторону основного металла и компонентов основного металла в сторону припоя с последующей кристаллизацией жидкой прослойки.

Формирование прочного и надежного соединения зависит от химического состава взаимодействующих металлов, температуры и продолжительности пайки, определяющих физико-химические и диффузионные процессы, протекающие между припоем и основным металлом. Чем выше температура процесса и его длительность, тем больше степень взаимной диффузии между расплавленным припоем и основным металлом и тем выше механическая прочность соединяемых деталей. Кроме того, прочность пайки зависит от величины зазора между паяемыми деталями. Так, при малых зазорах улучшается затекание припоя под действием капиллярных сил, вследствие чего значение временного сопротивления паяного соединения больше значения временного сопротивления самого припоя.

Припой прочно соединяется с поверхностью изделия только тогда, когда хорошо смачивает ее. Для этого поверхность должна быть тщательно очищена от загрязнений. Кроме этого, для удаления пленок оксидов с поверхностей паяемого материала и припоя и для предотвращения их образования при пайке используют паяльные флюсы. Флюсы, кроме того, способствуют лучшему затеканию припоя в зазор между соединяемыми деталями и растеканию по их поверхности. Некоторые припои, содержащие эффективные раскислители (бор, кремний, барий, щелочные металлы

иудтр.) мог ные пленки.

сами выполнять роль флюсов, переводя в шлак оксидКачество паяных соединений зависит от правильного выбора способа пайки, используемых основных и вспомогательных материалов, технологического процесса пайки.

Способы пайки. Современные способы пайки принято классифицировать по следующим признакам: механизмам удаления оксидной пленки с поверхности паяемого материала, видам процессов образования припоя в зазоре, условиям заполнения зазора припоем, температурным и временным режимами кристаллизации паяного шва, температуре пайки и используемым источникам нагрева, наличию или отсутствию давления на паяемые деталив, роедмнеонности и очередности выполнения паяных соединений (рис.

3.76).

По механизмам удаления оксидной пленки способы пайки делятся на флюсовые и бесфлюсовые.

Флюсовая пайка — пайка с применением флюса. При этом флюс может также участвовать в образовании самого припоя путем выделения компонентов, плавящихся при пайке.

Бесфлюсовая пайка — пайка без применения флюса, когда удаление оксидных пленок осуществляется в восстановительной или инертной газовой среде, вакууме, а также за счет применения ультразвука.

В первом случае удаление оксидов происходит при высоких температурах за счет их восстановления или самопроизвольного распада (диссоциации), а при ультразвуковой пайке их разрушение осуществляется за счет ультразвуковых колебаний, создаваемых в расплавленном припое, наносимом на соединяемый металл специальным паяльником.

По видам процессов образования припоя в зазоре способы пайки подразделяются на пайку готовым припоем, контактно-реактивную и реактивно-флюсовую.

Рис. 3.76. Классификация способов пайки

Пайка готовым припоем — способ пайки, при котором используется заранее приготовленный припой. В качестве припоя может использоваться металлический (полностью расплавляемый) или композиционный припой. В композиционном припое помимо металлической основы содержится тугоплавкий наполнитель (порошки, волокна, сетки), который сам не плавится, а при плавлении металла припоя образует разветвленную сеть капилляров, удерживающих под действием капиллярных сил его жидкую часть в зазоре между соединяемыми деталями.

Контактно-реактивная пайка — способ пайки, при котором жидкий припой образуется в результате межфазного взаимодействия и последующего контактного плавления соединяемых материалов или соединяемых материалов и прослойки промежуточного металла. К этому способу пайки относится сваркопайка. Сваркопайка — пайка разнородных материалов, при которой более легкоплавкий материал локально нагревается до температуры, превышающей температуру его плавления, и выполняет роль припоя.

Реактивно-флюсовая пайка — способ пайки, при котором припой образуется в результате химических реакций между основным металлом и флюсом. Например, при пайке алюминия с использованием флюса ZnCl3 в результате химической реакции восстановления

3ZnCl3 + 2Al ↔2AlCl3 + 3Zn

образуется цинк, который служит припоем.

По условиям заполнения зазора припоем пайку можно разделить на капиллярную (ширина зазора

При капиллярной пайке припой заполняет зазор между соединяемыми поверхностями и удерживается в нем за счет капиллярных сил. Соединение образуется в результате растворения металла основы в жидком припое и последующей кристаллизации раствора. Некапиллярная пайка — способ пайки, при котором припой заполняет зазор под действием силы тяжести или прилагаемых извне сил (магнитных, электромагнитных и др.). К этому способу пайки относится пайкосварка. При пайкосварке форма кромок соединяемых заготовок подобна форме кромок при сварке плавлением. Соединение деталей осуществляется приемами, характерными для сварки, а в качестве присадочного металла используется припой,

который под действием силы тяжести заполняет зазор.

Способы пайки по температурным и временным режимам кристаллизации паяного шва подразделяются на пайку с кристаллизацией при охлаждении и кристаллизацией при выдержке (диффузионная).

Температурный режим пайки с кристаллизацией при охлаждении состоит из нагрева припоя до температуры на 50…100 °С выше

температуры его плавления и последующего охлаждения соединения. Этот способ из-за относительно быстрого охлаждения характеризуется отсутствием диффузии в объеме взаимодействующих металлов.

Пайка с кристаллизацией при выдержке (диффузионная пайка) — способ пайки с изотермической выдержкой, при которой образование соединения сопровождается взаимной диффузией припоя и паяемого материала. Для диффузионной пайки характерна продолжительная выдержка при температуре образования паяного шва, а после завершения процесса — при температуре ниже солидуса припоя.

В результате диффузии в шве образуются твердые растворы, что обеспечивает более однородный состав паяного шва и позволяет повысить его прочность и пластичность.

В зависимости от температуры пайки различают низкои высокотемпературную пайку. При низкотемпературной пайке температура плавления припоя

tплtпл ≥ 450 ° С. Целесообразность такого деления обусловлена тем, что используемые основные и вспомогательные материалы существенно отличаются по своим свойствам в зависимости от температуры процесса.

Способы пайки в зависимости от используемых источников нагрева разделяют на пайку в печах, индукционную, погружением, газопламенную, плазменную и паяльниками.

При пайке в печах соединяемые заготовки нагревают в специальных печах: электросопротивления, с индукционным нагревом, газопламенных и газовых. Припой заранее закладывают в шов собранного узла, на место пайки наносят флюс и затем изделие помещают в печь, где его нагревают до температуры пайки. Этот способ обеспечивает равномерный нагрев соединяемых деталей без заметной их деформации.

При индукционной пайке паяемый участок нагревают в индукторе токами высокой частоты. Для предохранения от окисления изделие нагревают в вакууме или в защитной среде с применением флюсов.

Пайку погружением выполняют в ваннах с расплавленными солями или припоями. Соляная смесь обычно состоит из 55 % K Сl и 45 % НС1. Температура ванны — 700…800 °С. При пайке погружением в ванну с расплавленным припоем покрытые флюсом детали предварительно нагревают до температуры 550 ° С. Пайку погружением в расплавленный припой используют для соединения деталей из стальных, медных и алюминиевых сплавов.

При газопламенной пайке заготовки нагревают и припой расплавляют горелками для газовой сварки. В качестве горючих газов используют ацетилен, природные газы, водород, пары керосина и т. п.

При плазменной пайке плазмотроном, обеспечивающим более высокую температуру нагрева, паяют тугоплавкие металлы — вольфрам, тантал, молибден, ниобий и т. п.

При пайке паяльниками основной металл нагревают, а припой расплавляют за счет теплоты, аккумулированной в массе металла паяльника. Для низкотемпературной пайки применяют паяльники с периодическим и непрерывным нагревом и ультразвуковые. Паяльник с периодическим нагревом в процессе работы периодически подогревают посторонним источником теплоты. Для непрерывного нагрева используют электропаяльники. Паяльники с периодическим и непрерывным нагревом чаще используют для флюсовой пайки черных и цветных металлов легкоплавкими припоями с температурой плавления ниже 300…350 °С. Ультразвуковые паяльники применяют для бесфлюсовой пайки на воздухе и пайки алюминия. В этом случае оксидные пленки разрушаются за счет колебаний ультразвуковой частоты.

По наличию или отсутствию давления на паяемые детали способы пайки подразделяются на пайку без давления и пайку под давлением (прессовая пайка). Прессовая пайка используется в тех случаях, когда необходимо обеспечить четкую фиксацию взаимного положения деталей и требуемую величину зазора. Для сжатия деталей с требуемым усилием применяют специальные приспособления — механические зажимы. При высоких температурах этот способ нередко является единственно возможным.

По одновременности выполнения паяных соединений способы пайки делятся на одновременную пайку и ступенчатую. При одновременной пайке за один цикл нагрева в одном изделии (узле) выполняют несколько паяных соединений, а при ступенчатой — каждое последующее соединение выполняют после предыдущего.

Материалы, применяемые при пайке. Материалы, применяемые при пайке, делятся на основные и вспомогательные. К основным материалам относятся припои, а к вспомогательным — паяльные флюсы, восстановительные, инертные газовые среды и вакуум.

Классификация припоев осуществляется по многим признакам, основными из которых являются химический состав и температура плавления. Классификация по химическому составу осуществляется по основным химическим элементам, входящим в их состав (оловянно-свинцовые, оловянные, свинцовые, медно-цинковые, серебряные, медные, палладиевые и др. ).

По температуре плавления все припои подразделяют на припои для низкотемпературной пайки (tплtпл ≤ 145 °С) и легкоплавкие (145 ° С tплtпл ≥ 450 °С): среднеплавкие (450 °С ≤ tпл ≤ 1 100 °С), высокоплавкие (1 100 °С tпл ≤ 1 850 °С) и тугоплавкие (tпл ≥ 1 850 °С). Припои для низкотемпературной пайки используют в промышленности и в быту для пайки изделий, которые не подвергаются воздействию высоких температур и значительных механических нагрузок. Припои для высокотемпературной пайки применяют тогда, когда требуется высокая прочность и (или) работоспособность при больших температурах.

Припои для низкотемпературной пайки. К особо легкоплавким припоям с температурой плавления 45…145 °С относятся сплавы эвтектического состава, содержащие висмут, свинец, олово, кадмий. К таким сплавам относятся, например, сплавы Гутри (tпл = 45 °С), Вуда (tпл = 60,5 °С), Липовица (tпл = 70 °С), Д’Арсенваля (tпл = 79 °С), Розе (tпл = 93,7 °С), Ньютона (tпл = 96 °С), ПОСВ 33 ( tпл = 130 °С), ПОСК 50-18 (tпл = 145 °С).

Особолегкоплавкие припои находят применение, когда опасен перегрев не только паяемого материала, но и материала деталей изделия, не подвергаемых пайке. Такие припои широко применяются в электронике, электротехнике, в частности, при изготовлении приборов противопожарного назначения. Припой ПОСВ 33 применяется для пайки плавких сигнальных предохранителей, а ПОСК 50-18 — для деталей из меди и ее сплавов, не допускающих местного перегрева, в частности, полупроводниковых приборов.

Наиболее распространенными легкоплавкими припоями являются оловянно-свинцовые.

Маркировка оловянно-свинцовых припоев состоит из букв, обозначающих: П — припой, ОС — оловянно-свинцовый, Су — легированный сурьмой, и цифр, следующих после букв через дефис и обозначающих соответственно содержание олова и сурьмы. Буква М в марке припоя ПОС 61М обозначает легирующий элемент Cu

(1,2…2 %). Содержание свинца в марке не указывается и определяется по разности. Например, ПОССу 10-2: П — припой, ОС — оловянно-свинцовый, 10 % Sn, 2 % Sb, остальное — Pb.

Оловянно-свинцовые припои (ПОС 90, ПОС 61, ПОС 40, ПОС 18, ПОС 10 и др.) обладают высокими технологическими свойствами и весьма пластичны. Пайку этими припоями проводят обычно при нагреве паяльником. Минимальную температуру плавления (tпл = 190 °C) и лучшие технологические свойства имеет припой ПОС 61. Его состав близок к эвтектическому в системе «олово – свинец». Наиболее тугоплавким является припой ПОС 10 (tпл = 299 °C). Такие оловянно-свинцовые припои применяются для пайки электрои радиоаппаратуры (контактные поверхности электрических аппаратов, приборов, реле), точных приборов с высокогерметичными швами, где недопустим перегрев.

Для повышения прочности в оловянно-свинцовые припои вводят сурьму (ПОССу 61-0,5, ПОССу 25-0,5, ПОССу 9-2, ПОССу 10-2,

ПОССу 4-4, ПОССу 4-6 и др.). Малосурьмянистые припои, содержащие 0,2…0,5 % Sb и обладающие повышенной пластичностью, обеспечивают получение герметичных швов и применяются для пайки оцинкованных и цинковых деталей. Такие припои применяются для пайки электроаппаратуры, обмоток электрических машин, оцинкованных радиодеталей при жестких требованиях к температуре, свинцовых кабельных оболочек электротехнических изделий неответственного назначения, радиаторов, теплообменников и др. Сурьмянистые припои, содержащие 2…6 % Sb, широко используются в различных отраслях техники, требующих повышенной прочности паяных соединений. Такие припои применяются для пайки холодильных устройств, деталей автомобилестроения, деталей с клепаными швами из латуни и меди и др.

Для уменьшения склонности меди к химической эрозии при пайке используют оловянно-свинцовый припой ПОС 61М, легированный медью в количестве (1,2…2 %), близком к его предельной растворимости при температуре пайки, но не ухудшающим технологических и специальных свойств припоя и паяных соединений. Припой ПОС 61М применяется для пайки тонких (толщиной менее 0,2 мм) медных проволок, фольги, проводников в кабельной, электрои радиоэлектронной промышленности.

К легкоплавким припоям также относятся серебряные припои

(ПСрО 10-90, ПСрОСу 8, ПСрМО 5, ПСрОС 3,5-95, ПСр 3,

ПСр 3Кд, ПСр 2 и др.), содержащие серебро в незначительных количествах (1…10 %), а также олово, свинец или кадмий. В качестве легирующих элементов легкоплавких серебряных припоев выступают сурьма, медь или цинк. Максимальная температура плавления этих припоев составляет от 183 до 342 °С.

Легкоплавкие серебряные припои применяются для пайки меди, никеля и медных и медно-никелевых сплавов с посеребренной керамикой, проводов, работающих во всех климатических условиях без защиты соединений лакокрасочными покрытиями, стальных и серебряных изделий.

Припои для высокотемпературной пайки. Припои для высокотемпературной пайки обеспечивают более прочные соединения, чем припои для низкотемпературной, т. к. вследствие высокой температуры нагрева более интенсивно происходит взаимная диффузия элементов основного металла и припоя. Однако переходное электросопротивление таких припоев ниже, чем низкотемпературных.

К среднеплавким припоям с температурой до 1 100 °С относятся серебряные и меднок-цоивные припои.

К среднеплавким серебряным припоям относятся припои, в состав которых помимо серебра (10…70 %) в значительных количествах входят медь (ПСр 72, ПСр 50 и др.) или медь и цинк (ПСр 70, ПСр 45 и др.). Широкое применение находит припой ПСр 72, имеющий эвтектический состав с очень хорошими технологическими свойствами. Припои ПСр 45, ПСр 50, ПСр 70, ПСр 72 отличаются высокой пластичностью и технологичны. Такие припои применяются для пайки меди, медных и медно-никелевых сплавов, никеля, ковара, нейзильбера, латуней и бронз, а также железоникелевых сплавов с посеребренными деталями из стали, титана и титановых сплавов с нержавеющей сталью и т. п.

Некоторые припои, помимо этих элементов, содержатикйадм (ПСрКдМ 50-34-16 и др.), олово (ПСр 62 и др.), марганец (ПСр 37,5), фосфор (ПСр 25Ф) и др. Припои с кадмием применяются для пайки цветных металлов и стали, с марганцем — меди и медных сплавов с жаропрочными сплавами и нержавеющими сталями, с фосфором (самофлюсующиеся припои) — меди с бронзой,

меди с медью, бонрозонйзы с бр

и т. п.

Медно-цинковые припои (ПМЦ 36, ПМЦ 48, ПМЦ 54) используются для пайки меди, медных сплавов и сталей. Маркировка медно-цинковых припоев состоит из букв: П — припой, МЦ — медно-цинковый, и цифр, показывающих процентное содержание меди, остальное — цинк.

К высокоплавким припоям с температурой плавления более

1 100 °С относятся припои на основе меди и палладия.

Чистая раскисленная медь М0, M1 весьма широко применяется для пайки углеродистых и легированных сталей, никеля и его сплавов. Она хорошо смачивает сталь и растекается по ней, имеет более высокую прочность, чем среднеплавкие припои, высокую пластичность и менее дефицитна, чем серебро. Температура пайки медью находится в интервале 1 100…1 200 °С.

Особенности взаимодействия меди с другими элементами позволяют создавать припои на ее основе с широким диапазоном температур пайки (700…1 200 ° С). Например, легирование меди палладием и никелем вызывает непрерывное повышение температуры плавления медного припоя.

Для пайки деталей, работающих при высоких температурах, особенно подвергающихся трению (вентили и т. п.), используют медные припои, содержащие 2,5…10 % Fe, с температурой ликвидуса 1 180…1 230 °С или содержащие 20…30 % Fe, с температурой ликвидуса 1 200…1 230 ° С. Припой, содержащий 75 % Сu и 25 % Ni (tпл = 1 205 °С), используется для пайки вольфрама и молибдена. Припои с палладием, несмотря на их дороговизну и дефицитность, в последнее время находят широкое применение. Палладий, во-первых, менее дефицитен, чем другие металлы платиновой группы, во-вторых, образует непрерывный ряд твердых растворов

со многими металлами (Ag, Cu, Au, Fe, Co, Ni и др.).

Использование палладия в качестве основы или в качестве легирующего элемента позволяет получать припои с температурой ликвидуса от 810 °С до температуры плавления палладия (1 552 °С).

Припои на основе палладия и никеля, легированные хромом, имеют высокую жаростойкость. Наименьшая температура ликвидуса таких сплавов 1 250 ° С. Припой состава: 24 % Pd, 33 % Сr, 39 % Ni и 4 % Si используется для пайки жаропрочных сплавов.

Палладиевые припои применяют также для пайки керамики и графита со сталью и тугоплавкими металлами. Припой состава:

60 % Pd, 40 % Ni, легированный литием и бором, применяют для пайки графита с графитом или с тугоплавкими металлами — Mo, W или их сплавами. Паяные соединения, полученные с помощью таких припоев, работают в условиях нейтронного облучения в ядерных реакторах.

Припои на основе палладия и титана имеют температуру солидуса 1 440 °С, а соединения, паянные такими припоями, могут работать при температуре до 1 640 °С.

К тугоплавким припоям с температурой плавления более 1 850 °С относятся припои на основе тугоплавких металлов. Так, для диффузионной пайки сплава тантала с содержанием 1 % W в качестве припоя применяют чистый титан. Припой в виде фольги укладывается в места соединений, а пайку производят в вакуумной печи при температуре 1 900 ºС и выдержкой 10 мин. Для капиллярной пайки применяют припой на основе Та с 40 % Hf. Пайку выполняют при температуре 2 205 º С с выдержкой 1 мин . Также для пайки тантала применяется припой, содержащий 20 % Та, 5 % Nb, 3 % W, остальное — Ti.

Для высокотемпературной пайки вольфрама используют припои с температурой плавления до 3 000 °С, в том числе чистые металлы (Ta, Nb, Ni, Cu) и сплавы (Ni–Ti, Ni–Cu, Mn–Ni–Co, Мо–В и др.).

Флюсы. Классификация флюсов осуществляется по нескольким признакам, основными из которых являются температура пайки и природа активатора.

В зависимости от температурного интервала активности паяльные флюсы подразделяются на флюсы для низкотемпературной (

Флюсы для низкотемпературной пайки по природе активатора подразделяются на канифольные, галогенидные, гидразиновые, анилиновые и др.

В качестве флюса применяют чистую канифоль. В ее составе преобладают смоляные кислоты (80…95 %), имеющие общую формулу C19H29COOH. Канифоль удаляет оксиды таких металлов, как медь, серебро, олово, и широко используется для пайки соединений, в том случае когда промыть изделие после пайки нельзя (остатки канифоли не вызывают коррозии). Кроме того, в качестве флюса используют раствор канифоли в спирте, а также с добавками хлоридов (ZnCl2 и др.), анилина С6H5NH2 и органических веществ,

например, гидразина N2H4, глицерина НОСН2–СНОН–СН2ОН и др. С их помощью можно паять не только медные сплавы, но также стали, оцинкованное железо, никелированное железо, конструкционные и коррозионно-стойкие сплавы.

Галогенидные флюсы используют для низкотемпературной пайки почти всех черных и цветных металлов. Чаще всего применяют хлористый аммоний NH4Cl и хлористый цинк ZnCl2, а также смеси, содержащие эти и другие хлориды.

Широкое применение находят флюсы на основе солянокислого гидразина N2H4·2HCl и анилина C6H5NH2, а также других органических веществ. Соли гидразина при нагреве разлагаются с выделением водорода и хлористого водорода HCl, создающими защитную и восстановительную атмосферы. Анилин обладает высокой флюсующей активностью, причем образующийся после пайки остаток защищает шов от коррозии.

Флюсы для высокотемпературной пайки по природе активатора определяющего действия подразделяются на боридно-углекислые, галогенидные, фторборатные и др.

При пайке углеродистых сталей, чугуна и медных сплавов медно-цинковыми и серебряными припоями в качестве флюса используют борную кислоту H3BO3 и буру Na 2B4O7 в различных сочетаниях. При пайке легированных сталей и жаропрочных сплавов флюсующего действия буры и борной кислоты недостаточно, поэтому в состав флюса вводят галогениды. Чаще всего вводят фториды натрия NaF, калия KF, лития LiF и кальция CaF 2, а также фторбораты натрия NaBF4 и калия KBF4.

Флюсы для высокотемпературной пайки алюминиевых, магниевых и титановых сплавов состоят из различных хлоридов (ZnCl 2, NH4Cl и др.) и фторидов (NaF, KF и др. ).

К вспомогательным материалам для пайки также относятся стоп-материалы, используемые при подготовке паяемой поверхности и наносимые на места, где нежелательно смачивание паяемого металла жидким припоем. Такие вещества подразделяют на стоппасты и покрытия, наносимые, например, гальваническим методом или распылением.

Технологический процесс пайки. Технологический процесс пайки изделия состоит из ряда операций и переходов, посредством которых он может быть осуществлен в определенном порядке. Помимо основной операции пайки он включает ряд подготовительных и финишных операций, обеспечивающих требуемые геометрические, механические и коррозионные характеристики паяных соединений и изделий.

К предварительным операциям пайки относится подготовка паяных поверхностей, включающая, во-первых, удаление жиров, масел, грязи, окалины и толстых неметаллических, в том числе оксидных пленок, образовавшихся в процессе химикотермической обработки, которые не могут быть удалены при пайке с помощью флюсов или газовых сред, во-вторых, обеспечение требуемой степени шероховатости паяемых участков и оптимального направления рисок, образующихся при этом, необходимых для лучшего растекания и затекания припоя в зазор, в-третьих, правильное закрепление припоя и соединяемых деталей, внесение флюса.

К финишным операциям относятся удаление остатков флюсов, зачистка соединения от наплывов припоя, обработка изделия резанием, термообработка и контроль качества паяных соединений.

Паяное соединение и его типы. Паяное соединение — элемент паяной конструкции, полученной пайкой. Паяное соединение состоит из паяного шва 1 и диффузионных зон 2 (рис. 3.77). Паяный шов — часть паяного соединения, закристаллизовавшаяся при пайке. Диффузионная зона — часть паяного соединения с измененным химическим составом паяемого материала в результате взаимной диффузии компонентов припоя и паяемого материала.

Рис. 3.77. Паяное соединение: а — схема; б — внешний вид; 1 — паяный шов; 2 — диффузионная зона; 3 — зона термического влияния; 4 — спай; 5 — паяемый материал

К паяному соединению примыкает зона термического влияния 3 — часть паяемого материала 5 с измененными под влиянием нагрева при пайке структурой и свойствами. Пограничный слой между паяным материалом и швом в сечении паяного соединения называется зоной сплавления (спаем) 4.

Тип паяного соединения определяется взаимным расположением и формой паяемых элементов. Основными типами паяных соединений являются нахлесточное, стыковое, угловое, тавровое, соприкасающееся и комбинированное (рис. 3.78).

Рис. 3.77. Типы паяных соединений: а — нахлесточное; б — телескопическое; в — стыковое; г — косостыковое; д — угловое; е — тавровое; ж — соприкасающееся; з — комбинированное

Нахлесточное паяное соединение (рис. 3.78, а) является наиболее удобным для выполнения и обеспечивает наибольшую прочность. Увеличение длины нахлестки в сочетании с пластичными высокотемпературными припоями почти всегда позволяет достичь равнопрочности соединения с основным металлом. Разновидностью нахлесточного является телескопическое паяное соединение — соединение труб или трубы с прутком (рис. 3.78, б). В практике телескопические паяные соединения получили наиболее широкое применение для соединения фланцев или втулок с трубами, втулок со стержнем, труб с заглушками, компенсаторов и т. д.

Стыковые соединения (рис. 3.78, в) при пайке используют реже, т. к. они не обеспечивают равнопрочность всего соединения. Для повышения прочности стыкового соединения его выполняют косостыковым (рис. 3.78, г). При таком соединении прочность стыка повышается и нередко достигается равнопрочность с основным металлом.

Угловое и тавровое паяные соединения (рис. 3.78, д, е) применяют сравнительно редко, т. к. их прочность в значительной степени зависит от пластичности паяного шва, модуля упругости паяемого металла и формы поверхности шва.

Соприкасающееся паяное соединение — соединение, в котором паяемые элементы различной геометрической формы соединены по линии или в точках (рис. 3.78, ж). Такие соединения допустимы при конструировании изделий, швы которых работают на сжатие или при небольших нагрузках.

Комбинированное паяное соединение — соединение, представляющее собой различные комбинации паяных соединений: нахлесточного, стыкового, косостыкового, таврового, телескопического, соприкасающегося (рис. 3.78, з).

Пайка по сравнению со сваркой имеет следующие преимущества:

1) она позволяет соединять всевозможные сплавы, в том числе плохо сваривающиеся, однородные и разнородные, а также соединять металл со стеклом, керамикой, графитом, полупроводниками;

2) за один прием можно получить протяженное соединение или сварить узел из множества заготовок. Последнее важно при массовом производстве и, кроме того, позволяет изготавливать сложные по конструкции узлы, которые невозможно сделать другими способами;

3) кромки деталей не оплавляются, поэтому при пайке можно сохранить размеры и форму деталей и паяного узла в целом;

4) многие паяные соединения можно распаивать, что важно при монтаже и ремонте в приборостроении.

Процесс пайки дешев, легко поддается механизации и автоматизации, особенно при массовом производстве. Все это обеспечило широкое применение пайки для изготовления сложных, тяжело нагруженных деталей в разных областях машиностроения (при производстве радиаторов автомобилей и тракторов, камер сгорания жидкостных реактивных двигателей, лопаток турбин, топливных и масляных трубопроводов и др.). В ремонтном производстве пайку используют для соединения или закрепления тонкостенных деталей и деталей из разнородных металлов, уплотнения резьбовых соединений, устранения пористости сварных швов чугунных и бронзовых отливок, заделки свищей, трещин и т. д.

При какой температуре плавится олово для пайки

Олово — один из самых изученных человеком металлов. Оно было открыто еще в доисторические времена. Уже древний человек знал, какова температура плавления олова, физико-химические свойства этого металла и диапазон его применения в повседневной жизни. Сплав олова и меди является первым опытом человека в металлургии, первым искусственным металлическим соединением, созданным руками человека.

Олово в природе

Важнейшие природные соединения – это касситерит, в который входит оксид олова, и станнин (оловянный колчедан). В древности этот металл добывали в открытых шахтах, но в современном мире открытых месторождений олова практически не осталось. В промышленных масштабах его выплавляют из руд, содержащих около 1 % этого вещества. Таким образом, чтобы получить 1 кг чистого олова, нужно переработать центнер руды.

Использование олова

Одно из наиболее известных применений олова – пайка. Невысокая температура плавления позволяет паять в домашних условиях. Для пайки этот металл продается в виде небольших прутков диаметром до 10 мм.

Благодаря физическим характеристикам этот металл можно хранить в нормальных условиях в жидком виде. Низкая температура плавления олова позволяет запаивать металлическую жидкость в стеклянные ампулы для лабораторных или других исследований.

Плавка олова

Олово достаточно легко расплавить в больших количествах и отлить в форму из графита или любого другого материала. Средняя температура плавления олова не превышает 240°C. Основные требования к материалу для форм заключаются в следующем:

  • вещество не должно смачиваться жидким оловом;
  • материал должен выдерживать температуру в 250°C, не разрушаясь и не меняя своей формы.

Расплавленный металл способен окисляться на открытом воздухе, а твердое вещество довольно устойчиво к кислородной коррозии. Иногда это свойство используется для нанесения металлического слоя на жестяные изделия. Но в отличие от цинкового напыления, оловянное не придает изделию электрохимическую защиту – в случае царапины коррозия быстрее разъест поверхность с оловянным покрытием, а не с цинковым.

Олово для пайки

Температура плавления зависит от количества и состава примесей в прутке. О том, какая температура плавления олова, можно узнать из таблицы наиболее распространенных сплавов.

В электротехнике хорошо зарекомендовали себя трехкомпонентные сплавы на основе свинца, серебра и олова. Процентное соотношение примесей в припое различно: стандарты по добавкам до сих пор не выработаны. Все производители сходятся в одном – содержание олова в сплаве не должно быть меньше 95 %. Температура плавления припоя олова в этой композиции колеблется в диапазоне 217-221° C.

Для улучшения характеристик припоя в него вводят небольшое количество сурьмы. Данная композиция применяется для пайки радиодеталей в наиболее ответственных участках.

Хорошо зарекомендовали себя сплавы с содержанием серебра. Наличие этого благородного металла улучшает технические характеристики готового изделия и повышает срок его эксплуатации. Сплавы с большим содержанием серебра применяются в различных средствах связи и в промышленной технике.

Цинкосодержащие сплавы не слишком хорошо распространены. Причиной такой нелюбви является повышенная химическая активность цинка. Из-за его взаимодействия с окружающей средой цинкосодержащие соединения довольно быстро разрушаются, к тому же при работе с ними необходимо использовать активные флюсы. Припойные пасты с содержанием этой добавки не предназначены для длительного хранения. Температура плавления олова для пайки с содержанием цинка достаточно высока. Например, известное соединение Sn91Zn9 плавится при температуре 200°C.

Олово и свинец

Как и олово, свинец в виде сплавов и добавок используется человеком с незапамятных времен. Этот недорогой и распространенный металл обладает свойствами, повышающими качество припоя и его эксплуатационные характеристики.

Припои, в состав которых входит свинец, называются свинцовосодержащими. Соединения свинца очень вредны для здоровья, поэтому применение соединений этого металла весьма ограничено. В прошлом широкое распространение свинцовых припоев было обусловлено хорошими эксплуатационными характеристиками сплава и его низкой температурой обработки. Температура плавления олова и свинца не превышает 190°C. Несмотря на строгие ограничения, припои со свинцом широко используются в отдельных отраслях промышленности, например в оборонном производстве и в секторе ядерной энергетики.

Использование чистого олова

Полупроводниковая промышленность использует припои с высоким содержанием чистого олова, в котором на один атом стороннего металла припадает 999999 атомов чистого металла. Температура плавления олова в чистом виде 240°С. Но в бытовых условиях такие припои не пользуются спросом: дело в том, что при понижении температуры этот металл преобразует свою структуру, на поверхности изделия появляются серые пятна –так называемая оловянная чума. Добавки различных компонентов изменяют эту температуру и придают оловянным сплавам большую устойчивость.

Источник: www.syl.ru

Какие бывают припои, и какие у них свойства?

В начале своей радиолюбительской деятельности многие начинающие радиолюбители редко задаются вопросом о том, какие бывают припои и каковы их свойства.

Для сборки простейших самодельных устройств достаточно самого распространённого ПОС-61 или ему подобного. Как говориться: «Было бы, чем паять…»

Припой можно даже не покупать. Достаточно взять старую печатную плату от какого-нибудь электронного прибора и собрать его разогретым жалом паяльника с паяных контактов.

Особенно такой метод «добычи» актуален для тех, кто живёт вдали от городов и крупных населённых пунктов, где нет возможности побывать в магазине радиотоваров.


Припой, собранный с печатных плат

Но всё же, припой припою рознь. В своей практике человек, имеющий дело с электроникой, должен разбираться в вопросе его выбора. Поэтому рассмотрим подробно, какие бывают припои, для чего они применяются, какой из них лучше использовать для монтажа электронных схем и ремонта бытовой радиоаппаратуры.

Какие бывают припои?

Припои делят на мягкие (легкоплавкие) и твёрдые. Для монтажа радиоаппаратуры применяются как раз легкоплавкие, т.е. такие, температура плавления которых лежит в пределах до 300 – 450 0 C. Мягкие припои по своей прочности уступают твёрдым, но для сборки электронных приборов применяются именно они.

Припой представляет собой сплав металлов. Для легкоплавких припоев это, как правило, сплав олова и свинца. Именно эти металлы составляют большую часть в сплаве. Также в нём могут присутствовать и легирующие металлы, но их количество в составе невелико. Примеси других металлов вводят в сплав для получения определённых характеристик (температуры плавления, пластичности, прочности, устойчивости к коррозии).

Наибольшее распространение получил припой марки ПОС (Припой Оловянно-Свинцовый). Далее за кратким обозначением его марки следует число, которое показывает процентное содержание в нём олова. Так в ПОС-40 содержится 40% олова, а в ПОС-60, соответственно, 60%.

Бывает, что в пользование попадает припой неизвестной марки. Приблизительно оценить его состав можно по косвенным признакам:

Припои оловянно-свинцовой группы имеют температуру плавления 183 – 265 0 C.

Если припой имеет яркий металлический блеск, то в нём достаточно большое содержание олова (ПОС-61, ПОС-90).

И, наоборот, если он тёмно-серого цвета, а поверхность матовая, то это указывает на большое содержание свинца. Именно свинец придаёт поверхности своеобразный сероватый оттенок.

Припои, в которых много свинца очень пластичны.

Так, например, пруток припоя диаметром 8 мм. с большим содержанием свинца (ПОС-30, ПОС-40) легко гнётся руками. Олово, в отличие от свинца, придаёт сплаву прочность и жёсткость. Если олова в сплаве много, то легко погнуть такой пруток уже не получится.


ПОС-40 (пруток)

Рассмотрим, в каких целях используются припои оловянно-свинцовой группы (ПОС).

ПОС-90 (Sn 90%, Pb 10%). Применяется при ремонте пищевой посуды и медицинского оборудования. Как видим, в нём небольшое содержание свинца (10%), который достаточно токсичен и его применение в вещах, соприкасающихся с пищей и водой недопустимо.

ПОС-40 (Sn 40%, Pb 60%). В основном служит для пайки электроаппаратуры и деталей из оцинкованного железа, применяется для ремонта радиаторов, латунных и медных трубопроводов.

ПОС-30 (Sn 30%, Pb 70%). Его применяют в кабельной промышленности, а также используют для лужения и пайки листового цинка.

И, наконец, ПОС-61 (Sn 61%, Pb 39%). Тоже, что и ПОС-60. Думаю, между ними особой разницы нет.

ПОС-61 используется для лужения и пайки печатных плат радиоаппаратуры. Именно он в основном служит материалом для сборки электроники. Температура его плавления начинается со 183 0 C, а полное расплавление достигается при температуре в 190 0 C.

Производить пайку таким припоем можно с помощью обычного паяльного инструмента не боясь перегрева радиоэлементов, поскольку полное его расплавление достигается уже при 190 0 C.

ПОС-30,ПОС-40,ПОС-90 полностью расплавляются при температурах в 220 – 265 0 C. Для многих радиоэлектронных компонентов такая температура является предкритической. Поэтому для сборки самодельных электронных устройств лучше использовать ПОС-61.

Зарубежным аналогом ПОС-61 можно вполне считать припой Sn63Pb37 (олова 63%, свинца 37%). Он также применяется для пайки радиоаппаратуры и для изготовления самодельной электроники. Радиолюбители выбирают именно его, как альтернативу отечественному ПОС-61.

Как правило, любой припой продаётся в катушках или тюбиках по 10

100 грамм. На упаковке указывается состав сплава, например, так: Alloy 60/40 («Сплав 60/40» – он же ПОС-60). Имеет форму проволоки разного диаметра (от 0,25 до 3мм).

Также не редкость, что в его состав входит флюс (FLUX), которым заполнена сердцевина проволоки. Содержание флюса указывается в процентах (обычно от 1 до 3,5%). Такой форм-фактор очень удобен. При работе нет необходимости отдельно подавать флюс к месту пайки.

Одной из разновидностей припоев ПОС является припой марки ПОССу. Да, если произнести вслух, то звучит не очень то презентабельно . Но, несмотря на это, оловянно-свинцовый припой c сурьмой (именно так расшифровывается сокращённое обозначение) применяется в автомобилестроении, в холодильном оборудовании, для пайки обмоток электрических машин, элементов электроаппаратуры, моточных деталей и кабельных изделий. Хорошо подходит для пайки оцинкованных деталей. В таком сплаве кроме свинца и олова присутствует от 0,5% до 2% сурьмы.

Припой Начальная t 0 плавления (Солидус) Полное расплавление (Ликвидус), t 0
ПОССу-61-0,5 183 189
ПОССу-40-2 185 229
ПОССу-40-0,5 183 235
ПОССу-30-2 185 250
ПОССу-30-0,5 183 255

Как видим из таблицы, припой ПОССу-61-0,5 наиболее подходит для замены ПОС-61, так как имеет температуру полного расплавления – 189 0 C.

Стоит отметить, что существует и полностью бессвинцовый оловянно-сурьмянистый припой ПОСу 95-5 (Sn 95%, Sb 5%). Температура его плавления 234 – 240 0 С.

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 142–145 0 C. В своём составе ПОСК-50-18 имеет 50% олова и 18% кадмия. Остальные 32% приходится на свинец. Наличие в сплаве кадмия усиливает устойчивость к коррозии, но и придаёт ему токсичность.

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 – 94 0 C. Он предназначен для пайки меди и латуни. В составе сплава РОЗЕ олово занимает 25%, свинец – 25%, висмут – 50%. Процентное соотношение металлов в сплаве может немного отличаться. Обычно указывается в графе «Состав» на упаковке.

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 – 72 0 C. 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.

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.

Источник: go-radio.ru

Особенности припоя для пайки

Со школьной скамьи всем известно, что олово с химическим символом «Sn», используют для пайки микросхем и других радиодеталей. Основное требование для этого сплава — невысокая температура плавления. Это вызвано тем, что во время процесса должен плавиться припой, а не соединяемая деталь. Чистое олово с Т плавления 232 °C вполне подходит для этих целей, но на практике чистое олово для пайки, фактически не применяется, из-за высокой стоимости, чаще используют сплавы со свинцом и другими металлами.

Характеристики

Олово незаменимо при производстве электронных устройств. Благодаря своим свойствам оно используется для сварки компонентов в радиотехники. Сплав под названием Eutectica, состоит из свинца (Pb), серебра (Ag), меди (Cu) и никеля (Ni). Благодаря этим присадкам олово плавится при разных температурах в зависимости от процентного содержания, каждого из них.

Олово мягкое и податливое, но очень устойчиво к коррозии и не образует ржавчину, имеет очень хорошую электропроводность и относительно низкую температуру плавления. Все эти характеристики делают его незаменимым для создания электронных устройств.

Процесс пайки протекает в мягкой сварке, которая состоит из объединения двух базовых элементов посредством вклада в основу третьего элемента с более низкой температурой плавления. Например, припаивая медную прокладку монтажной платы к ножке конденсатора, используют расплавленное олова, которое плавится при гораздо более низкой температуре, чем базовые элементы. В процессе нагрева, жидкое олово благодаря своим капиллярным свойствам притягивается к базовым компонентам, а затем охлаждается в режиме мягкой пайки.

Виды припоев и флюсов

В нашей стране большое распространение получила марка припоя ПОС — сплав олова Pb и свинца Sn. В зависимости от вида в него может быть добавлены кадмий, никель, медь, и другие металлы. В основном ПОС изготавливает в форме прутков, проволоки, шариков и пасты. Химсостав его строго регламентирован ГОСТ 21930-76. В России широко применяют такие виды припоя: ПОС18, ПОС30, ПОС50, ПОС90, которые относятся к мягким сплавам с Т плавления до 300 градусов.

Припой регламентируется государственными стандартами, кроме Pb (0.8 %) и Sn (17-19 %), он имеет примеси многих металлов. Контролирующие органы строго следят за тем, чтобы производитель ограничивал присутствие ядовитого мышьяка в составе, уменьшающего текучесть жидкого сплава и повышающего хрупкость в условиях знакопеременных нагрузок.

Состав примесей ПОС-18 в процентах:

  1. Плотность— 10.3гр/см2.
  2. Показатель удельного сопротивления— 0. 200 мкОм•см.
  3. Показатель твердости поБриннелю— 11 НВ.
  4. Теплопроводность— 0.37ккал/см*С*град.
  5. Т при которой припой будет расплавляться солидус/ ликвидус— 183/285 С.
  • Широкая область сплава в жидком состоянии;
  • пониженное содержание примесей, вызывающей хрупкость;
  • коррозионная стойкость места пайки, что важно для деталей, находящихся во влажных средах.
  • Особый припой, серийно не производится.
  • Наличие вредных присадок в составе — Pb.

ПОС-18 относится к универсальным сплавам и является заменителем бессурьмянистых сплавов, его используют:

  • Для производства радиоаппаратуры;
  • пайке печатных плат малой мощности;
  • кузовной ремонт машин в виде лужения;
  • соединения узлов из медно-цинковых сплавов;
  • ремонт оборудования в системах отопления: котлы, радиаторы и другие нагревательные элементы.

Цена припоя ПОС-18 по состоянию на 01.09.2019 года от 710 руб/кг.

Припой стандартизируется ГОСТами 21930.76 / 21931.76 и относится к мягким сплавам с Т плавления — 256.0 С. По свойствам он похож на марки с ПОС-40 и 50 и состоит из Pb и Sn в процентном соотношении 30:70, а также других элементов не более 1 %. Он отличается от чистого олова темным цветом и повышенной твердостью сплава.

Состав примесей в процентах:

  • Sb — 0.1;
  • Cu — 0.05;
  • Bi0 — 0.2;
  • S, As, Fe — по 0.02;
  • Al, Zn — по 0.002.
  1. Плотность — 9.72 гр/см2.
  2. Показатель удельного сопротивления — 0. 185 мкОм•см.
  3. Показатель твердости по Бриннелю — 12 НВ.
  4. Теплопроводность — 0.37 ккал/см*С*град.
  5. Т плавления солидус/ликвидус — 183/256 С.
  • Высокая текучесть;
  • низкая Т плавления;
  • низкое сопротивление позволяет работать с мелкими деталями;
  • высокая ударная вязкость равная чистому олову;
  • высокая область применения, с возможностью замены дорогих материалов, например, для пайки цинка или пластин из латуни;
  • возможность использования для ремонта бытовой техники.

Недостаток ПОС-30 — наличие вредных присадок в составе — Pb.

Цена ПОС-30 по состоянию на 01.09.2019 года от 766 руб/кг.

Его выпускают по требованиям ГОСТ 21931.76, он отличается практическим равным соотношением свинца и олова.

Состав примесей ПОС-50 в процентах:

  • Sb — 0.8;
  • Cu — 0.1;
  • Bi — 0.05;
  • As — 0.05;
  • S, Fe — по 0.02;
  • Ni, Al, Zn — по 0.002.
  1. Плотность — 8.87 гр/см2.
  2. Показатель удельного сопротивления — 0. 158 мкОм•см.
  3. Показатель твердости по Бриннелю — 14 НВ.
  4. Теплопроводность — 0.48 ккал/см*С*град.
  5. Т плавления солидус/ ликвидус — 183/209 С.
  • Хорошая текучесть;
  • хорошая тепло- и электропроводность;
  • возможность применения во влажных средах;
  • хорошая пластичность шва позволяет применять к изделиям с повышенными требованиями к герметичности, например, в измерительных приборах и маломощных схемах ПК.
  • Неэффективный при пайке толстых изделий из-за нестабильности прогрева;
    наличие вредных присадок в составе — Pb;
  • ускоренная кристаллизация расплава, не дает возможность использовать сплав в технологии ручной пайки.

Цена припоя ПОС-50 по состоянию на 01.09.2019 года от 1102.00 руб/кг.

Припой отличается низкой теплопроводностью и высоким показателем твердости, что объясняется высоким содержанием олова 90, материал серебреного цвета, что дает эстетическую привлекательность полученным соединениям.

Состав примесей ПОС-90 в процентах:

  • Sb — 0.1;
  • Cu — 0.05;
  • Bi — 0.2;
  • As — 0.01;
  • S, Fe — по 0.02;
  • Ni, Al, Zn — по 0.002.
  1. Плотность — 7.6 гр/см2.
  2. Показатель удельного сопротивления — 0. 120 мкОм•см.
  3. Показатель твердости по Бриннелю — 15.4 НВ.
  4. Теплопроводность — 0.13 ккал/см*С*град.
  5. Т плавления солидус/ ликвидус — 183/220 С.
  • Широкая область применения от бытового, медицинского до промышленного сектора;
  • хорошая текучесть;
  • высокий уровень смачиваемости в жидком состоянии;
  • низкая Т температура плавленияя;
  • хорошая электропроводность;
  • хорошая герметичность, возможность использования в водной и газовой среде;
    хорошая пластичность шва позволяет применять к изделиям с повышенными
  • требованиями к герметичности, например, в измерительных приборах и маломощных схемах ПК.

Недостатки ПОС-90 — наличие вредных присадок в составе (свинца).

Цена припоя ПОС-90 по состоянию на 01.09.2019 года от 1778.00 руб/кг.

Какая температура плавления

Олово, которое используют в электронике, обычно относится к типу эвтектики, это означает, что это сплав с более низкой температурой плавления для каждого из составляющих его элементов. Так, если имеется 60% оловянный сплав (Т плавления — 232 C) и свинцовый 40% (Т плавления — 327 C), то общая температура плавления сплава будет примерно 183 C .

Наиболее распространенный припой, используемый в станах ЕС для электронных работ — 63/37 SnPb. Он представляет собой эвтектический сплав с температурой плавления — 183 C. Сплав 60Sn имеет рабочий диапазон 183-238. Существует более низкотемпературный сплав Sn43Pb43Bi14, имеющий температуры плавления 144-163.

Состав припоя

Свинец, содержащий в сплаве, постепенно вытесняется в соответствии с новыми директивами ЕС (RoHS и WEEE) и заменяется припоями, состоящими из сплавов олова и сурьмы. Уже сегодня в ЕС многие магазины его не продают. У нас пока все по-другому, вероятно, пройдет много лет, прежде чем свинцовый припой в нашей стране будет заменен навсегда.

Важно! Бессвинцовый сплав имеет более высокую температуру плавления, чем свинцовый и использует более агрессивные флюсы. Это означает, что паяльник должен быть изготовлен для бессвинцовой пайки, чтобы обеспечить правильную температуру около 230 C. Бессвинцовый припой, как правило, примерно на 20-50% дороже, чем свинцовый.

Как правильно выбрать

Выбор припоя зависит от вида работ и назначения готового изделия, а также от того в каких условиях продукт будет эксплуатироваться.
Критерии, на которые нужно обратить внимание перед тем, как выбрать припой для пайки:

  1. Тип паяльника.
  2. Размер провода. Диаметры варьируются от сантиметров или миллиметров, размер проволоки зависит от выполняемой работы.
  3. Флюс очищает область пайки, облегчая протекание припоя и, следовательно, идеальное паяное соединение. Флюс изменяет поверхностное натяжение, так как увеличивает адгезионные свойства в паяном соединении.
  4. Перед покупкой, нужно знать при какой температуре плавится олово для пайки.
    Состав. Дискуссия о том, какой припой использовать на печатных платах свинцовый или бессвинцовый, все еще продолжается. Несмотря на дебаты, вызванные проблемами окружающей среды и здоровья, многие электротехники используют свинцовый.

Обратите внимание! Срок годности и отраслевые рекомендации требуют его использования в течение трех лет с даты изготовления. Срок годности указан на изделии, с ним можно ознакомиться в магазине при покупке. Если использовать просроченную пасту на поверхности припоя может произойти окисление, что сделает соединение неэффективным.

Использование

Специалисты дают полезные советы, которые очень помогают начинающим радиолюбителям, чтобы правильно паять:

  1. Выбирают припой с минимальным содержанием свинца.
  2. Необходимо следить за чистотой жала паяльника, оно должно не иметь грязные наплавления.
  3. Для очистки используют напильник или наждачную бумагу. Жало после очистки залуживают канифолью.
  4. Не рекомендуется долго удерживать прибор в точке припоя, поскольку соединяемые детали способны получить высокотемпературное повреждение. Для снижения губительного воздействия Т на деталь, ее придерживают пинцетом, который выполнит роль теплоотвода.
  5. Изделие, перед пайкой очищают, а контакты соприкосновения дополнительно залуживают, чтобы обеспечить отличное сцепление.

Дополнительная информация. При пайке нужно выполнять меры безопасности. Всегда работать в защитных очках, чтобы защитить глаза от летящих капель горячего жидкого припоя. Кончик паяльника по конструкции очень горячий, превышающий 370 C. Нельзя допускать контакта наконечника с кожей, одеждой или другими предметами. При работе нужно использовать специальный держатель для паяльника.

Подводя итоги, можно сказать, что олово для пайки по-прежнему широко используется в отечественной электронной отрасли и быту. Товар широко представлен на российском и зарубежных рынках, в виде свинцового и бессвинцового припоев. В целях защиты окружающей и требований международных организаций потребление первого типа будет неуклонно сокращаться.

Источник: rusenergetics.ru

Температура плавления припоя. Свойства припоев и подшипниковых материалов

Температура плавления и другие свойства припоев на основе олова и свинца

В таблице представлена температура плавления припоев распространенных марок на основе олова и свинца, а также их теплофизические и механические свойства. Свойства припоев даны при комнатной температуре.

В таблице приведены следующие свойства: температура плавления припоев (солидус и ликвидус) в градусах Цельсия, плотность припоев, удельное электрическое сопротивление, коэффициент теплопроводности, временное сопротивление разрыву, относительное удлинение, ударная вязкость, твердость по Бринеллю, HB.

Температура плавления припоев (ликвидус — жидкое состояние припоя) на основе свинца и олова находится в диапазоне от 145 до 308°С. Следует отметить, что температура плавления припоя, равная 145°С, соответствует припою ПОСК 50-18, который относится к категории легкоплавких припоев. При температуре 308 градусов Цельсия в жидком виде находится припой ПОССу 5-1.

Рассмотрены свойства следующих припоев: ПОС 90, ПОС 61, ПОС 40, ПОС 10, ПОС 61М, ПОСК 50-18, ПОССу61-0,5, ПОССу 50-0,5, ПОССу 40-0,5, ПОССу 35-0,5, ПОССу 30-0,5, ПОССу 25-0,5, ПОССу 18-0,5, ПОСу 95-5, ПОССу 40-2, ПОССу 35-2, ПОССу 30-2, ПОССу 25-2, ПОССу 18-2, ПОССу 15-2, ПОССу 10-2, ПОССу 8-3, ПОССу 5-1, ПОССу 4-6.

По данным таблицы видно, что плотность припоев меняется в пределах от 7300 до 11200 кг/м 3 . Припоем с минимальной плотностью является оловянно-свинцовый припой ПОСу 95-5. Наиболее тяжелым из рассмотренных припоев является припой ПОССу 5-1 — плотность такого припоя имеет величину 11200 кг/м 3 .

Теплопроводность припоев в таблице дана в размерности ккал/(см·с·град). Припоями с максимальной теплопроводностью являются ПОС 90 и ПОСК 50-18 — их теплопроводность равна 0,13 ккал/(см·с·град).

Температура плавления припоев на основе серебра, их плотность и удельное электрическое сопротивление

К серебряным припоям относятся такие припои, как ПСр72, ПСр71, ПСр70, ПСрМО68-27-5, ПСр65, ПСр62, ПСр50, ПСр50КД, ПСрМЦКд45-15-16-24, ПСрКДМ50-34-16, ПСр45, ПСр40, ПСр37,5, ПСр25, ПСр25Ф, ПСр15, ПСр12М, ПСр10, ПСр010-90, ПСрОСу8 (Впр-6), ПСрМО5 (Впр-9), ПСрОС 3,5-95, ПСр3, ПСрО 3-97, ПСрОС3-58, ПСр3Кд, ПСр2,5, ПСр2,5С, ПСр2, ПСрОС2-58, ПСр1,5, ПСр1.

Плотность припоев на основе серебра изменяется в пределах от 7400 до 11400 кг/м 3 . Низкая плотность припоя, содержащего серебро, свойственна таким припоям, как: ПСрОСу8, ПСрМО5, ПСрОС 3,5-95 и ПСр010-90. Наиболее тяжелый припой — это ПСр3, его плотность равна 11,4 г/см 3 .

Температура плавления припоев на основе серебра находится в диапазоне от 183 до 860°С. Припоем с наименьшим удельным электрическим сопротивлением является серебряный припой ПСр72 — его электросопротивление равно 2,1 мкОм·см.

Удельное электрическое сопротивление припоев значительно изменяется в зависимости от марки припоя. Оно может иметь значение в интервале от 2,1 (у припоя ПСр72) до 37,2 мкОм·см — у ПСр37,5.

Примечание: плотность и удельное электрическое сопротивление припоев указаны при комнатной температуре.

Температура плавления припоев и легкоплавких сплавов

В таблице даны значения температуры плавления припоев и легкоплавких сплавов на основе ртути Hg, цезия Cs, калия K, висмута Bi, таллия Tl, индия In, олова Sn, свинца Pb, кадмия Cd, сплав Вуда, сплавы Роуза (Розе), золота Au, магния Mg, цинка Zn, серебра Ag.

Значения температуры плавления припоев и сплавов в таблице приведены начиная с самых легкоплавких сплавов и находятся в диапазоне от -48,2 до 262°С. В сплавах с отрицательной температурой плавления (от минус 48,2°С) преобладает содержание ртути и щелочных металлов. Легкоплавкие сплавы с температурой плавления от 200 до 260°С имеют в своем составе преимущественное содержание висмута и таллия.

Примечание: эвт — эвтектические сплавы или близкие к ним; для неэвтектических сплавов приводятся значения температуры солидуса.

Плотность припоев и баббитов, их теплопроводность и КТлР

В таблицах даны теплофизические свойства некоторых припоев и баббитов (антифрикционных подшипниковых материалов) при комнатной температуре. Представлены такие свойства, как: плотность, коэффициент температурного расширения и теплопроводность.

Указаны свойства следующих припоев и баббитов: ПОС-30, ПОС-18, ПСр45, ПОЦ70, ПОЦ60, 34А, эвтектический силумин; баббиты, Б83, Б16, БКА, Б88, Б89, Б6.

Следует отметить, что плотность припоев, коэффициент температурного расширения (КТлР) и теплопроводность припоев и баббитов имеют близкие значения, за исключением припоя 34А и эвтектического силумина, которые в 2-4 раза легче.

Состав и теплопроводность припоев и баббитов при различных температурах

В таблице представлен состав и значение коэффициента теплопроводности алюминиевых антифрикционных сплавов, баббитов и припоев при температуре от 4 до 300 К (от -269 до 27°С).

Рассмотрены следующие припои и подшипниковые материалы: АН2,5, АО6-1, БКА, Б16, Б83, Б88, ПОС61, ПОС18, ПОССу18-2, ПОССу40-2, сплав Вуда, сплав Розе, ПСр25, ПСр44, ПСр70.

Наиболее теплопроводным антифрикционным сплавом, по данным таблицы, является сплав АО6-1 — его теплопроводность равна 180 Вт/(м·град). Наибольшую теплопроводность среди рассмотренных припоев имеет серебряный припой ПСр70 (на основе серебра и меди) — теплопроводность этого припоя равна 170 Вт/(м·град).

Источники:

  1. Физические величины. Справочник. А.П. Бабичев, Н.А. Бабушкина, А.М. Братковский и др.; Под ред. И.С. Григорьева, Е.З. Мейлихова. — М.:Энергоатомиздат, 1991. — 1232 с.
  2. Чиркин В.С. Теплофизические свойства материалов ядерной техники.
  3. Таблицы физических величин. Справочник. Под ред. акад. И.К. Кикоина. М.: Атомиздат, 1976. — 1008 с.
  4. Цветные металлы. Справочник. — Нижний Новгород: «Вента-2», 2001. — 279 с.

Источник: thermalinfo.ru

Температура плавления припоя и технические характеристики

Припой — это металл или смесь металлов, используемых при пайке с целью соединения деталей. Как правило, используются сплавы на основе, олова, меди и никеля. Припой на базе олова входит в группу легкоплавких припоев. И температура плавления припоя здесь не превышает 450 °C. Эти составы широко используются для работы с радиоаппаратурой. Весьма распространенными являются припои на базе олова и свинца, они широко применяются в нашей металлопромышленности: аббревиатура ПОС.

Для сборки самодельных устройств простейшей конструкции достаточно наиболее распространенного припоя ПОС-61 или подобного. Сплав можно добыть из старой печатной платы от электронного прибора и собрать его паяльником с паяных контактов.

Виды и характеристики припоев

Бывают мягкими (легкоплавкими) и твердыми. Для 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.

Использование сплавов оловянно-свинцовой группы

К таким сплавам относятся следующие:

  • ПОС-90 содержит в составе: Pb — 10%, Sn — 90%. Используется для ремонта медицинского оборудования и пищевой посуды. Токсичного свинца немного, так как нельзя, чтобы он соприкасался с пищей и водой.
  • ПОС-40: Pb — 60%, Sn — 40%. Главным образом используется для пайки электроаппаратуры и изделий из оцинкованного железа, также с его помощью чинят радиаторы, латунные и медные трубопроводы.
  • ПОС-30: Sn — 30%, Pb — 70%. Применяется в кабельной промышленности, для пайки и лужения и листового цинка.
  • ПОС-61: Pb 39%, Sn 61%. Как с ПОС-60. Нет особой разницы.

С помощью ПОС-61 осуществляется лужение и пайке печатных плат радиоаппаратуры. Это — главный материал для сборки электроники. Плавиться начинает с 183 °C, полное расплавление при 190 °C. Паять с этим припоем можно при помощи обыкновенного паяльника, не боясь того, что радиоэлементы перегреются.

ПОС-30, ПОС-40, ПОС-90 расплавляются при 220−265 °C. Для многих радиоэлектронных элементов эта температура предкритическая. Сборку самодельных электронных устройств осуществлять лучше с ПОС-61, чьим зарубежным аналогом можно считать Sn63Pb37 (где Sn 63%, а Pb 37%). Также с его помощью паяется радиоаппаратура и самодельная электроника.

Припои продаются, как правило, в тюбиках или катушках по 10−100 г. Состав сплава можно прочесть на упаковке, к примеру: Alloy 60/40 («Сплав 60/40» — ПОС-60). Выглядит, как проволока диаметром 0,25−3 мм.

Нередко в его составе находится флюс (FLUX), заполняющий сердцевину проволоки. Содержание указывается в процентах и составляет 1−3,5%. Благодаря этому форм-фактору во время работы отсутствует необходимость подавать флюс отдельно.

Разновидность ПОС — ПОССу представляет собой оловянно-свинцовый сплав c сурьмой, и используется в автомобилестроении, в холодильном оборудовании, для пайки элементов электроаппаратуры, обмоток электромашин, кабельных изделий и моточных деталей; подходит для спаивания оцинкованных деталей. Кроме свинца и олова в сплаве 0,5−2% сурьмы.

Как показывает таблица, ПОССу-61−0,5 больше всего подходит для замены ПОС-61, ведь температура его полного расплавления — 189 °C. Существует также припой совершенно не содержащий свинца, оловянно-сурьмянистый ПОСу 95−5 (Sb 5%, Sn 95%) с температурой плавления 234−240 °C .

Низкотемпературные припои

Есть припои, предназначенные специально для пайки деталей с большой чувствительностью к перегреву. Наиболее «высокотемпературный» среди низкотемпературных — это ПОСК-50−18 с температурой плавления 142−145 °C. В ПОСК-50−18 содержится 8% кадмия, 50% олова и 32% свинца. Кадмий усиливает устойчивость к коррозии, однако наряду с тем придает токсичности.

По убыванию температуры следует РОЗЕ (Sn 25%, Pb 25%, Bi 50%), маркирующийся ПОСВ-50. Т пл. — 90−94 °C. Предназначен для пайки латуни и меди. Олова в составе этого сплава 25%, свинца — 25%, висмута — 50%. Соотношение металлов в процентах может несколько разниться, а количество их, как правило, указывается на упаковке в графе «Состав». Этот припой крайне популярен у электронщиков. Используется при демонтаже/монтаже элементов, чувствительных к перегреву. Помимо всего прочего сплав идеален для лужения медных дорожек новехонькой печатной платы.

Применяется в плавких защитных предохранителях в радиоаппаратуре.

Еще более низкотемпературный сплав ВУДА (Sn 10%, Cd 10%, Pb 40%, Bi 40%). Т плавления — 65−72 °C. Поскольку в сплаве содержится 10% кадмия, он токсичен, в отличие от РОЗЕ.

И РОЗЕ, и ВУДА — это довольно дорогие припои.

Паяльная паста

Главным образом используется для пайки компонентов монтируемых поверхностно (SMD’шек), а также безвыводных микросхем в BGA корпусах.

Выглядит как кашица серого цвета, состоит из мельчайших шариков сплава Sn62Pb36Ag2 (серебра 2%, свинца 36%, олова 62%), также в составе содержится безотмывочный флюс. О том, что флюс безотмывочный, говорят две буквы на упаковке NC (No Clean). Флюс, содержащий шарики припоя, высыхает на воздухе, поэтому хранится паста в закрытой упаковке.

Используется это средство при сложном ремонте сотовых и для пайки микросхем в корпусе BGA. Ее применение предполагает использование дополнительного оборудования для ремонта мобильных, к примеру, специальные трафареты. Стоит паста довольно дорого, поскольку содержит серебро.

Сейчас в производстве электроники массово применяются припои без свинца.

Источник: tokar.guru

При какой температуре плавится олово для пайки — Moy-Instrument.Ru

Температура плавления олова и свинца

Олово — один из самых изученных человеком металлов. Оно было открыто еще в доисторические времена. Уже древний человек знал, какова температура плавления олова, физико-химические свойства этого металла и диапазон его применения в повседневной жизни. Сплав олова и меди является первым опытом человека в металлургии, первым искусственным металлическим соединением, созданным руками человека.

Олово в природе

Важнейшие природные соединения – это касситерит, в который входит оксид олова, и станнин (оловянный колчедан). В древности этот металл добывали в открытых шахтах, но в современном мире открытых месторождений олова практически не осталось. В промышленных масштабах его выплавляют из руд, содержащих около 1 % этого вещества. Таким образом, чтобы получить 1 кг чистого олова, нужно переработать центнер руды.

Использование олова

Одно из наиболее известных применений олова – пайка. Невысокая температура плавления позволяет паять в домашних условиях. Для пайки этот металл продается в виде небольших прутков диаметром до 10 мм.

Благодаря физическим характеристикам этот металл можно хранить в нормальных условиях в жидком виде. Низкая температура плавления олова позволяет запаивать металлическую жидкость в стеклянные ампулы для лабораторных или других исследований.

Плавка олова

Олово достаточно легко расплавить в больших количествах и отлить в форму из графита или любого другого материала. Средняя температура плавления олова не превышает 240°C. Основные требования к материалу для форм заключаются в следующем:

  • вещество не должно смачиваться жидким оловом;
  • материал должен выдерживать температуру в 250°C, не разрушаясь и не меняя своей формы.

Расплавленный металл способен окисляться на открытом воздухе, а твердое вещество довольно устойчиво к кислородной коррозии. Иногда это свойство используется для нанесения металлического слоя на жестяные изделия. Но в отличие от цинкового напыления, оловянное не придает изделию электрохимическую защиту – в случае царапины коррозия быстрее разъест поверхность с оловянным покрытием, а не с цинковым.

Олово для пайки

Температура плавления зависит от количества и состава примесей в прутке. О том, какая температура плавления олова, можно узнать из таблицы наиболее распространенных сплавов.

В электротехнике хорошо зарекомендовали себя трехкомпонентные сплавы на основе свинца, серебра и олова. Процентное соотношение примесей в припое различно: стандарты по добавкам до сих пор не выработаны. Все производители сходятся в одном – содержание олова в сплаве не должно быть меньше 95 %. Температура плавления припоя олова в этой композиции колеблется в диапазоне 217-221° C.

Для улучшения характеристик припоя в него вводят небольшое количество сурьмы. Данная композиция применяется для пайки радиодеталей в наиболее ответственных участках.

Хорошо зарекомендовали себя сплавы с содержанием серебра. Наличие этого благородного металла улучшает технические характеристики готового изделия и повышает срок его эксплуатации. Сплавы с большим содержанием серебра применяются в различных средствах связи и в промышленной технике.

Цинкосодержащие сплавы не слишком хорошо распространены. Причиной такой нелюбви является повышенная химическая активность цинка. Из-за его взаимодействия с окружающей средой цинкосодержащие соединения довольно быстро разрушаются, к тому же при работе с ними необходимо использовать активные флюсы. Припойные пасты с содержанием этой добавки не предназначены для длительного хранения. Температура плавления олова для пайки с содержанием цинка достаточно высока. Например, известное соединение Sn91Zn9 плавится при температуре 200°C.

Олово и свинец

Как и олово, свинец в виде сплавов и добавок используется человеком с незапамятных времен. Этот недорогой и распространенный металл обладает свойствами, повышающими качество припоя и его эксплуатационные характеристики.

Припои, в состав которых входит свинец, называются свинцовосодержащими. Соединения свинца очень вредны для здоровья, поэтому применение соединений этого металла весьма ограничено. В прошлом широкое распространение свинцовых припоев было обусловлено хорошими эксплуатационными характеристиками сплава и его низкой температурой обработки. Температура плавления олова и свинца не превышает 190°C. Несмотря на строгие ограничения, припои со свинцом широко используются в отдельных отраслях промышленности, например в оборонном производстве и в секторе ядерной энергетики.

Использование чистого олова

Полупроводниковая промышленность использует припои с высоким содержанием чистого олова, в котором на один атом стороннего металла припадает 999999 атомов чистого металла. Температура плавления олова в чистом виде 240°С. Но в бытовых условиях такие припои не пользуются спросом: дело в том, что при понижении температуры этот металл преобразует свою структуру, на поверхности изделия появляются серые пятна –так называемая оловянная чума. Добавки различных компонентов изменяют эту температуру и придают оловянным сплавам большую устойчивость.

Особенности припоя для пайки

Со школьной скамьи всем известно, что олово с химическим символом «Sn», используют для пайки микросхем и других радиодеталей. Основное требование для этого сплава — невысокая температура плавления. Это вызвано тем, что во время процесса должен плавиться припой, а не соединяемая деталь. Чистое олово с Т плавления 232 °C вполне подходит для этих целей, но на практике чистое олово для пайки, фактически не применяется, из-за высокой стоимости, чаще используют сплавы со свинцом и другими металлами.

Характеристики

Олово незаменимо при производстве электронных устройств. Благодаря своим свойствам оно используется для сварки компонентов в радиотехники. Сплав под названием Eutectica, состоит из свинца (Pb), серебра (Ag), меди (Cu) и никеля (Ni). Благодаря этим присадкам олово плавится при разных температурах в зависимости от процентного содержания, каждого из них.

Олово мягкое и податливое, но очень устойчиво к коррозии и не образует ржавчину, имеет очень хорошую электропроводность и относительно низкую температуру плавления. Все эти характеристики делают его незаменимым для создания электронных устройств.

Процесс пайки протекает в мягкой сварке, которая состоит из объединения двух базовых элементов посредством вклада в основу третьего элемента с более низкой температурой плавления. Например, припаивая медную прокладку монтажной платы к ножке конденсатора, используют расплавленное олова, которое плавится при гораздо более низкой температуре, чем базовые элементы. В процессе нагрева, жидкое олово благодаря своим капиллярным свойствам притягивается к базовым компонентам, а затем охлаждается в режиме мягкой пайки.

Виды припоев и флюсов

В нашей стране большое распространение получила марка припоя ПОС — сплав олова Pb и свинца Sn. В зависимости от вида в него может быть добавлены кадмий, никель, медь, и другие металлы. В основном ПОС изготавливает в форме прутков, проволоки, шариков и пасты. Химсостав его строго регламентирован ГОСТ 21930-76. В России широко применяют такие виды припоя: ПОС18, ПОС30, ПОС50, ПОС90, которые относятся к мягким сплавам с Т плавления до 300 градусов.

ПОС-18

Припой регламентируется государственными стандартами, кроме Pb (0.8 %) и Sn (17-19 %), он имеет примеси многих металлов. Контролирующие органы строго следят за тем, чтобы производитель ограничивал присутствие ядовитого мышьяка в составе, уменьшающего текучесть жидкого сплава и повышающего хрупкость в условиях знакопеременных нагрузок.

Состав примесей ПОС-18 в процентах:

  1. Плотность— 10.3гр/см2.
  2. Показатель удельного сопротивления— 0. 200 мкОм•см.
  3. Показатель твердости поБриннелю— 11 НВ.
  4. Теплопроводность— 0.37ккал/см*С*град.
  5. Т при которой припой будет расплавляться солидус/ ликвидус— 183/285 С.
  • Широкая область сплава в жидком состоянии;
  • пониженное содержание примесей, вызывающей хрупкость;
  • коррозионная стойкость места пайки, что важно для деталей, находящихся во влажных средах.
  • Особый припой, серийно не производится.
  • Наличие вредных присадок в составе — Pb.

ПОС-18 относится к универсальным сплавам и является заменителем бессурьмянистых сплавов, его используют:

  • Для производства радиоаппаратуры;
  • пайке печатных плат малой мощности;
  • кузовной ремонт машин в виде лужения;
  • соединения узлов из медно-цинковых сплавов;
  • ремонт оборудования в системах отопления: котлы, радиаторы и другие нагревательные элементы.

Цена припоя ПОС-18 по состоянию на 01.09.2019 года от 710 руб/кг.

ПОС-30

Припой стандартизируется ГОСТами 21930.76 / 21931.76 и относится к мягким сплавам с Т плавления — 256.0 С. По свойствам он похож на марки с ПОС-40 и 50 и состоит из Pb и Sn в процентном соотношении 30:70, а также других элементов не более 1 %. Он отличается от чистого олова темным цветом и повышенной твердостью сплава.

Состав примесей в процентах:

  • Sb — 0.1;
  • Cu — 0.05;
  • Bi0 — 0.2;
  • S, As, Fe — по 0.02;
  • Al, Zn — по 0.002.
  1. Плотность — 9.72 гр/см2.
  2. Показатель удельного сопротивления — 0. 185 мкОм•см.
  3. Показатель твердости по Бриннелю — 12 НВ.
  4. Теплопроводность — 0.37 ккал/см*С*град.
  5. Т плавления солидус/ликвидус — 183/256 С.
  • Высокая текучесть;
  • низкая Т плавления;
  • низкое сопротивление позволяет работать с мелкими деталями;
  • высокая ударная вязкость равная чистому олову;
  • высокая область применения, с возможностью замены дорогих материалов, например, для пайки цинка или пластин из латуни;
  • возможность использования для ремонта бытовой техники.

Недостаток ПОС-30 — наличие вредных присадок в составе — Pb.

Цена ПОС-30 по состоянию на 01.09.2019 года от 766 руб/кг.

ПОС-50

Его выпускают по требованиям ГОСТ 21931.76, он отличается практическим равным соотношением свинца и олова.

Состав примесей ПОС-50 в процентах:

  • Sb — 0.8;
  • Cu — 0.1;
  • Bi — 0.05;
  • As — 0.05;
  • S, Fe — по 0.02;
  • Ni, Al, Zn — по 0.002.
  1. Плотность — 8.87 гр/см2.
  2. Показатель удельного сопротивления — 0. 158 мкОм•см.
  3. Показатель твердости по Бриннелю — 14 НВ.
  4. Теплопроводность — 0.48 ккал/см*С*град.
  5. Т плавления солидус/ ликвидус — 183/209 С.
  • Хорошая текучесть;
  • хорошая тепло- и электропроводность;
  • возможность применения во влажных средах;
  • хорошая пластичность шва позволяет применять к изделиям с повышенными требованиями к герметичности, например, в измерительных приборах и маломощных схемах ПК.
  • Неэффективный при пайке толстых изделий из-за нестабильности прогрева;
    наличие вредных присадок в составе — Pb;
  • ускоренная кристаллизация расплава, не дает возможность использовать сплав в технологии ручной пайки.

Цена припоя ПОС-50 по состоянию на 01.09.2019 года от 1102.00 руб/кг.

ПОС-90

Припой отличается низкой теплопроводностью и высоким показателем твердости, что объясняется высоким содержанием олова 90, материал серебреного цвета, что дает эстетическую привлекательность полученным соединениям.

Состав примесей ПОС-90 в процентах:

  • Sb — 0.1;
  • Cu — 0.05;
  • Bi — 0.2;
  • As — 0.01;
  • S, Fe — по 0.02;
  • Ni, Al, Zn — по 0.002.
  1. Плотность — 7.6 гр/см2.
  2. Показатель удельного сопротивления — 0. 120 мкОм•см.
  3. Показатель твердости по Бриннелю — 15.4 НВ.
  4. Теплопроводность — 0.13 ккал/см*С*град.
  5. Т плавления солидус/ ликвидус — 183/220 С.
  • Широкая область применения от бытового, медицинского до промышленного сектора;
  • хорошая текучесть;
  • высокий уровень смачиваемости в жидком состоянии;
  • низкая Т температура плавленияя;
  • хорошая электропроводность;
  • хорошая герметичность, возможность использования в водной и газовой среде;
    хорошая пластичность шва позволяет применять к изделиям с повышенными
  • требованиями к герметичности, например, в измерительных приборах и маломощных схемах ПК.

Недостатки ПОС-90 — наличие вредных присадок в составе (свинца).

Цена припоя ПОС-90 по состоянию на 01.09.2019 года от 1778.00 руб/кг.

Какая температура плавления

Олово, которое используют в электронике, обычно относится к типу эвтектики, это означает, что это сплав с более низкой температурой плавления для каждого из составляющих его элементов. Так, если имеется 60% оловянный сплав (Т плавления — 232 C) и свинцовый 40% (Т плавления — 327 C), то общая температура плавления сплава будет примерно 183 C .

Наиболее распространенный припой, используемый в станах ЕС для электронных работ — 63/37 SnPb. Он представляет собой эвтектический сплав с температурой плавления — 183 C. Сплав 60Sn имеет рабочий диапазон 183-238. Существует более низкотемпературный сплав Sn43Pb43Bi14, имеющий температуры плавления 144-163.

Состав припоя

Свинец, содержащий в сплаве, постепенно вытесняется в соответствии с новыми директивами ЕС (RoHS и WEEE) и заменяется припоями, состоящими из сплавов олова и сурьмы. Уже сегодня в ЕС многие магазины его не продают. У нас пока все по-другому, вероятно, пройдет много лет, прежде чем свинцовый припой в нашей стране будет заменен навсегда.

Важно! Бессвинцовый сплав имеет более высокую температуру плавления, чем свинцовый и использует более агрессивные флюсы. Это означает, что паяльник должен быть изготовлен для бессвинцовой пайки, чтобы обеспечить правильную температуру около 230 C. Бессвинцовый припой, как правило, примерно на 20-50% дороже, чем свинцовый.

Как правильно выбрать

Выбор припоя зависит от вида работ и назначения готового изделия, а также от того в каких условиях продукт будет эксплуатироваться.
Критерии, на которые нужно обратить внимание перед тем, как выбрать припой для пайки:

  1. Тип паяльника.
  2. Размер провода. Диаметры варьируются от сантиметров или миллиметров, размер проволоки зависит от выполняемой работы.
  3. Флюс очищает область пайки, облегчая протекание припоя и, следовательно, идеальное паяное соединение. Флюс изменяет поверхностное натяжение, так как увеличивает адгезионные свойства в паяном соединении.
  4. Перед покупкой, нужно знать при какой температуре плавится олово для пайки.
    Состав. Дискуссия о том, какой припой использовать на печатных платах свинцовый или бессвинцовый, все еще продолжается. Несмотря на дебаты, вызванные проблемами окружающей среды и здоровья, многие электротехники используют свинцовый.

Обратите внимание! Срок годности и отраслевые рекомендации требуют его использования в течение трех лет с даты изготовления. Срок годности указан на изделии, с ним можно ознакомиться в магазине при покупке. Если использовать просроченную пасту на поверхности припоя может произойти окисление, что сделает соединение неэффективным.

Использование

Специалисты дают полезные советы, которые очень помогают начинающим радиолюбителям, чтобы правильно паять:

  1. Выбирают припой с минимальным содержанием свинца.
  2. Необходимо следить за чистотой жала паяльника, оно должно не иметь грязные наплавления.
  3. Для очистки используют напильник или наждачную бумагу. Жало после очистки залуживают канифолью.
  4. Не рекомендуется долго удерживать прибор в точке припоя, поскольку соединяемые детали способны получить высокотемпературное повреждение. Для снижения губительного воздействия Т на деталь, ее придерживают пинцетом, который выполнит роль теплоотвода.
  5. Изделие, перед пайкой очищают, а контакты соприкосновения дополнительно залуживают, чтобы обеспечить отличное сцепление.

Дополнительная информация. При пайке нужно выполнять меры безопасности. Всегда работать в защитных очках, чтобы защитить глаза от летящих капель горячего жидкого припоя. Кончик паяльника по конструкции очень горячий, превышающий 370 C. Нельзя допускать контакта наконечника с кожей, одеждой или другими предметами. При работе нужно использовать специальный держатель для паяльника.

Подводя итоги, можно сказать, что олово для пайки по-прежнему широко используется в отечественной электронной отрасли и быту. Товар широко представлен на российском и зарубежных рынках, в виде свинцового и бессвинцового припоев. В целях защиты окружающей и требований международных организаций потребление первого типа будет неуклонно сокращаться.

Температура плавления припоя и технические характеристики

Припой — это металл или смесь металлов, используемых при пайке с целью соединения деталей. Как правило, используются сплавы на основе, олова, меди и никеля. Припой на базе олова входит в группу легкоплавких припоев. И температура плавления припоя здесь не превышает 450 °C. Эти составы широко используются для работы с радиоаппаратурой. Весьма распространенными являются припои на базе олова и свинца, они широко применяются в нашей металлопромышленности: аббревиатура ПОС.

Для сборки самодельных устройств простейшей конструкции достаточно наиболее распространенного припоя ПОС-61 или подобного. Сплав можно добыть из старой печатной платы от электронного прибора и собрать его паяльником с паяных контактов.

Виды и характеристики припоев

Бывают мягкими (легкоплавкими) и твердыми. Для 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.

Использование сплавов оловянно-свинцовой группы

К таким сплавам относятся следующие:

  • ПОС-90 содержит в составе: Pb — 10%, Sn — 90%. Используется для ремонта медицинского оборудования и пищевой посуды. Токсичного свинца немного, так как нельзя, чтобы он соприкасался с пищей и водой.
  • ПОС-40: Pb — 60%, Sn — 40%. Главным образом используется для пайки электроаппаратуры и изделий из оцинкованного железа, также с его помощью чинят радиаторы, латунные и медные трубопроводы.
  • ПОС-30: Sn — 30%, Pb — 70%. Применяется в кабельной промышленности, для пайки и лужения и листового цинка.
  • ПОС-61: Pb 39%, Sn 61%. Как с ПОС-60. Нет особой разницы.

С помощью ПОС-61 осуществляется лужение и пайке печатных плат радиоаппаратуры. Это — главный материал для сборки электроники. Плавиться начинает с 183 °C, полное расплавление при 190 °C. Паять с этим припоем можно при помощи обыкновенного паяльника, не боясь того, что радиоэлементы перегреются.

ПОС-30, ПОС-40, ПОС-90 расплавляются при 220−265 °C. Для многих радиоэлектронных элементов эта температура предкритическая. Сборку самодельных электронных устройств осуществлять лучше с ПОС-61, чьим зарубежным аналогом можно считать Sn63Pb37 (где Sn 63%, а Pb 37%). Также с его помощью паяется радиоаппаратура и самодельная электроника.

Припои продаются, как правило, в тюбиках или катушках по 10−100 г. Состав сплава можно прочесть на упаковке, к примеру: Alloy 60/40 («Сплав 60/40» — ПОС-60). Выглядит, как проволока диаметром 0,25−3 мм.

Нередко в его составе находится флюс (FLUX), заполняющий сердцевину проволоки. Содержание указывается в процентах и составляет 1−3,5%. Благодаря этому форм-фактору во время работы отсутствует необходимость подавать флюс отдельно.

Разновидность ПОС — ПОССу представляет собой оловянно-свинцовый сплав c сурьмой, и используется в автомобилестроении, в холодильном оборудовании, для пайки элементов электроаппаратуры, обмоток электромашин, кабельных изделий и моточных деталей; подходит для спаивания оцинкованных деталей. Кроме свинца и олова в сплаве 0,5−2% сурьмы.

Как показывает таблица, ПОССу-61−0,5 больше всего подходит для замены ПОС-61, ведь температура его полного расплавления — 189 °C. Существует также припой совершенно не содержащий свинца, оловянно-сурьмянистый ПОСу 95−5 (Sb 5%, Sn 95%) с температурой плавления 234−240 °C .

Низкотемпературные припои

Есть припои, предназначенные специально для пайки деталей с большой чувствительностью к перегреву. Наиболее «высокотемпературный» среди низкотемпературных — это ПОСК-50−18 с температурой плавления 142−145 °C. В ПОСК-50−18 содержится 8% кадмия, 50% олова и 32% свинца. Кадмий усиливает устойчивость к коррозии, однако наряду с тем придает токсичности.

По убыванию температуры следует РОЗЕ (Sn 25%, Pb 25%, Bi 50%), маркирующийся ПОСВ-50. Т пл. — 90−94 °C. Предназначен для пайки латуни и меди. Олова в составе этого сплава 25%, свинца — 25%, висмута — 50%. Соотношение металлов в процентах может несколько разниться, а количество их, как правило, указывается на упаковке в графе «Состав». Этот припой крайне популярен у электронщиков. Используется при демонтаже/монтаже элементов, чувствительных к перегреву. Помимо всего прочего сплав идеален для лужения медных дорожек новехонькой печатной платы.

Применяется в плавких защитных предохранителях в радиоаппаратуре.

Еще более низкотемпературный сплав ВУДА (Sn 10%, Cd 10%, Pb 40%, Bi 40%). Т плавления — 65−72 °C. Поскольку в сплаве содержится 10% кадмия, он токсичен, в отличие от РОЗЕ.

И РОЗЕ, и ВУДА — это довольно дорогие припои.

Паяльная паста

Главным образом используется для пайки компонентов монтируемых поверхностно (SMD’шек), а также безвыводных микросхем в BGA корпусах.

Выглядит как кашица серого цвета, состоит из мельчайших шариков сплава Sn62Pb36Ag2 (серебра 2%, свинца 36%, олова 62%), также в составе содержится безотмывочный флюс. О том, что флюс безотмывочный, говорят две буквы на упаковке NC (No Clean). Флюс, содержащий шарики припоя, высыхает на воздухе, поэтому хранится паста в закрытой упаковке.

Используется это средство при сложном ремонте сотовых и для пайки микросхем в корпусе BGA. Ее применение предполагает использование дополнительного оборудования для ремонта мобильных, к примеру, специальные трафареты. Стоит паста довольно дорого, поскольку содержит серебро.

Сейчас в производстве электроники массово применяются припои без свинца.

Температура плавления припоя. Свойства припоев и подшипниковых материалов

Температура плавления и другие свойства припоев на основе олова и свинца

В таблице представлена температура плавления припоев распространенных марок на основе олова и свинца, а также их теплофизические и механические свойства. Свойства припоев даны при комнатной температуре.

В таблице приведены следующие свойства: температура плавления припоев (солидус и ликвидус) в градусах Цельсия, плотность припоев, удельное электрическое сопротивление, коэффициент теплопроводности, временное сопротивление разрыву, относительное удлинение, ударная вязкость, твердость по Бринеллю, HB.

Температура плавления припоев (ликвидус — жидкое состояние припоя) на основе свинца и олова находится в диапазоне от 145 до 308°С. Следует отметить, что температура плавления припоя, равная 145°С, соответствует припою ПОСК 50-18, который относится к категории легкоплавких припоев. При температуре 308 градусов Цельсия в жидком виде находится припой ПОССу 5-1.

Рассмотрены свойства следующих припоев: ПОС 90, ПОС 61, ПОС 40, ПОС 10, ПОС 61М, ПОСК 50-18, ПОССу61-0,5, ПОССу 50-0,5, ПОССу 40-0,5, ПОССу 35-0,5, ПОССу 30-0,5, ПОССу 25-0,5, ПОССу 18-0,5, ПОСу 95-5, ПОССу 40-2, ПОССу 35-2, ПОССу 30-2, ПОССу 25-2, ПОССу 18-2, ПОССу 15-2, ПОССу 10-2, ПОССу 8-3, ПОССу 5-1, ПОССу 4-6.

По данным таблицы видно, что плотность припоев меняется в пределах от 7300 до 11200 кг/м 3 . Припоем с минимальной плотностью является оловянно-свинцовый припой ПОСу 95-5. Наиболее тяжелым из рассмотренных припоев является припой ПОССу 5-1 — плотность такого припоя имеет величину 11200 кг/м 3 .

Теплопроводность припоев в таблице дана в размерности ккал/(см·с·град). Припоями с максимальной теплопроводностью являются ПОС 90 и ПОСК 50-18 — их теплопроводность равна 0,13 ккал/(см·с·град).

Температура плавления припоев на основе серебра, их плотность и удельное электрическое сопротивление

К серебряным припоям относятся такие припои, как ПСр72, ПСр71, ПСр70, ПСрМО68-27-5, ПСр65, ПСр62, ПСр50, ПСр50КД, ПСрМЦКд45-15-16-24, ПСрКДМ50-34-16, ПСр45, ПСр40, ПСр37,5, ПСр25, ПСр25Ф, ПСр15, ПСр12М, ПСр10, ПСр010-90, ПСрОСу8 (Впр-6), ПСрМО5 (Впр-9), ПСрОС 3,5-95, ПСр3, ПСрО 3-97, ПСрОС3-58, ПСр3Кд, ПСр2,5, ПСр2,5С, ПСр2, ПСрОС2-58, ПСр1,5, ПСр1.

Плотность припоев на основе серебра изменяется в пределах от 7400 до 11400 кг/м 3 . Низкая плотность припоя, содержащего серебро, свойственна таким припоям, как: ПСрОСу8, ПСрМО5, ПСрОС 3,5-95 и ПСр010-90. Наиболее тяжелый припой — это ПСр3, его плотность равна 11,4 г/см 3 .

Температура плавления припоев на основе серебра находится в диапазоне от 183 до 860°С. Припоем с наименьшим удельным электрическим сопротивлением является серебряный припой ПСр72 — его электросопротивление равно 2,1 мкОм·см.

Удельное электрическое сопротивление припоев значительно изменяется в зависимости от марки припоя. Оно может иметь значение в интервале от 2,1 (у припоя ПСр72) до 37,2 мкОм·см — у ПСр37,5.

Примечание: плотность и удельное электрическое сопротивление припоев указаны при комнатной температуре.

Температура плавления припоев и легкоплавких сплавов

В таблице даны значения температуры плавления припоев и легкоплавких сплавов на основе ртути Hg, цезия Cs, калия K, висмута Bi, таллия Tl, индия In, олова Sn, свинца Pb, кадмия Cd, сплав Вуда, сплавы Роуза (Розе), золота Au, магния Mg, цинка Zn, серебра Ag.

Значения температуры плавления припоев и сплавов в таблице приведены начиная с самых легкоплавких сплавов и находятся в диапазоне от -48,2 до 262°С. В сплавах с отрицательной температурой плавления (от минус 48,2°С) преобладает содержание ртути и щелочных металлов. Легкоплавкие сплавы с температурой плавления от 200 до 260°С имеют в своем составе преимущественное содержание висмута и таллия.

Примечание: эвт — эвтектические сплавы или близкие к ним; для неэвтектических сплавов приводятся значения температуры солидуса.

Плотность припоев и баббитов, их теплопроводность и КТлР

В таблицах даны теплофизические свойства некоторых припоев и баббитов (антифрикционных подшипниковых материалов) при комнатной температуре. Представлены такие свойства, как: плотность, коэффициент температурного расширения и теплопроводность.

Указаны свойства следующих припоев и баббитов: ПОС-30, ПОС-18, ПСр45, ПОЦ70, ПОЦ60, 34А, эвтектический силумин; баббиты, Б83, Б16, БКА, Б88, Б89, Б6.

Следует отметить, что плотность припоев, коэффициент температурного расширения (КТлР) и теплопроводность припоев и баббитов имеют близкие значения, за исключением припоя 34А и эвтектического силумина, которые в 2-4 раза легче.

Состав и теплопроводность припоев и баббитов при различных температурах

В таблице представлен состав и значение коэффициента теплопроводности алюминиевых антифрикционных сплавов, баббитов и припоев при температуре от 4 до 300 К (от -269 до 27°С).

Рассмотрены следующие припои и подшипниковые материалы: АН2,5, АО6-1, БКА, Б16, Б83, Б88, ПОС61, ПОС18, ПОССу18-2, ПОССу40-2, сплав Вуда, сплав Розе, ПСр25, ПСр44, ПСр70.

Наиболее теплопроводным антифрикционным сплавом, по данным таблицы, является сплав АО6-1 — его теплопроводность равна 180 Вт/(м·град). Наибольшую теплопроводность среди рассмотренных припоев имеет серебряный припой ПСр70 (на основе серебра и меди) — теплопроводность этого припоя равна 170 Вт/(м·град).

Источники:

  1. Физические величины. Справочник. А.П. Бабичев, Н.А. Бабушкина, А.М. Братковский и др.; Под ред. И.С. Григорьева, Е.З. Мейлихова. — М.:Энергоатомиздат, 1991. — 1232 с.
  2. Чиркин В.С. Теплофизические свойства материалов ядерной техники.
  3. Таблицы физических величин. Справочник. Под ред. акад. И.К. Кикоина. М.: Атомиздат, 1976. — 1008 с.
  4. Цветные металлы. Справочник. — Нижний Новгород: «Вента-2», 2001. — 279 с.

Припои

Какие бывают припои, и какие у них свойства?

В начале своей радиолюбительской деятельности многие начинающие радиолюбители редко задаются вопросом о том, какие бывают припои и каковы их свойства.

Для сборки простейших самодельных устройств достаточно самого распространённого ПОС-61 или ему подобного. Как говориться: «Было бы, чем паять…»

Припой можно даже не покупать. Достаточно взять старую печатную плату от какого-нибудь электронного прибора и собрать его разогретым жалом паяльника с паяных контактов.

Особенно такой метод «добычи» актуален для тех, кто живёт вдали от городов и крупных населённых пунктов, где нет возможности побывать в магазине радиотоваров.


Припой, собранный с печатных плат

Но всё же, припой припою рознь. В своей практике человек, имеющий дело с электроникой, должен разбираться в вопросе его выбора. Поэтому рассмотрим подробно, какие бывают припои, для чего они применяются, какой из них лучше использовать для монтажа электронных схем и ремонта бытовой радиоаппаратуры.

Какие бывают припои?

Припои делят на мягкие (легкоплавкие) и твёрдые. Для монтажа радиоаппаратуры применяются как раз легкоплавкие, т.е. такие, температура плавления которых лежит в пределах до 300 – 450 0 C. Мягкие припои по своей прочности уступают твёрдым, но для сборки электронных приборов применяются именно они.

Припой представляет собой сплав металлов. Для легкоплавких припоев это, как правило, сплав олова и свинца. Именно эти металлы составляют большую часть в сплаве. Также в нём могут присутствовать и легирующие металлы, но их количество в составе невелико. Примеси других металлов вводят в сплав для получения определённых характеристик (температуры плавления, пластичности, прочности, устойчивости к коррозии).

Наибольшее распространение получил припой марки ПОС (Припой Оловянно-Свинцовый). Далее за кратким обозначением его марки следует число, которое показывает процентное содержание в нём олова. Так в ПОС-40 содержится 40% олова, а в ПОС-60, соответственно, 60%.

Бывает, что в пользование попадает припой неизвестной марки. Приблизительно оценить его состав можно по косвенным признакам:

Припои оловянно-свинцовой группы имеют температуру плавления 183 – 265 0 C.

Если припой имеет яркий металлический блеск, то в нём достаточно большое содержание олова (ПОС-61, ПОС-90).

И, наоборот, если он тёмно-серого цвета, а поверхность матовая, то это указывает на большое содержание свинца. Именно свинец придаёт поверхности своеобразный сероватый оттенок.

Припои, в которых много свинца очень пластичны.

Так, например, пруток припоя диаметром 8 мм. с большим содержанием свинца (ПОС-30, ПОС-40) легко гнётся руками. Олово, в отличие от свинца, придаёт сплаву прочность и жёсткость. Если олова в сплаве много, то легко погнуть такой пруток уже не получится.


ПОС-40 (пруток)

Рассмотрим, в каких целях используются припои оловянно-свинцовой группы (ПОС).

ПОС-90 (Sn 90%, Pb 10%). Применяется при ремонте пищевой посуды и медицинского оборудования. Как видим, в нём небольшое содержание свинца (10%), который достаточно токсичен и его применение в вещах, соприкасающихся с пищей и водой недопустимо.

ПОС-40 (Sn 40%, Pb 60%). В основном служит для пайки электроаппаратуры и деталей из оцинкованного железа, применяется для ремонта радиаторов, латунных и медных трубопроводов.

ПОС-30 (Sn 30%, Pb 70%). Его применяют в кабельной промышленности, а также используют для лужения и пайки листового цинка.

И, наконец, ПОС-61 (Sn 61%, Pb 39%). Тоже, что и ПОС-60. Думаю, между ними особой разницы нет.

ПОС-61 используется для лужения и пайки печатных плат радиоаппаратуры. Именно он в основном служит материалом для сборки электроники. Температура его плавления начинается со 183 0 C, а полное расплавление достигается при температуре в 190 0 C.

Производить пайку таким припоем можно с помощью обычного паяльного инструмента не боясь перегрева радиоэлементов, поскольку полное его расплавление достигается уже при 190 0 C.

ПОС-30,ПОС-40,ПОС-90 полностью расплавляются при температурах в 220 – 265 0 C. Для многих радиоэлектронных компонентов такая температура является предкритической. Поэтому для сборки самодельных электронных устройств лучше использовать ПОС-61.

Зарубежным аналогом ПОС-61 можно вполне считать припой Sn63Pb37 (олова 63%, свинца 37%). Он также применяется для пайки радиоаппаратуры и для изготовления самодельной электроники. Радиолюбители выбирают именно его, как альтернативу отечественному ПОС-61.

Как правило, любой припой продаётся в катушках или тюбиках по 10

100 грамм. На упаковке указывается состав сплава, например, так: Alloy 60/40 («Сплав 60/40» – он же ПОС-60). Имеет форму проволоки разного диаметра (от 0,25 до 3мм).

Также не редкость, что в его состав входит флюс (FLUX), которым заполнена сердцевина проволоки. Содержание флюса указывается в процентах (обычно от 1 до 3,5%). Такой форм-фактор очень удобен. При работе нет необходимости отдельно подавать флюс к месту пайки.

Одной из разновидностей припоев ПОС является припой марки ПОССу. Да, если произнести вслух, то звучит не очень то презентабельно . Но, несмотря на это, оловянно-свинцовый припой c сурьмой (именно так расшифровывается сокращённое обозначение) применяется в автомобилестроении, в холодильном оборудовании, для пайки обмоток электрических машин, элементов электроаппаратуры, моточных деталей и кабельных изделий. Хорошо подходит для пайки оцинкованных деталей. В таком сплаве кроме свинца и олова присутствует от 0,5% до 2% сурьмы.

Как отличаются припои по температуре плавления

Основным материалом, применяемым при пайке, является специальный сплав, называемый припоем. К одной из важнейших его характеристик относится температура плавления.

Существует множество разнообразных сплавов, используемых в качестве припоев при выполнении паяных соединений металлических изделий. Они имеют различия по химическому составу и по физико-механическим свойствам.

Классификация

В соответствии с государственным стандартом, существует следующее классификационное деление припоев по температуре их плавления:

  • низкотемпературные, их также называют мягкими. Температура плавления этих паяльных сплавов не превышает 450 ℃. В свою очередь, данная категория делится на две подкатегории. Паяльные сплавы, плавящиеся при температуре до 145 ℃ называются особолегкоплавкими, плавящиеся в диапазоне от 145 до 450 ℃ относятся к легкоплавким;
  • высокотемпературные или твёрдые. К ним относятся припои с температурой плавления, превышающей 450 ℃. Этот класс сплавов включает в себя три подкатегории. Среднеплавкими считаются те, которые расплавляются при температуре до 1100 ℃, имеющие точку плавления от 1100 до 1850 ℃ называют высокоплавкими. Присадочные материалы, использующиеся при пайке, которые занимают ещё более высокотемпературные позиции, относятся к тугоплавким.

Таблица 1. Температура плавления припоев:

Основная суть процесса пайки заключается в смачивании расплавленным присадочным материалом поверхностей соединяемых деталей, которые сами при этом не расплавляются. Исходя из этого, температура плавления припоев должна быть ниже, чем соответствующая характеристика спаиваемых металлов.

Состав паяльных сплавов

Физико-механические свойства плавящихся присадочных материалов, в частности, температура их плавления, определяются содержанием компонентов, входящих в их состав.

Обычно такие сплавы состоят из нескольких химических элементов, но название композиций определяется по тому элементу, который является основным и превосходит все остальные по содержанию. Например, припои на основе олова называют оловянными.

Существует большое семейство припоев, содержащих значительные удельные доли свинца и олова. Такие паяльные сплавы принято называть оловянно-свинцовыми.

Для них принято буквенное обозначение ПОС, после которого следует цифра, показывающая процентное содержание олова в составе этого припоя.

Таблица 2. Химический состав припоев:

Компоненты, входящие в состав припоя, оказывают воздействие на физические качества сплава, образуя нечто новое, не присущее каждому из компонентов в отдельности.

При этом наибольшее влияние на результирующие свойства припоя (такие, как температура его плавления) оказывает элемент, имеющий наибольший удельный вес в сплаве.

Так, паяльные сплавы на основе такого легкоплавкого металла, как олово, относятся к низкотемпературным или мягким. Этим подчёркивается связь температуры плавления металла с его механической твёрдостью.

То есть, металлы, которые плавятся при более низкой температуре, являются более мягкими.

Существует множество припоев, которые создаются на основе меди, алюминия, цинка, серебра, золота, платины. Высокотемпературная пайка осуществляется сплавами, в состав которых входят титан, цирконий, молибден и другие металлы.

Выбор припойного материала

Одним из главных критериев выбора сплава для создания паяного соединения металлических деталей является температура его плавления.

То есть, присадочный материал должен расплавляться раньше, чем основной. Но это не единственное условие выбора.

Жидкий расплав должен хорошо смачивать поверхность основного металла. Кроме этого, к паяному соединению предъявляются определённые прочностные требования.

Правильный подбор присадочного материала для пайки позволяет приблизить прочность соединения к прочности основного металла.

Именно по этой причине при пайке какого-либо металлического изделия стараются использовать присадку на основе такого же металла, как металл изделия.

При этом более низкая температура плавления припоя обеспечивается дополнительными компонентами, входящими в его состав.

Правда, следует заметить, что сравнять эти характеристики при пайке не удаётся никогда. То есть, при механических испытаниях на разрушение излом всегда будет происходить в месте соединения.

В некоторых специфических видах пайки прочность соединения играет не главную роль. Например, при пайке ювелирных изделий основной является эстетическая часть работы. Поэтому изделия из золота, серебра и платины паяются только припоями на основе одноимённых металлов, причём той же пробы.

Разогрев

В зависимости от температуры плавления используемого присадочного материала, применяются различные методы нагрева при пайке. В случае с мягкими материалами, содержащими олово, цинк, свинец, основным инструментом при пайке может служить обычный паяльник.

В качестве примера можно привести сборку и ремонт электронных схем, содержащих компоненты, критичные к перегреву. В этой ситуации обычно используются свинцово-оловянные материалы, имеющие невысокую температуру плавления и электрические паяльники небольшой мощности.

Механическая прочность соединений играет здесь второстепенную роль, главным является обеспечение надёжного электрического контакта.

Когда речь идёт о пайке высокотемпературными материалами, паяльник оказывается бессильным. В этих случаях нагрев осуществляется посредством газовых горелок и специальных установок, использующих токи высокой частоты.

Это относится к промышленной пайке в условиях производственных цехов и использованию твёрдых припоев.

В отдельных случаях, когда спаиваемые детали очень массивны, и при использовании обычных средств нагрева достичь плавления не удаётся, применяются специальные печи, куда заготовки помещают целиком. Только таким способом обеспечивают надежную пайку.

Припой — Википедия. Что такое Припой

Катушка оловянно-свинцового припоя

Припо́й — материал[1], применяемый при пайке для соединения заготовок и имеющий температуру плавления ниже, чем соединяемые металлы. Применяют сплавы на основе олова, свинца, кадмия, меди, никеля, серебра и другие.

Существуют неметаллические припои[2].

Срок службы паяного соединения зависит от правильности технологии пайки и параметров окружающей среды в эксплуатации.

Описание

Припои выпускаются в виде гранул, прутков, проволоки, порошка, фольги, паст и закладных деталей.

Пайку осуществляют или с целью создания механически прочного (иногда герметичного) шва, или для получения электрического контакта с малым переходным сопротивлением. При пайке мест соединения припой нагревают свыше температуры его плавления. Так как припой имеет температуру плавления ниже, чем температура плавления соединяемого металла (или металлов), из которых изготовлены соединяемые детали, то он плавится, в то время как металл деталей остаётся твёрдым. На границе соприкосновения расплавленного припоя и твёрдого металла происходят различные физико-химические процессы. Припой смачивает металл, растекается по нему и заполняет зазоры между соединяемыми деталями. При этом компоненты припоя диффундируют в основной металл, основной металл растворяется в припое, в результате чего образуется промежуточная прослойка, которая после застывания соединяет детали в одно целое.

Выбирают припой с учётом физико-химических свойств соединяемых металлов (например, по температуре плавления), требуемой механической прочности спая, его коррозионной устойчивости и стоимости. При пайке токоведущих частей необходимо учитывать удельную проводимость припоя.

Жидкотекучесть низкотемпературных припоев даёт возможность паять изделия сложной формы.

Классификация припоев

Припои принято делить на две группы:

  • мягкие;
  • твёрдые.

К мягким относятся припои с температурой плавления до 300 °C, к твёрдым — свыше 300 °C. Кроме того, припои существенно различаются по механической прочности. Мягкие припои имеют предел прочности при растяжении 16—100 МПа, а твёрдые — 100—500 МПа.

К мягким припоям относятся оловянно-свинцовые сплавы (ПОС) с содержанием олова от 10 (ПОС-10) до 90 % (ПОС-90), остальное — свинец. Электропроводность этих припоев составляет 9—15 % электропроводности чистой меди. Плавление этих припоев начинается при температуре 183 °C (температура плавления эвтектики системы олово-свинец) и заканчивается при следующих температурах плавления ликвидуса:

ПОС-15 — 280 °C.

ПОС-25 — 260 °C.

ПОС-33 — 247 °C.

ПОС-40 — 238 °C[3]

ПОС-61 — 183 °C[3]

ПОС-90 — 220 °C[3]

Припои ПОС-61 и ПОС-63 плавятся при постоянной температуре 183 °C, так как их состав практически совпадает с составом эвтектики олово-свинец.

Кроме этих составов в качестве мягких припоев используются также:

  • сурьмянистые припои (ПОССу), применяемые при пайке оцинкованных и цинковых изделий и повышенных требованиях к прочности паяного соединения,
  • оловянно-свинцово-кадмиевые (ПОСК) для пайки деталей, чувствительных к перегреву и пайки выводов к конденсаторам и пьезокерамике,
  • оловянно-цинковые (ОЦ) для пайки алюминия,
  • бессвинцовые припои, содержащие наряду с оловом медь, серебро, висмут и др. металлы.

Твёрдые припои

Наиболее распространёнными твёрдыми припоями являются медно-цинковые (ПМЦ) и серебряные (ПСр) с различными добавками:

Припой марка Состав Температура плавления, °С Плотность, г/см3
Медно-цинковый ПМЦ-36 36 % Сu; 64 % Zn 825—950 7,7
Медно-цинковый ПМЦ-54 54 % Cu; 46 % Zn 860—970 8,3
Серебряный ПСр-15 15 % Ag; остальное Сu и Zn 635—810 8,3
Серебряный ПСр-45 45 % Ag; остальное Сu и Zn 665—725 9,1
Медно-титановый ПМТ-45 49—52 % Сu; 1—3 % Fе; 0,7—0,1 % Si; 45—49,3 % Ti 955 6,02

Температуры плавления припоев марок ПСр и ПМЦ:

ПСр-10 — 830 °С.
ПСр-12 — 785 °С.
ПСр-25 — 765 °С.
ПСр-45 — 720 °С.
ПСр-65 — 740 °С.
ПСр-70 — 780 °С.
ПМЦ-36 — 825 °С.
ПМЦ-42 — 833 °С.
ПМЦ-51 — 870 °С

Широко применяются медно-фосфористые припои. К медно-фосфористым припоям относятся сплавы меди, олова с добавками фосфора. Такие припои применяются при пайке меди, медных сплавов, серебра, чугуна, твердых сплавов.

Температуры плавления медно-фосфористых припоев:

П81 — 660 °С
П14 — 680 °С
МФ7 — 820 °С
П47 — 810 °С

Серебряные припои

Серебряные припои имеют температуру плавления от 183 до 1133 °С и представляют собой сплавы серебро-свинец-олово; серебро-свинец; серебро-медь; серебро-медь-цинк; серебро-медь-цинк-кадмий; и т. д.

Серебряные припои имеют достаточно широкую область применения:

  • лужение и пайка меди, медно-никелевых сплавов, никеля, ковара, нейзильбера, латуней и бронз;
  • пайка железоникелевых сплавов с посеребренными деталями из стали;
  • пайка стали с медью, никелем, медными и медно-никелевыми сплавами;
  • пайка меди с никелированным вольфрамом;
  • пайка титана и титановых сплавов с нержавеющей сталью;
  • пайка меди и медных сплавов с жаропрочными сплавами и нержавеющими сталями;
  • пайка меди и латуни с коваром, никелем, с нержавеющими сталями и жаропрочными сплавами, пайка свинцово-оловянистых бронз;
  • пайка и лужение меди, никеля, медных и медно-никелевых сплавов с посеребренной керамикой, пайка посеребренных деталей;
  • пайка меди и никеля со стеклоэмалью и керамикой;
  • пайка и лужение ювелирных изделий;
  • пайка меди с бронзой, меди с медью, бронзы с бронзой;
  • пайка меди, медных сплавов и сталей по свежеосаждённому медному гальваническому покрытию толщиной не менее 10 мкм;
  • пайка и лужение цветных металлов и сталей;
  • пайка и лужение серебряных деталей.

Бессвинцовые припои

В связи с повышением внимания общества к вопросам экологии теперь при выборе припоев более серьёзно учитывают токсичность его компонентов. В электротехнике и электронике (особенно в бытовой) всё чаще используют бессвинцовые припои.

Уход от свинцовосодержащих припоев также обусловлен негативным влиянием свинца на прочность соединения с контактами, покрытыми золотом.[4]

Паяльные пасты

Развитие автоматизированной технологии для изготовления электронных плат обусловило появление нового типа припоев: так называемых паяльных паст, пригодных как для обычной, так и трафаретной пайки элементов электронных схем. Паяльные пасты представляют собою дисперсную смесь, в которой дисперсной фазой являются микро- и наноразмерные частицы припоя, иногда твёрдых компонентов флюса, а диспергирующей средой являются жидкие компоненты флюса и летучие органические растворители.

Прочие

Не относящиеся к собственно припоям особые виды металлических сплавов применяются в электровакуумной технике для электрических вводов, вплавляемых в стекло и работающих при сравнительно низких температурах, когда использование здесь тугоплавких, но относительно дорогих металлов (вольфрам, молибден, платина) не требуется. Для этих материалов особую важность имеет температурный коэффициент линейного расширения (αl{\displaystyle \alpha _{l}}), который для получения вакуум-плотного ввода должен как можно точнее согласовываться с αl{\displaystyle \alpha _{l}} стекла. Например, ковар (марка сплава 29НК), применяемый для изготовления электрических выводов через стеклянные колбы различных газонаполненных и электровакуумных электронных приборов и осветительных ламп имеет примерный состав: Ni — 29 %, Со — 18 %, Fе — остальное; его удельное сопротивление около 0,49 мкОм·м, а αl{\displaystyle \alpha _{l}} около 4…5·10−6 К−1.

См. также

Примечания

Ссылки

  1. Гуляев А.П. Металловедение.М.: «Металлургия» 1986г. 544 с.

Припой — Википедия

Катушка оловянно-свинцового припоя

Припо́й — материал[1], применяемый при пайке для соединения заготовок и имеющий температуру плавления ниже, чем соединяемые металлы. Применяют сплавы на основе олова, свинца, кадмия, меди, никеля, серебра и другие.

Существуют неметаллические припои[2].

Срок службы паяного соединения зависит от правильности технологии пайки и параметров окружающей среды в эксплуатации.

Описание

Припои выпускаются в виде гранул, прутков, проволоки, порошка, фольги, паст и закладных деталей.

Пайку осуществляют или с целью создания механически прочного (иногда герметичного) шва, или для получения электрического контакта с малым переходным сопротивлением. При пайке мест соединения припой нагревают свыше температуры его плавления. Так как припой имеет температуру плавления ниже, чем температура плавления соединяемого металла (или металлов), из которых изготовлены соединяемые детали, то он плавится, в то время как металл деталей остаётся твёрдым. На границе соприкосновения расплавленного припоя и твёрдого металла происходят различные физико-химические процессы. Припой смачивает металл, растекается по нему и заполняет зазоры между соединяемыми деталями. При этом компоненты припоя диффундируют в основной металл, основной металл растворяется в припое, в результате чего образуется промежуточная прослойка, которая после застывания соединяет детали в одно целое.

Выбирают припой с учётом физико-химических свойств соединяемых металлов (например, по температуре плавления), требуемой механической прочности спая, его коррозионной устойчивости и стоимости. При пайке токоведущих частей необходимо учитывать удельную проводимость припоя.

Жидкотекучесть низкотемпературных припоев даёт возможность паять изделия сложной формы.

Классификация припоев

Припои принято делить на две группы:

  • мягкие;
  • твёрдые.

К мягким относятся припои с температурой плавления до 300 °C, к твёрдым — свыше 300 °C. Кроме того, припои существенно различаются по механической прочности. Мягкие припои имеют предел прочности при растяжении 16—100 МПа, а твёрдые — 100—500 МПа.

К мягким припоям относятся оловянно-свинцовые сплавы (ПОС) с содержанием олова от 10 (ПОС-10) до 90 % (ПОС-90), остальное — свинец. Электропроводность этих припоев составляет 9—15 % электропроводности чистой меди. Плавление этих припоев начинается при температуре 183 °C (температура плавления эвтектики системы олово-свинец) и заканчивается при следующих температурах плавления ликвидуса:

ПОС-15 — 280 °C.

ПОС-25 — 260 °C.

ПОС-33 — 247 °C.

ПОС-40 — 238 °C[3]

ПОС-61 — 183 °C[3]

ПОС-90 — 220 °C[3]

Припои ПОС-61 и ПОС-63 плавятся при постоянной температуре 183 °C, так как их состав практически совпадает с составом эвтектики олово-свинец.

Кроме этих составов в качестве мягких припоев используются также:

  • сурьмянистые припои (ПОССу), применяемые при пайке оцинкованных и цинковых изделий и повышенных требованиях к прочности паяного соединения,
  • оловянно-свинцово-кадмиевые (ПОСК) для пайки деталей, чувствительных к перегреву и пайки выводов к конденсаторам и пьезокерамике,
  • оловянно-цинковые (ОЦ) для пайки алюминия,
  • бессвинцовые припои, содержащие наряду с оловом медь, серебро, висмут и др. металлы.

Твёрдые припои

Наиболее распространёнными твёрдыми припоями являются медно-цинковые (ПМЦ) и серебряные (ПСр) с различными добавками:

Припой марка Состав Температура плавления, °С Плотность, г/см3
Медно-цинковый ПМЦ-36 36 % Сu; 64 % Zn 825—950 7,7
Медно-цинковый ПМЦ-54 54 % Cu; 46 % Zn 860—970 8,3
Серебряный ПСр-15 15 % Ag; остальное Сu и Zn 635—810 8,3
Серебряный ПСр-45 45 % Ag; остальное Сu и Zn 665—725 9,1
Медно-титановый ПМТ-45 49—52 % Сu; 1—3 % Fе; 0,7—0,1 % Si; 45—49,3 % Ti 955 6,02

Температуры плавления припоев марок ПСр и ПМЦ:

ПСр-10 — 830 °С.
ПСр-12 — 785 °С.
ПСр-25 — 765 °С.
ПСр-45 — 720 °С.
ПСр-65 — 740 °С.
ПСр-70 — 780 °С.
ПМЦ-36 — 825 °С.
ПМЦ-42 — 833 °С.
ПМЦ-51 — 870 °С

Широко применяются медно-фосфористые припои. К медно-фосфористым припоям относятся сплавы меди, олова с добавками фосфора. Такие припои применяются при пайке меди, медных сплавов, серебра, чугуна, твердых сплавов.

Температуры плавления медно-фосфористых припоев:

П81 — 660 °С
П14 — 680 °С
МФ7 — 820 °С
П47 — 810 °С

Серебряные припои

Серебряные припои имеют температуру плавления от 183 до 1133 °С и представляют собой сплавы серебро-свинец-олово; серебро-свинец; серебро-медь; серебро-медь-цинк; серебро-медь-цинк-кадмий; и т. д.

Серебряные припои имеют достаточно широкую область применения:

  • лужение и пайка меди, медно-никелевых сплавов, никеля, ковара, нейзильбера, латуней и бронз;
  • пайка железоникелевых сплавов с посеребренными деталями из стали;
  • пайка стали с медью, никелем, медными и медно-никелевыми сплавами;
  • пайка меди с никелированным вольфрамом;
  • пайка титана и титановых сплавов с нержавеющей сталью;
  • пайка меди и медных сплавов с жаропрочными сплавами и нержавеющими сталями;
  • пайка меди и латуни с коваром, никелем, с нержавеющими сталями и жаропрочными сплавами, пайка свинцово-оловянистых бронз;
  • пайка и лужение меди, никеля, медных и медно-никелевых сплавов с посеребренной керамикой, пайка посеребренных деталей;
  • пайка меди и никеля со стеклоэмалью и керамикой;
  • пайка и лужение ювелирных изделий;
  • пайка меди с бронзой, меди с медью, бронзы с бронзой;
  • пайка меди, медных сплавов и сталей по свежеосаждённому медному гальваническому покрытию толщиной не менее 10 мкм;
  • пайка и лужение цветных металлов и сталей;
  • пайка и лужение серебряных деталей.

Бессвинцовые припои

В связи с повышением внимания общества к вопросам экологии теперь при выборе припоев более серьёзно учитывают токсичность его компонентов. В электротехнике и электронике (особенно в бытовой) всё чаще используют бессвинцовые припои.

Уход от свинцовосодержащих припоев также обусловлен негативным влиянием свинца на прочность соединения с контактами, покрытыми золотом.[4]

Паяльные пасты

Развитие автоматизированной технологии для изготовления электронных плат обусловило появление нового типа припоев: так называемых паяльных паст, пригодных как для обычной, так и трафаретной пайки элементов электронных схем. Паяльные пасты представляют собою дисперсную смесь, в которой дисперсной фазой являются микро- и наноразмерные частицы припоя, иногда твёрдых компонентов флюса, а диспергирующей средой являются жидкие компоненты флюса и летучие органические растворители.

Прочие

Не относящиеся к собственно припоям особые виды металлических сплавов применяются в электровакуумной технике для электрических вводов, вплавляемых в стекло и работающих при сравнительно низких температурах, когда использование здесь тугоплавких, но относительно дорогих металлов (вольфрам, молибден, платина) не требуется. Для этих материалов особую важность имеет температурный коэффициент линейного расширения (αl{\displaystyle \alpha _{l}}), который для получения вакуум-плотного ввода должен как можно точнее согласовываться с αl{\displaystyle \alpha _{l}} стекла. Например, ковар (марка сплава 29НК), применяемый для изготовления электрических выводов через стеклянные колбы различных газонаполненных и электровакуумных электронных приборов и осветительных ламп имеет примерный состав: Ni — 29 %, Со — 18 %, Fе — остальное; его удельное сопротивление около 0,49 мкОм·м, а αl{\displaystyle \alpha _{l}} около 4…5·10−6 К−1.

См. также

Примечания

Ссылки

  1. Гуляев А.П. Металловедение.М.: «Металлургия» 1986г. 544 с.

Руководство по материалам электротехники для всех. Часть 3

Продолжение руководства по материалам электротехники. В этой части заканчиваем разбирать проводники: Углерод, Нихромы, термостабильные сплавы, припои — олово, прозрачные проводники.

Добро пожаловать под кат (ТРАФИК)

Хочу сказать спасибо всем за дельные комментарии к предыдущим частям, мой список TODO растет. Если тенденция сохранится, то итоговую версию руководства в формате pdf я опубликую не в 11 части, как планировал, а отдельно 12й частью вместе со списком доработок и улучшений. Оставляйте пожелания в комментариях какие места требуют более подробного обьяснения.

Эта часть посвящена «так себе проводникам» — материалам которые проводят ток, но делают это весьма паршиво, и с этим мирятся только благодаря каким-то особым свойствам материала, которого нет у других проводников.

Углерод


С — углерод. Не совсем металл, но тоже проводник. Графит, угольная пыль — не такие хорошие проводники как металлы, но зато очень дешевые, не подвержены коррозии.

Примеры применения


Компонент резисторов. В виде пленок, в виде объемных брусков в диэлектрической оболочке.

Добавка в полимеры для придания электропроводности. Для защиты от образования статического электричества достаточно ввести в состав полимера мелкодисперсный графит, и пластик из диэлектрика становится очень плохим проводником, достаточным, что бы статический заряд с него стекал. При работе с изделиями из такого пластика они не будут прилипать и искрить, что важно при пожароопасности или работе с электроникой.


Токопроводящий лак на базе суспензии графита.

На базе полимеров, заполненных мелкодисперсным графитом, основаны различные нагреватели — пленочные электронагреватели теплых полов, греющие кабели для систем водоснабжения, нагреватели для одежды и т.д. Высокий коэффициент расширения полимеров при нагреве приводит к отрицательной обратной связи, что делает такие нагреватели саморегулирующимися и потому безопасными. При пропускании тока через такой полимер, он нагревается, от нагрева расширяется, контакт между частичками углерода в матрице из полимера ухудшается, от этого увеличивается сопротивление — уменьшается протекаемый ток, уменьшается нагрев. В итоге, устанавливается некоторая температура полимера, стабильно поддерживающаяся этим механизмом обратной связи без каких либо внешних устройств.


Нагреватель от печки лазерного принтера. Основа — фарфор, проводники — серебро. Нагреватель — углеродная композиция, покрыта для защиты слоем глазури.

Аналогично устроены полимерные самовосстанавливающиеся предохранители. Если ток через такой предохранитель превысит номинальный, от нагрева полимер в составе расширяется, и резко увеличившееся сопротивление прерывает ток через предохранитель до некоторого небольшого значения. Такие предохранители обеспечивают медленную защиту, но не требуют замены предохранителя после каждой аварии.

Угольный сварочный электрод — используется для сварки, когда от электрода требуется только поддерживать дугу не плавясь. Уголь значительно дешевле вольфрама, но менее прочен и постепенно сгорает на воздухе.


Электроды от дуговой лампы, использовавшейся для киносъемок. Марка электродов КСБ — Уголь КиноСьемочный Белопламенный неомедненный.

Медно-графитовые материалы. Получают спеканием порошка меди и графита в разных пропорциях. В зависимости от состава могут быть от чёрных как уголь до темно красных с медным блеском. Используется как материал скользящих контактов — щеток электрических приборов. Такие щетки обеспечивают низкое сопротивление вращению — хорошо скользят по контактам коллектора. Кроме того их твёрдость заметно ниже твёрдости металла коллектора, так что в процессе работы истираются и подлежат замене дешевые щетки а не дорогой ротор.


Изношенные щетки от двигателя стиральной машины. Плохой контакт щеток с коллектором — причина повышенного искрения.

Источники


Если вдруг понадобился срочно угольный электрод, например сварить термопару, самый доступный способ — вытащить центральный электрод из солевой батарейки (маркировка которой начинается с R а не LR, щелочные («алкалиновые») не подойдут). Угольный стержень из батарейки содержит в себе следы электролита, поэтому перед применением не лишнем будет промыть и прокипятить его в воде для удаления остатков электролита.

Нихромы


Для изготовления нагревателей, мощных сопротивлений требуются сплавы со следующими требованиями:
  • Относительно высокое удельное сопротивление — иначе нагреватель придется делать длинным и тонким, что отрицательно скажется на долговечности.
  • Устойчивость к окислению на воздухе. Если в колбу лампы накаливания попадет воздух, то спираль очень быстро сгорит. При высоких температурах скорости химических реакций растут, и кислород воздуха начинает окислять даже стойкие при комнатной температуре металлы.
  • Иметь приемлемые механические характеристики. Низкая пластичность и повышенная хрупкость негативно скажется на надежности изделия.

Нагреватели обычно изготавливают из следующих сплавов:

Нихром (55-78% никеля, 15-23% хрома) рабочая температура до 1100 °C хотя нихромы — это целый класс сплавов с небольшой разницей в составе.
Фехраль, название образовано от состава FeCrAl (12-27% Cr, 3.5-5.5% Al, 1% Si, 0.7% Mn, остальное Fe) рабочая температура до 1350 °C (Иногда называют канталом — kanthal, это не марка сплава, а торговая марка, которая стала нарицательной, как например «термос»).

Добавка хрома обеспечивает образование защитной пленки на поверхности сплава, благодаря чему нагреватели из нихрома могут длительное время работать на воздухе с высокой температурой поверхности.

Фехраль после нагрева становится ломким. Нихром после нагрева еще можно как-то гнуть. При этом фехраль дешевле нихрома, в рознице не так заметно, но ощутимо в оптовых партиях.

Нихромовая спиралька с фитилем внутри — испаритель электронной сигареты. Нихромовой струной, подогреваемой электрическим током, режут пенополистирол. Также из нихрома изготавливают термосьемники изоляции — на сегодняшний день самый надежный способ снять изоляцию с провода и не повредить токопроводящую жилу.

На удивление, достаточно трудно купить нихром в виде проволоки в небольших количествах, местные продавцы о количествах менее килограмма даже слышать не хотят. Так что, если понадобится изготовить нагревательный элемент — то проще перемотать нихром с какогонибудь неисправного тепловентилятора.

Концы нагревательных элементов обычно приваривают к тоководам или зажимают механически — винтом или опрессовкой.

Сплавы для изготовления термостабильных сопротивлений


У всех материалов есть ТКС — температурный коэффициент сопротивления, мера того, насколько изменяется сопротивление с изменением температуры. Он может быть положительным — как у металлов, с ростом температуры сопротивление растет, может быть отрицательным, как у полупроводников, с ростом температуры сопротивление падает. При изготовлении точных измерительных приборов необходимо иметь сопротивления с минимальным дрейфом номинала в зависимости от температуры. Для этого изобрели сплавы с минимальным ТКС:

Константан (59% Cu, 39-41% Ni, 1-2% Mn)
Манганин (85% Cu, 11.5-13.5% Mn, 2.5-3.5% Ni)

Таблица, с указанием температурного коэффициента (обозначается как α) для различных
металлов:

Материал Температурный коэффициент α
Кремний -0,075
Германий -0,048
Манганин 0,00002
Константан 0,00005
Нихром 0,0004
Ртуть 0,0009
Сталь 0,5% С 0,003
Цинк 0,0037
Титан 0,0038
Серебро 0,0038
Медь 0,00386
Свинец 0,0039
Платина 0,003927
Золото 0,004
Алюминий 0,00429
Олово 0,0045
Вольфрам 0,0045
Никель 0,006
Железо 0,00651

Если упростить, то коэффициент α говорит, во сколько раз изменится сопротивление проводника при изменении температуры на один градус Цельсия.

Припои


Пайка — это процесс соединения двух деталей при помощи припоя, материала с температурой плавления меньшей, чем у соединяемых деталей. Например, соединение двух медных проводников при помощи олова. Именно использование припоя — основное отличие от сварки, когда детали соединяются расплавом из самих себя, например стальной крюк к стальной двери приваривается при помощи стального плавящегося сварочного электрода.

Припои чаще классифицируют на две группы — тугоплавкие (температура плавления 400°С и более) и легкоплавкие. Или, иногда, на твёрдые и мягкие. Учитывая, что мягкие припои обычно легкоплавкие, то часто твёрдые припои синоним тугоплавких, а мягкие припои — легкоплавких.

В электронной технике припои используют для создания надежного электрического контакта. Основные припои в электронной технике — мягкие, на базе олова и оловянно-свинцовых сплавов. Все остальные экзотические припои рассматриваться не будут.

Олово


Sn — Олово. Основной компонент мягких припоев. Олово — относительно легкоплавкий металл, что позволяет использовать его для соединения проводников. В чистом виде не используется (см. факты). Из-за дороговизны олова (а также других причин, см. ниже), его в припоях разбавляют свинцом. Припой из 61% олова и 39% свинца образует эвтектику, такой смесью, ПОС-61 (Припой Оловянно-Свинцовый — 61% олова) паяют радиодетали на платах, провода. В менее ответственных узлах (шасси, теплоотводы, экраны и т.п.) олово в припоях разбавляют сильнее, до 30% олова, 70% свинца.

Электронные устройства долгое время паяли оловянно-свинцовыми припоями. Затем набежали экологи и заявили, что свинец — металл тяжелый, токсичный, и проблемы бы не было, если бы все эти ваши айфоны, компьютеры и прочие гаджеты не оказывались на свалке, откуда свинец попадает в окружающую среду. Поэтому придумали серию бессвинцовых припоев, когда олово разбавлено висмутом, или вовсе используется в чистом виде, стабилизированное добавками, например, серебра. Но эти припои дороже, хуже по характеристикам, более тугоплавкие. Поэтому оловянно-свинцовые припои надолго останутся в ответственных изделиях военного, космического, медицинского применения.

Кроме того, бессвинцовые припои склонны к образованию «усов». Оловянные усы — длинные тонкие кристаллы, вырастающие из оловянного припоя — причина отказов и сбоев аппаратуры. К сожалению, присадки в припои не позволяют на 100% прекратить рост «усов», поэтому оловянно-свинцовые припои, как проверенные временем, используются в критичных системах — космос, медицина, военка, атомные применения. Подробнее про усы.

Факты об олове


  • Чистое олово подвержено «оловяной чуме», когда при температурах ниже 13,2 °C олово меняет свою кристаллическую решетку, превращаясь из блестящего металла в серый порошок (как при нагревании алмаз превращается в графит). Согласно байкам, оловянная чума — одна из причин поражения Наполеоновской армии в условиях суровых российских городов (представьте, как на морозе ваши пуговицы, ложки, вилки, кружки превращаются в серый порошок). И вполне состоявшийся факт, что оловянная чума стала одной из причин которая погубила экспедицию Скотта — консервные банки, емкости с топливом были пропаяны оловом и на морозе просто развалились. Небольшая добавка висмута практически устраняет оловянную чуму.
  • Олово проводит электрический ток в 7 раз хуже меди.
  • Олово используется как защитное покрытие консервных банок — луженая жесть при контакте с пищей не делает её опасной. (но так как олово правее железа в ряду напряженности металлов, лужение не защищает железо от коррозии гальванически, как цинк, который левее железа в ряду напряженности. Как работает гальваническая защита можно прочитать по ссылке).
  • До широкого распространения алюминия, фольгу делали из олова, её называли «станиоль» (от stannum — латинское навание олова).
  • Не пытайтесь отремонтировать ювелирные украшения при помощи мягких оловянных и оловянно-свинцовых припоев. Прочность соединения будет неприемлемой, а наличие легкоплавкого припоя на поверхности осложнит нормальную пайку твёрдыми припоями.

Легкоплавкие припои


На базе сплавов с содержанием олова были разработаны легкоплавкие припои. И даже очень легкоплавкие припои, которые плавятся в горячей воде. Хороший список сплавов есть в Википедии.


Катушки и прутки оловянно-свинцовых припоев. Проволока из припоя содержит центральный канал с флюсом, облегчающим процесс пайки.

Основные припои для радиоаппаратуры

  • ПОС-61 — 61% олова, остальное — свинец. Температура плавления (ликвидус) 183 °C. Есть множество сходных по составу и по свойствам импортных припоев, в которых пропорции компонентов отличаются на пару процентов, например Sn60Pb40 или Sn63Pb37.
  • ПОС-40 — 40% олова. Остальное — свинец. Температура плавления (ликвидус) 238 °C Менее прочный, более тугоплавкий, неэвтектический (плавится не сразу, есть диапазон температур при котором припой больше походит на кашу). Но благодаря тому, что чуть ли не в два раза дешевле (олово дорогое), применяется для неответственных соединений — пайка экранов, шин. Аналогичны припои ПОС-33 (температура плавления 247С), ПОС-25 (температура плавления 260С), ПОС-15 (температура плавления 280С).
  • Бессвинцовые припои. Для пайки медных водопроводных труб горелкой чаще всего используют мягкий припой с 3% меди (Sn97Cu3). Он не содержит свинца, потому пригоден для питьевой воды. По экологическим причинам современную электронику на заводах паяют в основном бессвинцовыми припоями. Хорошая статья.

Замыкают список совсем легкоплавкие припои:
  • Сплав Розе: 25% Sn, 25% Pb, 50% Bi. Температура плавления +94 °C.
  • Сплав Вуда: 12,5% Sn, 25% Pb, 50% Bi, 12.5% Cd Температура плавления +68,5 °C.

Применяются для лужения печатных плат любителями, так как плавятся в горячей воде, и можно резиновым шпателем под слоем кипящей воды быстро покрыть припоем медную фольгу печатной платы. В технике их используют для пайки деталей, не выдерживающих нагрева до обычной температуры припоев, или в тех случаях, когда зачем-то нужен очень легкоплавкий металл (например, для датчика температуры).

Если спаять подпружиненные контакты легкоплавким припоем, то получится простой и надежный термопредохранитель, при превышении температуры припой плавится и контакты разрывают цепь. Правда, предохранитель получится одноразовым. Во многих советских телевизорах в блоке строчной развертки была защита из обычной стальной спиральной пружинки, припаянной на легкоплавкий припой. При перегреве, в том числе от большого тока через пружинку, она отпаивалась и отрывалась. Предохранители такого типа очень хороши как защита от пожара.

Прочие проводники


Термопарные сплавы


Для изготовления термопар используют сплавы стойкие к высоким температурам, но при этом обладающие высокой ТермоЭДС. Подробнее про термопары можно прочитать в соответствующей литературе.

Сплавы:

  • Хромель (90% Ni, 10% Cr)
  • Копель (43% Ni, 2-3% Fe, 53% Cu)
  • Алюмель (93-96% Ni, 1,8-2,5% Al, 1,8-2,2% Mn, 0,8-1,2% Si)
  • Платина (100% Pt)
  • Платина-родий (10-30% Rh)
  • Медь (100% Cu)
  • Константан (59% Cu, 39-41% Ni, 1-2% Mn)

Соединяя два проводника из двух разных металлов получают термопары, например термопара типа K (ТХА — Термопара Хромель-Алюмель). Самые распространенные пары: хромель-алюмель, хромель-копель, медь-константан (для низких температур), платина-платинородий (для точных измерений и для высоких температур).

Оксид Индия-Олова


Оксид Индия — Oлова (Indium tin oxide или сокращённо ITO) — полупроводник, но обладает невысоким сопротивлением, а самое главное, пленка из оксида индия-олова прозрачна.

Это свойство используется при производстве ЖК дисплеев, сетка электродов на поверхности стекла нанесена именно из оксида индия-олова. Также резистивные touch панели имеют прозрачное проводящее покрытие.

Пленка ITO едва видна в отражении, чтобы хоть как то она была заметна пришлось разобрать ЖК дисплей:


Стекла от ЖК индикатора электронных часов. Индикатор подключался к электронной схеме через токопроводящую резинку, гребенка контактов видна в нижней части стекла.


На просвет проводящая пленка не видна


На удивление, сопротивление пленки довольно низкое.

На этом мы закончили проводники. В следующей части начнем обзор диэлектриков

Ссылки на части руководства:

1: Проводники: Серебро, Медь, Алюминий.
2: Проводники: Железо, Золото, Никель, Вольфрам, Ртуть.
3: Проводники: Углерод, нихромы, термостабильные сплавы, припои, прозрачные проводники.
4: Неорганические диэлектрики: Фарфор, стекло, слюда, керамики, асбест, элегаз и вода.
5: Органические полусинтетические диэлектрики: Бумага, щелк, парафин, масло и дерево.
6: Синтетические диэлектрики на базе фенолформальдегидных смол: карболит (бакелит), гетинакс, текстолит.
7: Диэлектрики: Стеклотекстолит (FR-4), лакоткань, резина и эбонит.
8: Пластики: полиэтилен, полипропилен и полистирол.
9: Пластики: политетрафторэтилен, поливинилхлорид, полиэтилентерефталат и силиконы.
10: Пластики: полиамиды, полиимиды, полиметилметакрилат и поликарбонат. История использования пластиков.
11: Изоляционные ленты и трубки.
12: Финальная

Лучшая точка плавления оловянно-свинцового припоя — Отличные предложения по температуре плавления оловянно-свинцового припоя от мировых продавцов точки плавления оловянно-свинцового припоя

Отличные новости !!! Вы находитесь в нужном месте, чтобы узнать о температуре плавления оловянно-свинцового припоя. К настоящему времени вы уже знаете, что что бы вы ни искали, вы обязательно найдете это на AliExpress. У нас буквально тысячи отличных продуктов во всех товарных категориях. Ищете ли вы товары высокого класса или дешевые и недорогие оптовые закупки, мы гарантируем, что он есть на AliExpress.

Вы найдете официальные магазины торговых марок наряду с небольшими независимыми продавцами со скидками, каждый из которых предлагает быструю доставку и надежные, а также удобные и безопасные способы оплаты, независимо от того, сколько вы решите потратить.

AliExpress никогда не уступит по выбору, качеству и цене.Каждый день вы будете находить новые онлайн-предложения, скидки в магазинах и возможность сэкономить еще больше, собирая купоны. Но вам, возможно, придется действовать быстро, так как этот верхний предел плавления оловянно-свинцового припоя в кратчайшие сроки станет одним из самых востребованных бестселлеров. Подумайте, как вам будут завидовать друзья, когда вы скажете им, что получили температуру плавления оловянно-свинцового припоя на AliExpress. Благодаря самым низким ценам в Интернете, дешевым тарифам на доставку и возможности получения на месте вы можете еще больше сэкономить.

Если вы все еще не уверены в температуре плавления оловянно-свинцового припоя и думаете о выборе аналогичного продукта, AliExpress — отличное место для сравнения цен и продавцов. Мы поможем вам разобраться, стоит ли доплачивать за высококачественную версию или вы получаете столь же выгодную сделку, приобретая более дешевую вещь. И, если вы просто хотите побаловать себя и потратиться на самую дорогую версию, AliExpress всегда позаботится о том, чтобы вы могли получить лучшую цену за свои деньги, даже сообщая вам, когда вам будет лучше дождаться начала рекламной акции. , а также ожидаемую экономию.AliExpress гордится тем, что у вас всегда есть осознанный выбор при покупке в одном из сотен магазинов и продавцов на нашей платформе. Реальные покупатели оценивают качество обслуживания, цену и качество каждого магазина и продавца. Кроме того, вы можете узнать рейтинги магазина или отдельных продавцов, а также сравнить цены, доставку и скидки на один и тот же продукт, прочитав комментарии и отзывы, оставленные пользователями. Каждая покупка имеет звездный рейтинг и часто имеет комментарии, оставленные предыдущими клиентами, описывающими их опыт транзакций, поэтому вы можете покупать с уверенностью каждый раз.Короче говоря, вам не нужно верить нам на слово — просто слушайте миллионы наших довольных клиентов.

А если вы новичок на AliExpress, мы откроем вам секрет. Непосредственно перед тем, как вы нажмете «купить сейчас» в процессе транзакции, найдите время, чтобы проверить купоны — и вы сэкономите еще больше. Вы можете найти купоны магазина, купоны AliExpress или собирать купоны каждый день, играя в игры в приложении AliExpress.Вместе с бесплатной доставкой, которую предлагают большинство продавцов на нашем сайте, вы сможете приобрести оловянно-свинцовый припой по самой выгодной цене.

У нас всегда есть новейшие технологии, новейшие тенденции и самые обсуждаемые лейблы. На AliExpress отличное качество, цена и сервис всегда в стандартной комплектации. Начните самый лучший шоппинг прямо здесь.

Лучшая проволока для припоя с температурой плавления — Отличные предложения по проволоке для припоя с температурой плавления от глобальных продавцов проволоки для припоя

Отличные новости !!! Вы находитесь в нужном месте, чтобы купить проволоку для припоя с температурой плавления. К настоящему времени вы уже знаете, что что бы вы ни искали, вы обязательно найдете это на AliExpress.У нас буквально тысячи отличных продуктов во всех товарных категориях. Ищете ли вы товары высокого класса или дешевые и недорогие оптовые закупки, мы гарантируем, что он есть на AliExpress.

Вы найдете официальные магазины торговых марок наряду с небольшими независимыми продавцами со скидками, каждый из которых предлагает быструю доставку и надежные, а также удобные и безопасные способы оплаты, независимо от того, сколько вы решите потратить.

AliExpress никогда не уступит по выбору, качеству и цене. Каждый день вы будете находить новые онлайн-предложения, скидки в магазинах и возможность сэкономить еще больше, собирая купоны. Но вам, возможно, придется действовать быстро, поскольку этот припойный провод с максимальной температурой плавления вскоре станет одним из самых востребованных бестселлеров. Подумайте, как вам будут завидовать друзья, когда вы скажете им, что приобрели припой на AliExpress.Благодаря самым низким ценам в Интернете, дешевым тарифам на доставку и возможности получения на месте вы можете еще больше сэкономить.

Если вы все еще не уверены в припоях для определения точки плавления и думаете о выборе аналогичного продукта, AliExpress — отличное место для сравнения цен и продавцов. Мы поможем вам разобраться, стоит ли доплачивать за высококачественную версию или вы получаете столь же выгодную сделку, приобретая более дешевую вещь.И, если вы просто хотите побаловать себя и потратиться на самую дорогую версию, AliExpress всегда позаботится о том, чтобы вы могли получить лучшую цену за свои деньги, даже сообщая вам, когда вам будет лучше дождаться начала рекламной акции. и ожидаемая экономия.AliExpress гордится тем, что у вас всегда есть осознанный выбор при покупке в одном из сотен магазинов и продавцов на нашей платформе. Реальные покупатели оценивают качество обслуживания, цену и качество каждого магазина и продавца.Кроме того, вы можете узнать рейтинги магазина или отдельных продавцов, а также сравнить цены, доставку и скидки на один и тот же продукт, прочитав комментарии и отзывы, оставленные пользователями. Каждая покупка имеет звездный рейтинг и часто имеет комментарии, оставленные предыдущими клиентами, описывающими их опыт транзакций, поэтому вы можете покупать с уверенностью каждый раз. Короче говоря, вам не нужно верить нам на слово — просто слушайте миллионы наших довольных клиентов.

А если вы новичок на AliExpress, мы откроем вам секрет.Непосредственно перед тем, как вы нажмете «купить сейчас» в процессе транзакции, найдите время, чтобы проверить купоны — и вы сэкономите еще больше. Вы можете найти купоны магазина, купоны AliExpress или собирать купоны каждый день, играя в игры в приложении AliExpress. Вместе с бесплатной доставкой, которую предлагают большинство продавцов на нашем сайте, вы сможете приобрести solder wire по самой выгодной цене.

У нас всегда есть новейшие технологии, новейшие тенденции и самые обсуждаемые лейблы.На AliExpress отличное качество, цена и сервис всегда в стандартной комплектации. Начните самый лучший шоппинг прямо здесь.

Лучшая точка плавления свинцового припоя — отличные предложения по температуре плавления свинцового припоя от мировых продавцов свинцовых припоев

Отличные новости !!! Вы находитесь в нужном месте, чтобы узнать температуру плавления свинцового припоя.К настоящему времени вы уже знаете, что что бы вы ни искали, вы обязательно найдете это на AliExpress. У нас буквально тысячи отличных продуктов во всех товарных категориях. Ищете ли вы товары высокого класса или дешевые и недорогие оптовые закупки, мы гарантируем, что он есть на AliExpress.

Вы найдете официальные магазины торговых марок наряду с небольшими независимыми продавцами со скидками, каждый из которых предлагает быструю доставку и надежные, а также удобные и безопасные способы оплаты, независимо от того, сколько вы решите потратить.

AliExpress никогда не уступит по выбору, качеству и цене. Каждый день вы будете находить новые онлайн-предложения, скидки в магазинах и возможность сэкономить еще больше, собирая купоны. Но вам, возможно, придется действовать быстро, поскольку эта точка плавления припоя с верхним содержанием свинца должна в кратчайшие сроки стать одним из самых популярных бестселлеров. Подумайте, как вам будут завидовать друзья, когда вы скажете им, что получили температуру плавления свинцового припоя на AliExpress.Благодаря самым низким ценам в Интернете, дешевым тарифам на доставку и возможности получения на месте вы можете еще больше сэкономить.

Если вы все еще не уверены в температуре плавления свинцового припоя и думаете о выборе аналогичного продукта, AliExpress — отличное место для сравнения цен и продавцов. Мы поможем вам разобраться, стоит ли доплачивать за высококачественную версию или вы получаете столь же выгодную сделку, приобретая более дешевую вещь.И, если вы просто хотите побаловать себя и потратиться на самую дорогую версию, AliExpress всегда позаботится о том, чтобы вы могли получить лучшую цену за свои деньги, даже сообщая вам, когда вам будет лучше дождаться начала рекламной акции. и ожидаемая экономия.AliExpress гордится тем, что у вас всегда есть осознанный выбор при покупке в одном из сотен магазинов и продавцов на нашей платформе. Реальные покупатели оценивают качество обслуживания, цену и качество каждого магазина и продавца.Кроме того, вы можете узнать рейтинги магазина или отдельных продавцов, а также сравнить цены, доставку и скидки на один и тот же продукт, прочитав комментарии и отзывы, оставленные пользователями. Каждая покупка имеет звездный рейтинг и часто имеет комментарии, оставленные предыдущими клиентами, описывающими их опыт транзакций, поэтому вы можете покупать с уверенностью каждый раз. Короче говоря, вам не нужно верить нам на слово — просто слушайте миллионы наших довольных клиентов.

А если вы новичок на AliExpress, мы откроем вам секрет.Непосредственно перед тем, как вы нажмете «купить сейчас» в процессе транзакции, найдите время, чтобы проверить купоны — и вы сэкономите еще больше. Вы можете найти купоны магазина, купоны AliExpress или собирать купоны каждый день, играя в игры в приложении AliExpress. Вместе с бесплатной доставкой, которую предлагают большинство продавцов на нашем сайте, вы сможете приобрести lead solder melting point по самой выгодной цене.

У нас всегда есть новейшие технологии, новейшие тенденции и самые обсуждаемые лейблы.На AliExpress отличное качество, цена и сервис всегда в стандартной комплектации. Начните самый лучший шоппинг прямо здесь.

(олово) Проволока для припоя | MÉTAUX BLANCS OUVRÉS

Колонна 2

Заявки:

  • Мягкая пайка печатных плат, пайка любых компонентов
  • Пайка силовых элементов, электромеханических деталей
  • Разъемы под пайку
  • Также доступны припои с высокой и низкой точкой плавления для поддержки вашего конкретного процесса.
  • RoHS бессвинцовые припои

1. Паяльная проволока с флюсом ROB : Флюс ROB был разработан для автоматизированных приложений (например, роботов) и приложений с высокими требованиями к температуре. Действительно, остатки остаются прозрачными даже при температуре 400 ° C. При температуре выше 420 ° C остатки немного окрашиваются, но остаются сравнимыми с остатками флюса «классических» флюсов, которые предлагают тот же тип окраски, но при 360 ° C. Напротив, активация эффективна при температурах выше 360 ° C. Этот припой производится только из бессвинцовых сплавов.Его также можно использовать при ручной пайке. Его классификация ROL1 и знак No Clean также дают ему преимущества, поскольку производительность пайки эквивалентна классификации ROM1 (гораздо более активированной).

2. Паяльная проволока с флюсом RZ : Флюс RZ был разработан для использования в конденсаторах. Действительно, этот припой на смолистой основе обладает очень хорошими характеристиками с точки зрения смачиваемости цинка. Эта проволока производится только из бессвинцовых сплавов.Его также можно использовать со всеми обычными процессами пайки (утюги, горелка, индукция, нагревательная плита, горячий воздух и т. Д.). Его классификация ROL0 (без галогенов) и его характер No Clean также дают ему преимущества, потому что характеристики пайки эквивалентны флюсу HC3, который намного активнее (классификация INh2).

3. Паяльная проволока с алюминиевым флюсом. : Паяльная проволока MBO « ALU » обеспечивает хорошую пайку алюминия. Его классификация — ORh2 согласно J-STD 004.Паяльная проволока MBO « ALU » может использоваться в сочетании с различными методами пайки, такими как паяльник, горячий воздух, индукция, нагревательная пластина и т. Д. При использовании паяльника рекомендуется использовать рабочую температуру от 360 ° C и 400 ° C для стандартных операций. Можно использовать повышенные температуры, но это приведет к окрашиванию остатков флюса.

Флюсовая ручка

Разработан для ручной пайки и доработки.
Нанесение с мелким шагом и без очистки.
Доступный флюс: FXL248 , EXEL 314 (другие по запросу).

% PDF-1.3 % 633 0 объект > endobj xref 633 52 0000000016 00000 н. 0000001409 00000 н. 0000001624 00000 н. 0000001842 00000 н. 0000001962 00000 н. 0000002011 00000 н. 0000002060 00000 н. 0000002109 00000 п. 0000002158 00000 п. 0000002207 00000 н. 0000002256 00000 н. 0000002305 00000 н. 0000002354 00000 п. 0000002403 00000 п. 0000002452 00000 н. 0000002501 00000 п. 0000003983 00000 н. 0000004395 00000 н. 0000004634 00000 н. 0000005267 00000 н. 0000005937 00000 н. 0000006177 00000 н. 0000006231 00000 п. 0000006253 00000 н. 0000006884 00000 н. 0000006906 00000 н. 0000007154 00000 н. 0000007790 00000 н. 0000008260 00000 н. 0000008282 00000 н. 0000008714 00000 н. 0000008736 00000 н. 0000009163 00000 п. 0000009409 00000 п. 0000009810 00000 п. 0000009832 00000 н. 0000010311 00000 п. 0000010333 00000 п. 0000010938 00000 п. 0000010960 00000 п. 0000011387 00000 п. 0000011409 00000 п. 0000024845 00000 п. 0000054240 00000 п. 0000054294 00000 п. 0000078947 00000 п. 0000079195 00000 п. 0000121227 00000 н. 0000121606 00000 н. 0000136000 00000 н. 0000002550 00000 н. 0000003960 00000 н. трейлер ] >> startxref 0 %% EOF 634 0 объект > endobj 635 0 объект / O / R 2 / Фильтр / Стандарт / Длина 40 >> endobj 636 0 объект [ 637 0 R 638 0 R 639 0 R 640 0 R 641 0 R 642 0 R 643 0 R 644 0 R 645 0 R 646 0 R 647 0 R 648 0 R ] endobj 637 0 объект > endobj 638 0 объект > endobj 639 0 объект > endobj 640 0 объект > endobj 641 0 объект > endobj 642 0 объект > endobj 643 0 объект > endobj 644 0 объект > endobj 645 0 объект > endobj 646 0 объект > endobj 647 0 объект > endobj 648 0 объект > endobj 683 0 объект > ручей sXW0>% rmK0ZJNz M_ / rSbt; j5V! R? l + NYK = 39} 癒 pN9ps1M> D} LiKh5rKa3I: dhH = [L «CNK ($ T> q.9EW’kOz [Jyb} r $ &

определение припоя и синонимы припоя (английский)

Паяное соединение, используемое для прикрепления провода к контакту компонента на задней стороне печатной платы.

Припой (/ ˈsoʊldə /, [1] / ˈsɒldə / [1] или USA / ˈsɒdər / [2] ) представляет собой легкоплавкий металлический сплав, используемый для соединения металлических заготовок и имеющий температуру плавления ниже что из заготовки (ей).

Мягкий припой — это то, о чем чаще всего думают, когда упоминают припой или пайку, и обычно он имеет диапазон плавления от 90 до 450 ° C (от 190 до 840 ° F).Обычно используется в электронике и сантехнике. Чаще всего используются сплавы, плавящиеся при температуре от 180 до 190 ° C (от 360 до 370 ° F). По определению, использование сплавов с температурой плавления выше 450 ° C (840 ° F) называется «твердой пайкой», «припоем серебром », или твердым припоем.

При определенных пропорциях сплав становится эвтектическим и плавится при одной температуре; Неэвтектические сплавы имеют заметно разную температуру солидус и ликвидус , и в этом диапазоне они существуют в виде пасты твердых частиц в расплаве низкоплавкой фазы.При ручной пайке неэвтектическим припоем в электромонтажных работах, если соединение нарушено в пастообразном состоянии до того, как оно полностью затвердело, это может привести к плохому электрическому соединению; использование эвтектического припоя уменьшает эту проблему. Пастообразное состояние неэвтектического припоя можно использовать в водопроводе, поскольку оно позволяет формовать припой во время охлаждения, например для обеспечения водонепроницаемого соединения труб, в результате чего получается так называемый «протертый стык».

Для работы в электротехнике и электронике доступен припой различной толщины для ручной пайки, а также с сердечниками, содержащими флюс.Он также доступен в виде пасты или в виде предварительно отформованной фольги, форма которой соответствует заготовке, что больше подходит для механизированного массового производства. Сплавы свинца и олова в прошлом широко использовались и доступны до сих пор; они особенно удобны для ручной пайки. Широко используется эвтектический сплав с 63% олова, 37% свинца; сплавы с большей долей свинца (60/40, 70/30 и т. д.) более экономичны, так как олово дороже свинца. Бессвинцовый припой, который несколько менее удобен для ручной пайки, часто используется, чтобы избежать воздействия свинца на окружающую среду.

Сантехники часто используют прутки припоя, намного толще провода, используемого для электрических применений. Ювелиры часто используют припой в виде тонких листов, которые они разрезают на кусочки.

Слово «припой» происходит от среднеанглийского слова soudur , через старофранцузское solduree и soulder , от латинского solidare , что означает «делать твердый». [3]

С уменьшением размеров элементов печатной платы уменьшается и размер межсоединений.Плотность тока выше 10 4 А / см 2 часто достигается, и электромиграция становится проблемой. При таких плотностях тока шарики припоя Sn63Pb37 образуют бугорки на анодной стороне и пустоты на катодной стороне; повышенное содержание свинца на анодной стороне предполагает, что свинец является основным мигрирующим веществом. [4]

Контакт с расплавленным припоем может вызвать «охрупчивание припоя» материалов, тип охрупчивания жидким металлом [ необходима ссылка ] .

Свинцовый припой

Sn 60 Pb 40 припой

Припои на основе олова / свинца, также называемые мягкими припоями, коммерчески доступны с концентрациями олова от 5% до 70% по весу. Чем выше концентрация олова, тем выше прочность припоя на растяжение и сдвиг. Для ручной пайки обычно используются сплавы 60/40 олово / свинец (Sn / Pb), плавящиеся при температуре 370 ° F или 188 ° C, и сплавы 63/37 Sn / Pb, используемые в основном в электротехнических / электронных работах. 63/37 — это эвтектический сплав, который:

  1. имеет самую низкую температуру плавления (183 ° C или 361 ° C).4 ° F) всех сплавов олова / свинца; и
  2. : точка плавления действительно равна , точка — не диапазон.

В сантехнике использовалось больше свинца, обычно 50/50. Это имело то преимущество, что сплав заставлял затвердевать медленнее, так что его можно было протирать по стыку для обеспечения водонепроницаемости, при этом трубы физически соединялись друг с другом перед пайкой. Хотя свинцовые водопроводные трубы были заменены медью, когда важность отравления свинцом стала полностью осознаваться, свинцовый припой все еще использовался до 1980-х годов, потому что считалось, что количество свинца, которое могло вымыться в воду из припоя, было незначительным из-за правильного использования. паяный стык.Электрохимическая пара меди и свинца способствует коррозии свинца и олова, однако олово защищено нерастворимым оксидом. Поскольку было обнаружено, что даже небольшие количества свинца вредны для здоровья, свинец [5] в водопроводном припое был заменен серебром (для пищевых продуктов) или сурьмой, часто с добавлением меди, а доля олова была увеличена (см. Свинец). без припоя.)

Добавление олова, более дорогого, чем свинец, улучшает смачивающие свойства сплава; Сам свинец имеет плохие смачивающие характеристики.Сплавы с высоким содержанием олова и свинца имеют ограниченное применение, так как диапазон обрабатываемости может быть обеспечен более дешевым сплавом с высоким содержанием свинца. [6]

В электронике компоненты на печатных платах (PCB) соединяются с печатной схемой и, следовательно, с другими компонентами с помощью паяных соединений. Для миниатюрных соединений печатных плат с компонентами для поверхностного монтажа паяльная паста в значительной степени заменила твердый припой.

Свинцово-оловянные припои легко растворяют позолоту и образуют хрупкие интерметаллиды.

Припой

Sn60Pb40 окисляется на поверхности, образуя сложную 4-слойную структуру: оксид олова (IV) на поверхности, под ним слой оксида олова (II) с мелкодисперсным свинцом, за которым следует слой оксида олова (II) с мелкодисперсными оловом и свинцом, а под ним сам припой. [7]

Свинец и до некоторой степени олово, используемые в припое, содержат небольшое, но значительное количество радиоизотопных примесей. Радиоизотопы, подвергающиеся альфа-распаду, вызывают беспокойство из-за их склонности вызывать мягкие ошибки. Полоний-210 особенно проблематичен; бета-распад свинца-210 превращается в висмут-210, который затем бета-распад превращается в полоний-210, интенсивный излучатель альфа-частиц. Уран-238 и торий-232 — другие важные загрязнители сплавов свинца. [4] [8]

Припой бессвинцовый

Проволока для припоя из чистого олова

Пайка медных труб пропановой горелкой и бессвинцовым припоем

1 июля 2006 г. вступили в силу Директива Европейского Союза об отходах электрического и электронного оборудования (WEEE) и Директива об ограничении использования опасных веществ (RoHS), запрещающие преднамеренное добавление свинца в большинство бытовой электроники, производимой в ЕС.Производители в США могут получить налоговые льготы за счет сокращения использования припоя на основе свинца. Бессвинцовые припои, используемые в промышленных масштабах, могут содержать олово, медь, серебро, висмут, индий, цинк, сурьму и следы других металлов. Большинство бессвинцовых заменителей обычных припоев Sn60 / Pb40 и Sn63 / Pb37 имеют точки плавления на 5-20 ° C выше, [9] , хотя доступны припои с гораздо более низкими температурами плавления.

Доступны врезные замены для шелкографии с паяльной пастой.Незначительная модификация ванн для припоя (например, титановые гильзы или рабочие колеса), используемых при пайке волной, может быть желательной для снижения затрат на техническое обслуживание, связанных с повышенным эффектом улавливания олова припоями с высоким содержанием олова. Поскольку свойства бессвинцовых припоев не так хорошо известны, они могут считаться менее желательными для критических применений, таких как определенные аэрокосмические или медицинские проекты. «Оловянные усы» были проблемой ранних электронных припоев, и свинец изначально добавлялся в сплав отчасти для их устранения.

Припои

Sn-Ag-Cu (олово-серебро-медь) используются двумя третями японских производителей для пайки оплавлением и волной припоя и примерно 75% компаний для ручной пайки. Широкое распространение этого популярного семейства бессвинцовых припоев основано на пониженной температуре плавления тройной эвтектики Sn-Ag-Cu (217 ˚C), которая ниже эвтектики Sn-3,5Ag (мас.%) 221 ° C и эвтектика Sn-0.7Cu 227 ° C (недавно пересмотренная П. Снуговским на Sn-0.9Cu). Тройное эвтектическое поведение Sn-Ag-Cu и его применение для сборки электроники было обнаружено (и запатентовано) группой исследователей из лаборатории Эймса, Университета штата Айова, и из национальных лабораторий Сандиа в Альбукерке.

Многие недавние исследования были сосредоточены на выборе добавок 4-го элемента к Sn-Ag-Cu для обеспечения совместимости с пониженной скоростью охлаждения паяльной сферы для сборки решеток шариков, например Sn-3.5Ag-0.74Cu-0.21Zn ( интервал плавления 217–220 C) и Sn-3.5Ag-0.85Cu-0.10Mn (интервал плавления 211–215 C).

Припои на основе олова легко растворяют золото, образуя хрупкие интерметаллиды; для сплавов Sn-Pb критическая концентрация золота для охрупчивания соединения составляет около 4%.Припои с высоким содержанием индия (обычно индий-свинец) более подходят для пайки более толстого слоя золота, поскольку скорость растворения золота в индии намного ниже. Припои с высоким содержанием олова также легко растворяют серебро; для пайки серебряной металлизации или поверхностей подходят сплавы с добавлением серебра; Сплавы, не содержащие олова, также являются выбором, хотя их смачиваемость хуже. Если время пайки достаточно велико для образования интерметаллидов, оловянная поверхность соединения, припаянного к золоту, будет очень тусклой. [10]

Припой с флюсовым сердечником

Электрический припой со встроенным канифольным сердечником, видимым как темное пятно на обрезанном конце припоя.

Основная статья: Флюс (металлургия)

Flux — это восстановитель, предназначенный для восстановления (возврата окисленных металлов в их металлическое состояние) оксидов металлов в точках контакта с целью улучшения электрического соединения и механической прочности. Двумя основными типами флюсов являются кислотный флюс, используемый для ремонта металлов и сантехники, и канифольный флюс, используемый в электронике, где коррозионная активность кислотного флюса и паров, выделяемых при нагревании припоя, может привести к повреждению хрупкой схемы.

Из-за опасений по поводу загрязнения атмосферы и утилизации опасных отходов электронная промышленность постепенно переходит от канифольного флюса к водорастворимому флюсу, который можно удалить с помощью деионизированной воды и моющего средства вместо углеводородных растворителей.

В отличие от использования традиционных стержней или спиральных проволок из цельнометаллического припоя и ручного нанесения флюса на соединяемые детали, в некоторых случаях легкой ручной пайки с середины 20 века использовался припой с флюсовым сердечником. Он изготавливается в виде спиральной проволоки из припоя с одним или несколькими сплошными телами из некислотного флюса, продольно заделанными внутри него. По мере того, как припой плавится на стыке, он высвобождает флюс и его на нем.

Твердый припой

Твердые припои используются для пайки и плавятся при более высоких температурах.Наиболее распространены сплавы меди с цинком или серебром.

При изготовлении серебра и ювелирных изделий используются специальные твердые припои, которые не выдерживают испытания. Они содержат большую долю паяемого металла, и свинец в этих сплавах не используется. Эти припои различаются по твердости и обозначаются как «эмалированные», «твердые», «средние» и «легкие». Эмалирующий припой имеет высокую температуру плавления, близкую к температуре плавления самого материала, что предотвращает распайку стыка во время обжига в процессе эмалирования.Остальные типы припоев используются в порядке убывания твердости в процессе изготовления изделия, чтобы предотвратить ранее спаянный шов или распайку стыка во время пайки дополнительных участков. Легкий припой также часто используется для ремонтных работ по той же причине. Флюс или румяна также используются для предотвращения распайки стыков.

Серебряный припой также используется в производстве для соединения металлических деталей, которые нельзя сваривать. Сплавы, используемые для этих целей, содержат высокую долю серебра (до 40%), а также могут содержать кадмий.

Припои

















Состав М.П. ° С
S / L
Токсичный Эвтектика Комментарии Sn Пб Ag Cu Сб Bi В Zn Кд Au др.
Pb 98 Sn 2 316/322 [11] Пб нет Некритическое уплотнение и соединение. Припой корпуса. 2 98
Pb 97 Sn 3 314/320 [12] Пб нет Sn3 [12] 3 97
Pb 96 Sn 4 299/310 [11] Пб нет Используется для покрытия стали и меди, чтобы обеспечить устойчивость к слабым кислотам и морской воде. 4 96
Pb 95 Sn 5 308/312 [13] 301/314 [4] Пб нет Sn5 , UNS L54320 , ASTM5A , ASTM5B , Indalloy 171 . [14] Низкая стоимость и хорошие адгезионные свойства. Используется для покрытия стали и меди. Используется как в SMT (технология поверхностного монтажа), так и в электронике для сквозных отверстий.Быстро растворяет золото и серебро, не рекомендуется для тех. [15] используется для работы при высоких температурах и ступенчатой ​​пайки. Остается пластичным при очень низких температурах, может использоваться для деталей, подверженных вибрации в криогенных условиях. Pb 93,5 Sn 5 Ag 1,5 обеспечивает превосходное смачивание и лучшую прочность. [16] 5 95
Pb 93 Sn 7 288/308 [11] Пб нет Используется для покрытия стали для обеспечения коррозионной стойкости, допускает последующую пайку. 7 93
Pb 90 Sn 10 268/302 [13] 275/302 [12] Пб нет Sn10 , UNS L54520 , ASTM10B , Indalloy 159 . Шарики для компонентов CBGA, замененные на SnAg 3,9 Cu 0,6 . [9] Низкая стоимость и хорошие адгезионные свойства.Быстро растворяет золото и серебро, не рекомендуется для тех. [15] Используется для изготовления автомобильных радиаторов и топливных баков, для нанесения покрытий и склеивания металлов при умеренных рабочих температурах. Припой корпуса. [11] Имеет низкую термо-ЭДС, может использоваться как альтернатива Cd70, где необходимо избегать паразитного напряжения термопары. [17] 10 90
Pb 88 Sn 12 254/296 [11] Пб нет Используется для изготовления автомобильных радиаторов и топливных баков, для покрытия и склеивания металлов при умеренных рабочих температурах.Припой корпуса. 12 88
Pb 85 Sn 15 227/288 [11] Пб нет Используется для покрытия труб и листов и изготовления автомобильных радиаторов. Припой корпуса. 15 85
Pb 80 Sn 20 183/280 [12] Пб нет Sn20 , UNS L54711 .Используется для покрытия радиаторных трубок для стыковки ребер. [11] 20 80
Pb 75 Sn 25 183/266 [13] Пб нет Припой сырой для сантехнических работ, плавлен пламенем. Применяется для пайки радиаторов двигателей автомобилей. Применяется для машинной, погружной и ручной пайки сантехнической арматуры.Припой высшего качества. [11] 25 75
Pb 70 Sn 30 185/255 [13] 183/257 [12] Пб нет Sn30 , UNS L54280 , сырой припой для строительных сантехнических работ, плавлен в пламени, пригоден для машинной и факельной пайки. [18] Применяется для пайки радиаторов двигателей автомобилей.Применяется для машинной, погружной и ручной пайки сантехнической арматуры. Припой высшего качества. [11] 30 70
Pb 68 Sn 32 253 Пб нет «Припой сантехников» для сантехнических работ [19] 32 68
Pb 68 Sn 30 Sb 2 185/243 [12] Пб нет Pb68 30 68 2
Pb 67 Sn 33 187–230 Пб нет ПМ 33, припой сырой для сантехнических работ, плавлен пламенем, температура зависит от добавок 33 67
Pb 65 Sn 35 183/250 [12] Пб нет Sn35 .Используется как более дешевая альтернатива Sn 60 Pb 40 для протирки и потоотделения суставов. [11] 35 65
Pb 60 Sn 40 183/238 [13] 183/247 [12] Пб нет Sn40 , UNS L54915 . Для пайки латуни и автомобильных радиаторов. [18] Для пайки в объеме и там, где требуется более широкий диапазон температур плавления.Для соединения кабелей. Для протирки и соединения свинцовых труб. Для ремонта радиаторов и электрических систем. [11] 40 60
Pb 55 Sn 45 183/227 [11] Пб нет Для пайки сердечников радиаторов, стыков кровли и декоративных стыков. 45 55
Sn 50 Pb 50 183/216 [13] 183–212 [12] Пб нет Sn50 , UNS L55030 .«Обычный припой», для пайки латуни, электросчетчиков, газовых счетчиков, ранее также жестяных банок. Общего назначения, для стандартных работ по лужению и обработке листового металла. При температурах ниже -150 ° C становится хрупким. [10] [19] Низкая стоимость и хорошие адгезионные свойства. Быстро растворяет золото и серебро, не рекомендуется для тех. [15] Для протирки и сборки сантехнических соединений для непитьевой воды. [11] 50 50
Sn 50 Pb 49 Cu 1 183/215 [12] Пб нет Cu1 50 49 1
Sn 50 Pb 48.5 Cu 1,5 183/215 [20] Пб нет Savbit , Savbit 1 , Sav1 . Минимизирует растворение меди. Первоначально разработан для уменьшения эрозии жала паяльника. Эрозия меди примерно в 100 раз медленнее, чем у обычных сплавов олова / свинца. Подходит для пайки тонких медных покрытий и очень тонких медных проводов. [16] 50 48,5 1.5
Sn 60 Pb 40 183/190 [13] 183/188 [12] Пб рядом с Sn60 , ASTM60A , ASTM60B . Распространенный в электронике, самый популярный свинцовый сплав для окунания. Низкая стоимость и хорошие склеивающие свойства. Используется как в SMT, так и в сквозной электронике. Быстро растворяет золото и серебро, не рекомендуется для тех. [15] Немного дешевле, чем Sn 63 Pb 37 , часто используется вместо него из соображений стоимости, так как разница температур плавления на практике незначительна. При медленном охлаждении дает немного более тупые стыки, чем Sn 63 Pb 37 . [16] 60 40
Sn 60 Pb 38 Cu 2 183/190 [12] [21] Пб Cu2 .Содержание меди увеличивает твердость сплава и препятствует растворению наконечников паяльника и выводов деталей в расплавленном припое. 60 38 2
Sn 60 Pb 39 Cu 1 Пб нет 60 39 1
Sn 62 Pb 38 183 Пб рядом с «Припой оловянного», применяемый для изготовления белой жести. [19] 62 38
Sn 63 Pb 37 182 183 [22] Пб да Sn63 , ASTM63A , ASTM63B . Распространен в электронике; Исключительные свойства лужения и смачивания, также хорошо для нержавеющей стали. Один из самых распространенных припоев. Низкая стоимость и хорошие склеивающие свойства.Используется как в SMT, так и в сквозной электронике. Быстро растворяет золото и серебро, не рекомендуется для тех. [15] Sn 60 Pb 40 немного дешевле и часто используется вместо него по соображениям стоимости, поскольку разница температур плавления на практике незначительна. При медленном охлаждении дает немного более яркие стыки, чем Sn 60 Pb 40 . [16] 63 37
Sn 63 Pb 37 P 0.0015–0,04 183 [23] Пб да Sn63PbP . Специальный сплав для станков HASL. Добавление фосфора снижает окисление. Не подходит для пайки волной припоя, так как может образовывать металлическую пену. 63 37
Sn 62 Pb 37 Cu 1 183 [21] Пб да Аналогично Sn 63 Pb 37 .Содержание меди увеличивает твердость сплава и препятствует растворению наконечников паяльника и выводов деталей в расплавленном припое. 62 37 1
Sn 70 Pb 30 183/193 [13] Пб нет Sn70 70 30
Sn 90 Pb 10 183/213 [12] Пб нет Ранее использовался для соединений в пищевой промышленности 90 10
Sn 95 Pb 5 238 Пб нет Сантехника и отопление 95 5
Pb 92 Sn 5.5 Ag 2,5 286/301 [21] Пб нет Для высокотемпературных применений. 5,5 92 2,5
Pb 80 Sn 12 Sb 8 Пб нет Используется для паяльника и стали [19] 12 80 8
Pb 80 Sn 18 Ag 2 252/260 [12] Пб нет Используется для паяльника и стали [19] 18 80 2
Pb 79 Sn 20 Sb 1 184/270 Пб нет Сб1 20 79 1
Pb 55 Sn 43.5 Сб 1,5 Пб нет Припой общего назначения. Содержание сурьмы улучшает механические свойства, но вызывает хрупкость при пайке кадмия, цинка или оцинкованных металлов. [19] 43,5 55 1,5
Sn 43 Pb 43 Bi 14 144/163 [13] Пб нет Bi14 , Indalloy 97 .Хорошее сопротивление усталости в сочетании с низкой температурой плавления. Содержит фазы олова и свинца-висмута. [24] Используется для ступенчатой ​​пайки. 43 43 14
Sn 46 Pb 46 Bi 8 120/167 [12] Пб нет Bi8 46 46 8
Bi 52 Pb 32 Sn 16 96 Пб да? Би52 .Хорошее сопротивление усталости в сочетании с низкой температурой плавления. Достаточная прочность на сдвиг и усталостные свойства. Комбинация со свинцово-оловянным припоем может значительно снизить температуру плавления и привести к разрушению соединения. [24] 16 32 52
Bi 46 Sn 34 Pb 20 100/105 [12] Пб нет Bi46 34 20 46
Sn 62 Pb 36 Ag 2 179 [13] Пб да Sn62 .Распространен в электронике. Самый прочный оловянно-свинцовый припой. Внешний вид идентичен Sn60Pb40 или Sn63Pb37. Видны кристаллы Ag 3 Sn, растущие из припоя. Длительная термообработка приводит к образованию кристаллов бинарных сплавов. Содержание серебра снижает растворимость серебра, что делает сплав пригодным для пайки металлизированных серебром поверхностей, например Конденсаторы SMD и прочая керамика, металлизированная серебром. [10] [16] [24] Не рекомендуется для золота. [15] Общего назначения. 62 36 2
Sn 62,5 Pb 36 Ag 2,5 179 [13] Пб да 62,5 36 2,5
Pb 88 Sn 10 Ag 2 268/290 [13] 267/299 [25] Пб нет Sn10 , Pb88 , Indalloy 228 .Содержание серебра снижает растворимость серебряных покрытий в припое. Не рекомендуется для золота. [15] Образует эвтектическую фазу, не рекомендуется для работы при температуре выше 120 ° C. 10 88 2
Pb 90 Sn 5 Ag 5 292 [13] Пб да 5 90 5
Пб 92.5 Sn 5 Ag 2,5 287/296 [13] 299/304 [12] Пб нет Pb93 , Indalloy 151 . Аналогичен Indalloy 165. 5 92,5 2,5
Pb 93,5 Sn 5 Ag 1,5 296/301 [13] 305/306 [12] Пб нет Pb94 , HMP сплав , HMP .Рабочие температуры до 255 ° C. Полезно для ступенчатой ​​пайки. Также может использоваться при чрезвычайно низких температурах, поскольку остается пластичным до -200 ° C, в то время как припои с более чем 20% олова становятся хрупкими при температуре ниже -70 ° C. Более высокая прочность и лучшее смачивание, чем у Pb 95 Sn 5 . [16] 5 93,5 1,5
Pb 95,5 Sn 2 Ag 2.5 299/304 [13] Пб нет 2 95,5 2,5
В 97 Ag 3 143 [26] да Индаллой 290 . Смачиваемость и низкотемпературная ковкость индия, прочность улучшена добавлением серебра. Особенно хорош для криогенных применений.Используется для упаковки фотонных устройств. 3 97
В 90 Ag 10 143/237 [27] нет Индаллой 3 . Почти такой же смачиваемый и податливый при низких температурах, как индий. Большой ассортимент пластика. Может паять серебро, обожженное стекло и керамику. 10 90
В 75 Pb 25 156/165 [15] Пб нет Менее растворяется золото и более пластичен, чем сплавы свинца и олова.Используется для прикрепления штампа, сборки общих схем и закрытия упаковки. [15] 25 75
В 70 Pb 30 160/174 [13] 165/175 [12] [28] Пб нет In70 , Indalloy 204 . Подходит для золота, с низким уровнем выщелачивания. Хорошие термические усталостные свойства. 30 70
В 60 Pb 40 174/185 [13] 173/181 [12] Пб нет In60 , Indalloy 205 . Низкое выщелачивание золота. Хорошие термические усталостные свойства. 40 60
В 50 Pb 50 180/209 [15] 178/210 [12] Пб нет In50 , Indalloy 7 .Только одна фаза. Повторная пайка свинцово-оловянным припоем формирует фазы индий-олово и индий-свинец и приводит к образованию трещин между фазами, ослаблению соединения и разрушению. [24] На золотых поверхностях обычно образуются интерметаллиды золота и индия, и соединение затем разрушается в обедненной золотом зоне и в богатых золотом интерметаллидах. [29] Менее растворяется золото и более пластичен, чем сплавы свинца и олова. [15] Хорошие свойства термической усталости. 50 50
В 50 Sn 50 118/125 [30] нет Indalloy 1 , Cerroseal 35 .Достаточно хорошо смачивает стекло, кварц и многие керамические изделия. Податливый, может компенсировать некоторые различия в тепловом расширении. Низкое давление пара. Используется в физике низких температур в качестве припоя для смачивания стекла. [31] 50 50
In 70 Sn 15 Pb 9,6 Cd 5,4 125 [32] Pb, Cd Индаллой 13 15 9.6 70 5,4
Pb 75 In 25 250/264 [15] 240/260 [33] Пб нет In25 , Indalloy 10 . Низкое выщелачивание золота. Хорошие термические усталостные свойства. Используется для крепления штампа, например GaAs умирает. [29] Используется также для сборки общих схем и укупорочных средств упаковки. Менее растворяется золото и более пластичен, чем сплав олово-свинец. [15] 75 25
Sn 70 Pb 18 In 12 162 [13]
154/167 [34]
Пб да Индаллой 9 . Общее назначение. Хорошие физические свойства. 70 18 12
Sn 37.5 Pb 37,5 В 25 134/181 [15] Пб нет Хорошая смачиваемость. Не рекомендуется для золота. [15] 37,5 37,5 25
Pb 90 In 5 Ag 5 290/310 [13] Пб нет 90 5 5
Пб 92.5 В 5 Ag 2,5 300/310 [13] Пб нет UNS L51510 , Indalloy 164 . Минимальное выщелачивание золота, хорошие термические усталостные свойства. Часто используемая восстановительная атмосфера .. 92,5 2,5 5
Pb 92,5 In 5 Au 2,5 300/310 [12] Пб нет In5 92.5 5 2,5
Pb 94,5 Ag 5,5 305/364 [12] 304/343 [35] Пб нет Ag5.5 , UNS L50180 , Indalloy 229 94,5 5,5
Pb 95 Ag 5 305/364 [36] Пб нет Индаллой 175 95 5
Пб 97.5 Ag 2,5 303 [13] 304 [12] 304/579 [37] Пб да нет Ag2.5 , UNS L50132 , Indalloy 161 . Используется во время Второй мировой войны для консервирования олова. Плохая коррозионная стойкость; стыки подверглись коррозии как в атмосферных, так и в подземных условиях, все пришлось заменить на соединения из сплава Sn-Pb. [38] Горелка для припоя. 97,5 2.5
Sn 97,5 Pb 1 Ag 1,5 305 Пб да Важно для сборки гибридных цепей. [10] 97,5 1 1,5
Pb 97,5 Ag 1,5 Sn 1 309 [13] Пб да Ag1.5 , ASTM1.5S , Indalloy 165 . Высокая температура плавления, используется для коммутаторов, якоря и начальных паяных соединений, где повторное плавление при работе с соседними соединениями нежелательно. [18] Содержание серебра снижает растворимость серебряных покрытий в расплавленном припое. Не рекомендуется для золота. [15] Стандартный эвтектический припой PbAgSn, широко используется в сборке полупроводников. Часто используется восстановительная защитная атмосфера (например, 12% водорода). Высокая стойкость к ползучести, для использования как при повышенных, так и при криогенных температурах. 1 97,5 1,5
Pb 54 Sn 45 Ag 1 177–210 Пб исключительная прочность, серебро придает стойкость яркому цвету; идеально подходит для нержавеющей стали [18] 45 54 1
Pb 96 Ag 4 305 Пб высокотемпературные стыки [18] 96 4
Pb 96 Sn 2 Ag 2 252/295 [12] Пб Pb96 2 96 2
Sn 61 Pb 36 Ag 3 Пб [10] 61 36 3
Sn 56 Pb 39 Ag 5 Пб [10] 56 39 5
Sn 98 Ag 2 [10] 98 2
Sn 65 Ag 25 Sb 10 233 да Индаллой 209 .Очень высокая прочность на разрыв. Для крепления штампа. Очень хрупкий. Старый Motorola die прикрепить припой. 65 25 10
Sn 96,5 Ag 3,0 Cu 0,5 217/220 217/218 [12] [39] рядом с SAC305 , Indalloy 256 , SN97C . Преимущественно используется в Японии.Это сплав, рекомендованный JEITA для пайки волной и оплавлением, с альтернативами SnCu для волновой пайки и SnAg и SnZnBi для пайки оплавлением. Также подходит для выборочной пайки и пайки погружением. При высоких температурах растворяется медь; скопление меди в ванне оказывает вредное воздействие (например, увеличивает образование перемычек). Содержание меди должно поддерживаться в пределах 0,4–0,85%, например путем заполнения ванны сплавом Sn 97 Ag 3 (например, SN97Ce ). Атмосфера азота может использоваться для уменьшения потерь из-за образования окалины.На матовой поверхности видны образования дендритных кристаллов олова. 96,5 3 0,5
Sn 95,8 Ag 3,5 Cu 0,7 217–218 рядом с SN96C-Ag3.5 Обычно используемый сплав. Используется для пайки волной припоя. Также подходит для выборочной пайки и пайки погружением. При высоких температурах растворяется медь; скопление меди в ванне оказывает пагубное воздействие (напр.грамм. увеличенное перекрытие). Содержание меди должно поддерживаться в пределах 0,4–0,85%, например путем заполнения ванны сплавом Sn 96,5 Ag 3,5 (например, SN96Ce ). Атмосфера азота может использоваться для уменьшения потерь из-за образования окалины. На матовой поверхности видны образования дендритных кристаллов олова. 95,8 3,5 0,7
Sn 95,6 Ag 3,5 Cu 0.9 217 да Определено NIST как действительно эвтектическое. 95,6 3,5 0,9
Sn 95,5 Ag 3,8 Cu 0,7 217 [40] почти SN96C . Предпочитается европейским консорциумом IDEALS для пайки оплавлением. Также подходит для выборочной пайки и пайки погружением.При высоких температурах растворяется медь; скопление меди в ванне оказывает вредное воздействие (например, увеличивает образование перемычек). Содержание меди должно поддерживаться в пределах 0,4–0,85%, например путем заполнения ванны сплавом Sn 96,2 Ag 3,8 (например, SN96Ce ). Атмосфера азота может использоваться для уменьшения потерь из-за образования окалины. На матовой поверхности видны образования дендритных кристаллов олова. 95,5 3,8 0,7
Sn 95.25 Ag 3,8 Cu 0,7 Sb 0,25 Предпочитается европейским консорциумом IDEALS для пайки волной припоя. 95,25 3,8 0,7 0,25
Sn 95,5 Ag 3,9 Cu 0,6 217 [41] да Индаллой 252 .Рекомендовано консорциумом NEMI в США для пайки оплавлением. Используется как шарики для компонентов BGA / CSP и CBGA, замена Sn 10 Pb 90 . Паяльная паста для переделки плат BGA. [9] Сплав по выбору для общей сборки SMT. 95,5 3,9 0,6
Sn 95,5 Ag 4 Cu 0,5 217 [42] да Индаллой 246 .Использование предшествующего уровня техники делает его свободным от патентов. 95,5 4 0,5
Sn 96,5 Ag 3,5 221 [13] да Sn96 , Sn96.5 , 96S , Indalloy 121 . Тонкая пластинчатая структура густо распределенного Ag 3 Sn. Отжиг при 125 ° C делает структуру грубее и смягчает припой. [9] Ползучесть за счет переползания дислокаций в результате диффузии по решетке. [8] Используется в качестве проволоки для дополнительной пайки вручную; совместим с SnCu 0,7 , SnAg 3 Cu 0,5 , SnAg 3,9 Cu 0,6 и аналогичными сплавами. Используется как сфера припоя для компонентов BGA / CSP. Используется для ступенчатой ​​пайки и крепления кристаллов в устройствах большой мощности. Установленная история в отрасли. [9] Широко используется. Прочные соединения без свинца. Содержание серебра сводит к минимуму растворимость серебряных покрытий.Не рекомендуется для золота. [15] Предельное смачивание. Подходит для ступенчатой ​​пайки. Используется для пайки нержавеющей стали, поскольку она смачивает нержавеющую сталь лучше, чем другие мягкие припои. Содержание серебра не препятствует растворению серебряной металлизации. [16] Высокое содержание олова позволяет абсорбировать значительное количество золота без охрупчивания. [43] 96,5 3,5
Sn 96 Ag 4 221–229 нет ASTM96TS .«Припой на основе серебра». Оборудование для общественного питания, охлаждение, отопление, кондиционирование, сантехника. [18] Широко используется. Прочные соединения без свинца. Содержание серебра сводит к минимуму растворимость серебряных покрытий. Не рекомендуется для золота. [15] 96 4
Sn 95 Ag 5 221/240 [15] нет Sn95 .Широко используемый. Прочные соединения без свинца. Содержание серебра сводит к минимуму растворимость серебряных покрытий. Не рекомендуется для золота. [15] 95 5
Sn 95 Ag 4 Cu 1 95 4 1
Sn 232 чистый Sn99 .Хорошая прочность, не тускнеет. Использование в пищевом оборудовании, лужении и легировании проволоки. [18] Восприимчивы к оловянным вредителям. 99,99
Sn 99,3 Cu 0,7 227 да Индаллой 244 , Sn99Cu1 . Также обозначается как Sn 99 Cu 1 . Дешевая альтернатива пайке волной, рекомендованная консорциумом NEMI в США.Грубая микроструктура с вязкими изломами. Редкораспределенный Cu 6 Sn 5 . [44] Образует крупные дендритные кристаллы ß-олова в виде сетки эвтектической микроструктуры с мелкодисперсной Cu 6 Sn 5 . Высокая температура плавления неблагоприятна для использования SMT. Низкая прочность, высокая пластичность. Восприимчивы к оловянным вредителям. [8] Добавление небольшого количества никеля увеличивает его текучесть; наибольшее увеличение происходит при 0,06% Ni. Такие сплавы известны как , модифицированный никелем или , стабилизированный никелем . [45] Пример с 0,05% Ni обозначен SN100C . Свойства ухудшаются с растворенной медью; при более 0,85% сплав имеет тенденцию образовывать перемычки между выводами деталей. При концентрации выше 0,9% Cu иглы интерметаллида меди и олова осаждаются и оседают на дне ванны припоя. Сплав меньше разрушает сталь, чем сплавы олово-серебро-медь, что позволяет использовать ванны для припоя из нержавеющей стали. Более медленное смачивание, чем Sn 63 Pb 37 . [46] 99.3 0,7 (Ni)
Sn 99 Cu 0,7 Ag 0,3 217/228 [47] нет SCA , SAC или SnAgCu . Сплав олово-серебро-медь. Относительно недорогой бессвинцовый сплав для простых применений. Может использоваться для пайки волной, выборочной и погружной пайки. При высоких температурах растворяется медь; скопление меди в ванне оказывает пагубное воздействие (напр.грамм. увеличенное перекрытие). Содержание меди должно поддерживаться в пределах 0,4–0,85%, например путем заполнения ванны сплавом Sn 96,2 Ag 3,8 (например, SN96Ce ). Атмосфера азота может использоваться для уменьшения потерь из-за образования окалины. На матовой поверхности видны образования дендритных кристаллов олова. 99 0,3 0,7
Sn 97 Cu 3 227/250 [48] 232/332 [11] Для использования при высоких температурах.Позволяет снять изоляцию с эмалированного провода и нанести припой за одну операцию. Для ремонта радиаторов, витражей и водопровода. 97 3
Sn 97 Cu 2,75 Ag 0,25 228/314 [11] Высокая твердость, устойчивость к ползучести. Для радиаторов отопления, витражей и водопровода питьевой воды.Отличный высокопрочный припой для ремонта радиаторов. Широкий выбор патины и цветов. 97 0,25 2,75
Zn 100 419 чистый Для пайки алюминия. Хорошая смачиваемость алюминия, относительно хорошая коррозионная стойкость. [49] 100
Би 100 271 чистый Используется как несверхпроводящий припой в физике низких температур.Плохо смачивает металлы, образует механически слабый шов. [31] 100
Sn 91 Zn 9 199 да Индаллой 201 . Более дешевый сплав, подверженный коррозии и окислению. Рекомендуется для пайки алюминия. [19] Удовлетворительное смачивание алюминия, удовлетворительная устойчивость к коррозии. [38] Предел прочности на разрыв при комнатной температуре в два раза выше, чем у SnPb37.Высокая окалина. Паяльная паста имеет короткий срок хранения. 91 9
Zn 95 Al 5 382 да Для пайки алюминия. Хорошее смачивание. [49] 95 Al 5
Sn 91.8 Bi 4,8 Ag 3,4 211/213 [50] нет Индаллой 249 . Не используйте для металлизации, содержащей свинец. Патент США 5439639 (лицензированный ICA патент Sandia). 91,8 3,4 4,8
Sn 70 Zn 30 199/311 нет Для пайки алюминия.Хорошее смачивание. [38] 70 30
Pb 63 Sn 35 Sb 2 185/243 [12] Пб нет Сб2 35 63 2
Pb 63 Sn 34 Zn 3 170/256 Пб нет Плохое смачивание алюминия.Плохая устойчивость к коррозии. [38] 34 63 3
Pb 92 Cd 8 310? Pb, Cd ? Для пайки алюминия. Патент США 1,333,666. [51] 92 8
Sn 48 Bi 32 Pb 20 140/160 [21] Пб нет Для низкотемпературной пайки термочувствительных деталей, а также для пайки вблизи уже спаянных соединений без их переплавки. 48 20 32
Sn 89 Zn 8 Bi 3 191–198 Склонен к коррозии и окислению из-за содержания цинка. На медных поверхностях образует хрупкий интерметаллический слой Cu-Zn, снижающий усталостное сопротивление соединения; никелирование меди препятствует этому. [52] 89 3 8
Sn 83.6 Zn 7,6 В 8,8 181/187 [53] нет Индаллой 226 . Высокая окалина из-за цинка. Защищено патентом США № 5,242,658. 83,6 8,8 7,6
Sn 86,5 Zn 5,5 In 4,5 Bi 3,5 174/186 [54] нет Индаллой 231 .Без свинца. Проблемы с коррозией и высокое образование окалины из-за содержания цинка. 86,5 3,5 4,5 5,5
Sn 86,9 In 10 Ag 3,1 204/205 [55] Индаллой 254 . Возможность использования в сборке с перевернутым кристаллом, проблем с эвтектической фазой олово-индий нет. 86,9 3.1 10
Sn 95 Ag 3,5 Zn 1 Cu 0,5 221L [52] нет 95 3,5 0,5 1
Sn 95 Sb 5 235/240 [13] 232/240 [12] нет Sb5 , ASTM95TA , Indalloy 133 .Стандарт сантехнической промышленности США. Обладает хорошей стойкостью к термической усталости и хорошей прочностью на сдвиг. Образует крупные дендриты твердого раствора с высоким содержанием олова с диспергированным между ними интерметаллидом SbSn. Очень высокая пластичность при комнатной температуре. Ползучесть за счет вязкого скольжения дислокаций за счет трубной диффузии. Более устойчив к ползучести, чем SnAg 3,5 . Сурьма может быть токсичной. Используется для герметизации упаковок микросхем, прикрепления контактов ввода / вывода к керамическим подложкам и крепления штампа; возможная более низкотемпературная замена AuSn. [8] Высокая прочность и яркое покрытие. Используется в системах кондиционирования воздуха, охлаждения, некоторых пищевых контейнерах и при высоких температурах. [18] Хорошая смачиваемость, хорошая долговременная прочность на сдвиг при 100 ° C. Подходит для систем питьевого водоснабжения. Используется для ремонта витражей, сантехники и радиаторов. 95 5
Sn 97 Sb 3 232/238 [56] нет Индаллой 131 97 3
Sn 99 Sb 1 232/235 [57] нет Индаллой 129 99 1
Sn 99 Ag 0.3 Cu 0,7 99 0,3 0,7
Sn 96,2 Ag 2,5 Cu 0,8 Sb 0,5 217–225 217 [12] Ag03A . Запатентовано альянсом AIM. 96,2 2,5 0,8 0,5
Sn 88 In 8.0 Ag 3,5 Bi 0,5 197–208 Запатентовано Matsushita / Panasonic. 88 3,5 0,5 8
Bi 57 Sn 42 Ag 1 137/139 139/140 [58] Индаллой 282 . Добавление серебра улучшает механическую прочность.Установлена ​​история использования. Хорошие показатели термической усталости. Запатентовано Motorola. 42 1 57
Bi 58 Sn 42 138 [13] [15] да Bi58 , Indalloy 281 , Indalloy 138 , Cerrothru . Достаточная прочность на сдвиг и усталостные свойства.Комбинация со свинцово-оловянным припоем может значительно снизить температуру плавления и привести к разрушению соединения. [24] Низкотемпературный эвтектический припой с высокой прочностью. [15] Особо прочный, очень хрупкий. [13] Широко используется в технологических узлах сквозных отверстий в мэйнфреймах IBM, где требовалась низкая температура пайки. Может использоваться в качестве покрытия из медных частиц для облегчения их связывания под давлением / нагреванием и создания проводящего металлургического соединения. [52] Чувствителен к скорости сдвига. Подходит для электроники. Используется в термоэлектрических устройствах. Хорошие показатели термической усталости. [59] Установленная история использования. Слегка расширяется при отливке, а затем подвергается очень незначительной дальнейшей усадке или расширению, в отличие от многих других низкотемпературных сплавов, которые продолжают изменять размеры в течение нескольких часов после затвердевания. [31] 42 58
Bi 58 Pb 42 124/126 [60] Пб Индаллой 67 42 58
В 80 Pb 15 Ag 5 142/149 [12]
149/154 [61]
Пб нет In80 , Indalloy 2 .Совместим с золотом, минимальное выщелачивание золота. Устойчив к термической усталости. Может использоваться при ступенчатой ​​пайке. 15 5 80
Pb 60 В 40 195/225 [12] Пб нет In40 , Indalloy 206 . Низкое выщелачивание золота. Хорошие термические усталостные свойства. 60 40
Pb 70 В 30 245/260 [12] Пб нет дюйм 30 70 30
Sn 37.5 Pb 37,5 В 26 134/181 [12] Пб нет дюйм 26 37,5 37,5 26
Sn 54 Pb 26 In 20 130/154 [12] 140/152 [62] Пб нет In20 , Indalloy 532 54 26 20
Pb 81 В 19 270/280 [12] 260/275 [63] Пб нет In19 , Indalloy 150 .Низкое выщелачивание золота. Хорошие термические усталостные свойства. 81 19
В 52 Sn 48 118 да In52 , Indalloy 1E . Подходит для случаев, когда необходима низкотемпературная пайка. Может использоваться для герметизации стекла. [52] Острая точка плавления. Хорошая смачиваемость стекла, кварца и многих керамических изделий.Хорошая низкотемпературная пластичность, может компенсировать различные коэффициенты теплового расширения соединяемых материалов. 48 52
Sn 52 In 48 118/131 [13] нет очень низкая прочность на разрыв 52 48
Sn 58 In 42 118/145 [64] нет Индаллой 87 58 42
Sn 51.2 Pb 30,6 Cd 18,2 145 [65] Pb, Cd да Индаллой 181 . Общее назначение. Хорошо сохраняет сопротивление ползучести. Непригоден для золота. 51,2 30,6 18,2
Sn 77,2 In 20 Ag 2,8 175/187 [66] нет Индаллой 227 .Аналогичные механические свойства с Sn 63 Pb 37 , Sn 62 Pb 36 Ag 2 и Sn 60 Pb 40 , подходящая бессвинцовая замена. Содержит эвтектическую фазу Sn-In с температурой плавления 118 ° C, избегайте использования при температуре выше 100 ° C. 77,2 2,8 20
В 74 Cd 26 123 [67] Кд да Индаллой 253 . 74 26
In 61,7 Bi 30,8 Cd 7,5 62 [68] Кд да Индаллой 18 30,8 61,7 7,5
Bi 47,5 Pb 25,4 Sn 12.6 Cd 9,5 дюйм 5 57/65 [69] Pb, Cd нет Индаллой 140 12,6 25,4 47,5 5 9,5
Bi 48 Pb 25,4 Sn 12,8 Cd 9,6 In 4 61/65 [70] Pb, Cd нет Индаллой 147 12.8 25,4 48 9,6
Bi 49 Pb 18 Sn 15 In 18 58/69 [71] Пб нет Индаллой 21 15 18 49 18
Bi 49 Pb 18 Sn 12 In 21 58 Пб да Cerrolow 136 .Слегка расширяется при охлаждении, затем через пару часов проявляет небольшую усадку. Используется как припой в физике низких температур. [31] 12 18 49 21
Bi 50,5 Pb 27,8 Sn 12,4 Cd 9,3 70/73 [72] Pb, Cd нет Индаллой 22 12.4 27,8 50,5 9,3
Bi 50 Pb 26,7 Sn 13,3 Cd 10 70 Pb, Cd да Cerrobend . Используется в физике низких температур как припой. [31] 13,3 26,7 50 10
Би 44.7 Pb 22,6 In 19,1 Cd 5,3 Sn 8,3 47 Cd, Pb да Indalloy 117 , Cerrolow 117 . Используется как припой в физике низких температур. [31] 8,3 22,6 44,7 19,1 5,3
В 60 Sn 40 113/122 [13] нет 40 60
В 51.0 Bi 32,5 Sn 16,5 60,5 да Металл поля 16,5 32,5 51
Bi 49,5 Pb 27,3 Sn 13,1 Cd 10,1 70,9 Pb, Cd да Металл Липовица 13,1 27,3 49.5 10,1
Bi 50,0 Pb 25,0 Sn 12,5 Cd 12,5 71 Pb, Cd да Металл Вуда, в основном используемый для литья. 12,5 25 50 12,5
Bi 50,0 Pb 31,2 Sn 18,8 97 Пб нет Металл Ньютона 18.8 31,2 50
Bi 50 Pb 28 Sn 22 109 Пб нет Металл Розы. Его использовали для закрепления чугунных перил и балясин в карманах каменных оснований и ступеней. Не сжимается при охлаждении. 22 28 50
Cd 95 Ag 5 338/393
340/395 [73]
Кд Индаллой 185 .плавится при 338 ° C, течет при 393 ° C; для высокотемпературных применений, для пайки алюминия к самому себе или к другим металлам. [19] Пайка 053 . Для соединений средней прочности. Для низкотемпературной пайки. 5 95
Cd 82,5 Zn 17,5 265 Кд Для пайки алюминия и литья под давлением цинковых сплавов. [19] Используется в криогенной физике для достижения электрического потенциала приводит к образцам металлов, поскольку этот сплав не становится сверхпроводящим при температурах жидкого гелия. [31] 17,5 82,5
Zn 90 Cd 10 265/399 Кд Для пайки алюминия. Хорошее смачивание. [49] 90 10
Zn 60 Cd 40 265/335 Кд Для пайки алюминия.Очень хорошее смачивание. [49] 60 40
Cd 70 Sn 30 140/160 [12] Кд нет Cd70 , термический припой . Создает низкотемпературные соединения в меди, не образует паразитных термопар. Используется в физике низких температур. [31] 29.56 70,44
Sn 50 Pb 32 Cd 18 145 [12] Cd, Pb Cd18 50 32 18
Sn 40 Pb 42 Cd 18 145 [74] Cd, Pb LT145 .Низкая температура плавления позволяет ремонтировать оловянные и цинковые изделия, в том числе литые под давлением игрушки. 40 42 18
Zn 70 Sn 30 199/376 нет Для пайки алюминия. Отличное смачивание. [38] Хорошая прочность. 30 70
Zn 60 Sn 40 199/341 нет Для пайки алюминия.Хорошее смачивание. [49] 40 60
Zn 95 Sn 5 382 да? Для пайки алюминия. Отличное смачивание. [38] 5 95
Sn 90 Au 10 217 [75] да Индаллой 238 . 90 10
Au 80 Sn 20 280 да Au80 , Indalloy 182 , Premabraze 800 . Хорошее смачивание, высокая прочность, низкая ползучесть, высокая коррозионная стойкость, высокая теплопроводность, высокое поверхностное натяжение, нулевой угол смачивания. Подходит для ступенчатой ​​пайки. Оригинальный бесфлюсовый сплав не требует флюса.Используется для прикрепления кристаллов и металлических крышек к корпусам полупроводников, например крышки из ковара в керамические чипсы. Коэффициент расширения подходит для многих распространенных материалов. Из-за нулевого угла смачивания требуется давление для образования шва без пустот. Сплав на выбор для соединения позолоченных и покрытых золотом поверхностей. Поскольку некоторое количество золота растворяется с поверхностей во время пайки и переводит композицию в неэвтектическое состояние (увеличение содержания Au на 1% может повысить температуру плавления на 30 ° C), для последующего демонтажа требуется более высокая температура. [76] Образует смесь двух хрупких интерметаллических фаз, AuSn и Au 5 Sn. [77] Хрупкость. Правильное смачивание обычно достигается за счет использования никелевых поверхностей со слоем золота на обеих сторонах соединения. Комплексно протестирован в соответствии с военными стандартами кондиционирования воздуха. Хорошие долгосрочные электрические характеристики, история надежности. [29] Низкое давление пара, подходит для работы в вакууме. Обычно используется там, где требуется температура плавления более 150 ° C. [78] Хорошая пластичность. Также классифицируется как припой. 20 80
Au 98 Si 2 370/800 [12] Au98 , Indalloy 194 . Неэвтектический сплав, используемый для крепления кремниевых штампов. Ультразвуковая помощь необходима для очистки поверхности стружки, чтобы при оплавлении была достигнута эвтектика (3,1% Si). 98 Si 2
Au 96,8 Si 3,2 370 [12] 363 [79] да Au97 , Indalloy 184 . [76] AuSi 3,2 — эвтектика с температурой плавления 363 ° C. AuSi образует мениск на краю чипа, в отличие от AuSn, поскольку AuSi вступает в реакцию с поверхностью чипа.Образует структуру композитного материала из субмикронных кремниевых пластин в мягкой золотой матрице. Жесткое, медленное распространение трещин. [44] 96,8 Si 3,2
Au 87,5 Ge 12,5 361 356 [12] да Au88 , Indalloy 183 . Используется для крепления некоторых микросхем. [13] Высокая температура может отрицательно повлиять на стружку и ограничить возможность повторной обработки. [29] 87,5 Ge 12,5
Au 82 In 18 451/485 [12] нет Au82 , Indalloy 178 . Высокотемпературный, чрезвычайно твердый, очень жесткий. 18 82
В 100 157 чистый In99 .Используется для крепления некоторых микросхем. Более подходящий для пайки золота, скорость растворения золота в 17 раз ниже, чем у припоев на основе олова, и допускается содержание до 20% золота без значительного охрупчивания. Хорошие характеристики при криогенных температурах. [80] Смачивает многие поверхности, включая. кварц, стекло и многие керамические изделия. Деформируется бесконечно под нагрузкой. Не становится ломким даже при низких температурах. Используется в качестве припоя в физике низких температур, связывается с алюминием. Может использоваться для пайки тонких металлических пленок или стекла с помощью ультразвукового паяльника. [31] 99,99

Температурные диапазоны солидуса и ликвидуса (границы кашеобразного состояния) указаны как солидус / ликвидус. [13]

В сплавах Sn-Pb предел прочности увеличивается с увеличением содержания олова. Сплавы индия и олова с высоким содержанием индия имеют очень низкую прочность на разрыв. [13]

Для пайки полупроводниковых материалов, например.грамм. Для крепления кристалла кремния, германия и арсенида галлия важно, чтобы припой не содержал примесей, которые могут вызвать легирование в неправильном направлении. Для пайки полупроводников n-типа припой можно легировать сурьмой; Индий может быть добавлен для пайки полупроводников p-типа. Можно использовать чистое олово и чистое золото. [38]

В качестве припоев можно использовать различные легкоплавкие сплавы с очень низкими температурами плавления; Примеры включают металл Филда, сплав Липовица, металл Вуда и металл Роуза.

Недвижимость

Теплопроводность обычных припоев составляет от 32 до 94 Вт / (м · К), а плотность — от 9,25 до 15,00 г / см. 3 . [81]

Затвердевание

Характеристики затвердевания зависят от состава сплава. Чистые металлы затвердевают при четко определенной температуре, образуя кристаллы одной фазы. Эвтектические сплавы также затвердевают при одной температуре, при этом все компоненты выделяются одновременно в ходе так называемого совместного роста.Неэвтектические композиции при охлаждении начинают сначала выделять неэвтектическую фазу; дендриты, когда это металл, большие кристаллы, когда это интерметаллическое соединение. Такая смесь твердых частиц в расплавленной эвтектике обозначается как мягкое состояние . Даже относительно небольшая доля твердых частиц в жидкости может значительно снизить ее текучесть. [45]

Температура полного затвердевания — это солидус сплава, температура, при которой все компоненты расплавлены, — это ликвидус.

Мягкое состояние желательно там, где степень пластичности полезна для создания соединения, позволяя заполнять большие зазоры или протирать соединение (например, при пайке труб). При ручной пайке электроники это может быть вредным, поскольку соединение может казаться затвердевшим, пока оно еще не застыло. Преждевременное обращение с таким соединением приводит к нарушению его внутренней структуры и нарушению механической целостности.

Роли легирующих элементов

Различные элементы выполняют разные роли в припое:

  • Сурьма добавлена ​​для увеличения прочности без ухудшения смачиваемости.Предотвращает появление оловянных вредителей. Следует избегать нанесения на цинк, кадмий или гальванизированные металлы, так как полученное соединение будет хрупким. [19]
  • Висмут значительно снижает температуру плавления и улучшает смачиваемость. В присутствии достаточного количества свинца и олова висмут образует кристаллы Sn 16 Pb 32 Bi 52 с температурой плавления всего 95 ° C, которые диффундируют по границам зерен и могут вызвать разрушение соединения при относительно низких температурах. Таким образом, высокомощная деталь, предварительно луженная свинцовым сплавом, может отсоединяться под нагрузкой, если припаяна висмутсодержащим припоем.Такие стыки также склонны к растрескиванию. Сплавы с более чем 47% Bi расширяются при охлаждении, что может быть использовано для компенсации напряжений несоответствия теплового расширения. Замедляет рост усов олова. Относительно дорого, ограниченная доступность.
  • Медь снижает температуру плавления, улучшает сопротивление усталости при термическом цикле и улучшает смачивающие свойства расплавленного припоя. Это также замедляет скорость растворения меди на плате и выводах деталей в жидком припое. Образует интерметаллические соединения.Может способствовать росту усов олова.
  • Индий снижает температуру плавления и улучшает пластичность. В присутствии свинца он образует тройное соединение, которое претерпевает фазовый переход при 114 ° C. Очень высокая стоимость (в несколько раз больше серебра), низкая доступность. Легко окисляется, что вызывает проблемы при ремонте и переделке, особенно когда нельзя использовать флюс для удаления оксидов, например во время прикрепления кристалла GaAs. Сплавы индия используются для криогенных применений и для пайки золота, поскольку золото растворяется в индии гораздо меньше, чем в олове.Индий также может паять многие неметаллы (например, стекло, слюду, оксид алюминия, магнезию, диоксид титана, диоксид циркония, фарфор, кирпич, бетон и мрамор). Склонен к диффузии в полупроводники и вызывает нежелательное легирование. При повышенных температурах легко диффундирует через металлы. Низкое давление пара, подходит для использования в вакуумных системах. Образует с золотом хрупкие интерметаллиды; Припои с высоким содержанием индия на толстом золоте ненадежны. Припои на основе индия склонны к коррозии, особенно в присутствии ионов хлора. [82]
  • Свинец стоит недорого и обладает подходящими свойствами.Хуже смачивания, чем олово. Токсично, выводится из употребления. Замедляет рост усов олова, подавляет оловянных вредителей. Снижает растворимость меди и других металлов в олове.
  • Серебро обеспечивает механическую прочность, но имеет худшую пластичность, чем свинец. В отсутствие свинца улучшает сопротивление усталости от термических циклов. При использовании припоев SnAg с выводами, покрытыми HASL-SnPb, образуется фаза SnPb 36 Ag 2 с температурой плавления 179 ° C, которая перемещается к границе раздела плата-припой, затвердевает последней и отделяется от платы. [9] Добавление серебра к олову значительно снижает растворимость серебряных покрытий в фазе олова.
  • Олово — обычный основной конструкционный металл сплава. Обладает хорошей прочностью и смачиванием. Сам по себе он склонен к заражению оловянными вредителями и росту усов олова. Легко растворяет серебро, золото и в меньшей, но все же значительной степени многие другие металлы, например медь; это особенно важно для богатых оловом сплавов с более высокими температурами плавления и оплавления.
  • Цинк снижает температуру плавления и имеет низкую стоимость.Однако он очень подвержен коррозии и окислению на воздухе, поэтому цинкосодержащие сплавы не подходят для некоторых целей, например пайка волной припоя и цинкосодержащие паяльные пасты имеют более короткий срок хранения, чем не содержащие цинка. Может образовывать хрупкие интерметаллические слои Cu-Zn при контакте с медью. Легко окисляется, что ухудшает смачивание, требует подходящего флюса.
  • Германий в бессвинцовых припоях на основе олова влияет на образование оксидов; ниже 0,002% увеличивает образование оксидов.Оптимальная концентрация для подавления окисления составляет 0,005%. [83]

Примеси в припоях

Примеси обычно попадают в резервуар для припоя путем растворения металлов, присутствующих в паяемых узлах. Растворение технологического оборудования не является обычным явлением, поскольку обычно выбираются материалы, не растворяющиеся в припое. [84]

  • Алюминий — малорастворимый, вызывает вялость припоя и тусклый песчаный вид из-за образования оксидов.Добавление сурьмы к припоям приводит к образованию интерметаллидов Al-Sb, которые выделяются в шлак.
  • Сурьма — добавлена ​​намеренно, до 0,3% улучшает смачивание, большие количества медленно ухудшают смачивание
  • Мышьяк — образует тонкие интерметаллиды с неблагоприятным воздействием на механические свойства, вызывает обезвоживание латунных поверхностей.
  • Кадмий — вызывает вязкость припоя, образует оксиды и тусклость.
  • Медь — наиболее распространенный загрязнитель, образует игольчатые интерметаллиды, вызывает вялость припоев, зернистость сплавов, пониженное смачивание.
  • Золото — легко растворяется, образует хрупкие интерметаллиды, загрязненность выше 0.5% вызывает вялость и снижает смачивание. Понижает температуру плавления припоев на основе олова. Сплавы с высоким содержанием олова могут поглощать больше золота без охрупчивания. [43]
  • Железо — образует интерметаллиды, вызывает песчанистость, но скорость растворения очень низкая; легко растворяется в свинце-олове при температуре выше 427 ° C. [10]
  • Никель — вызывает песчанистость, очень низкую растворимость в Sn-Pb
  • Фосфор — образует фосфиды олова и свинца, вызывает песчанистость и обезвоживание, присутствует в никелировании, нанесенном химическим способом.
  • Серебро — часто добавляется намеренно, в больших количествах образует интерметаллиды, вызывающие зернистость и образование прыщиков на поверхности припоя.
  • Сера — образует сульфиды свинца и олова, вызывает обезвоживание
  • Цинк — в расплаве образует избыточный шлак, в затвердевших соединениях быстро окисляется на поверхности; оксид цинка не растворяется во флюсах, что ухудшает ремонтопригодность; При пайке латуни могут потребоваться барьерные слои из меди и никеля для предотвращения миграции никеля на поверхность

Интерметаллиды в припоях

Множество различных интерметаллических соединений образуются при затвердевании припоев и во время их реакции с припаянными поверхностями.Вот некоторые из этапов: [84]

Интерметаллиды образуют отдельные фазы, обычно как включения в пластичной матрице твердого раствора, но также могут образовывать саму матрицу с включениями металлов или образовывать кристаллическое вещество с различными интерметаллидами. Интерметаллиды часто бывают твердыми и хрупкими. Мелкодисперсные интерметаллиды в пластичной матрице дают твердый сплав, а грубая структура дает более мягкий сплав. Между металлом и припоем часто образуется ряд интерметаллидов, доля металла возрастает; е.грамм. формируя структуру Cu-Cu 3 Sn-Cu 6 Sn 5 -Sn.

Между припоем и припаянным материалом могут образовываться слои интерметаллидов. Эти слои могут вызвать снижение механической надежности и хрупкость, повышенное электрическое сопротивление или электромиграцию и образование пустот. Интерметаллический слой золото-олово является причиной плохой механической надежности покрытых оловом позолоченных поверхностей, на которых позолота не полностью растворяется в припое.

Золото и палладий легко растворяются в припоях. Медь и никель имеют тенденцию к образованию интерметаллических слоев при нормальной пайке профилей. Индий также образует интерметаллиды.

Интерметаллиды индий-золото хрупкие и занимают примерно в 4 раза больше объема, чем исходное золото. Соединительные провода особенно подвержены воздействию индия. Такой рост интерметаллидов вместе с термоциклированием может привести к выходу из строя соединительных проводов. [85]

Часто используется медь, плакированная никелем и золотом.Тонкий слой золота способствует хорошей паяемости никеля, так как защищает никель от окисления; слой должен быть достаточно тонким, чтобы быстро и полностью раствориться, чтобы никель не подвергался воздействию припоя. [8]

Свинцово-оловянный припой на медных выводах может образовывать интерметаллические слои медь-олово; тогда припой локально обеднен оловом и образует богатый свинцом слой. В этом случае интерметаллиды Sn-Cu могут подвергнуться окислению, что приведет к ухудшению паяемости. [86]

В формировании паяного соединения играют роль два процесса: взаимодействие между подложкой и расплавленным припоем и рост интерметаллических соединений в твердом состоянии.Основной металл растворяется в расплавленном припое в количестве, которое зависит от его растворимости в припое. Активный компонент припоя реагирует с основным металлом со скоростью, зависящей от растворимости активных компонентов в основном металле. Твердотельные реакции более сложны; образование интерметаллидов можно предотвратить, изменив состав основного металла или припоя, или используя подходящий барьерный слой для предотвращения диффузии металлов. [87]

Олово Свинец Индий
Медь Cu 4 Sn, Cu 6 Sn 5 , Cu 3 Sn , Cu 3 Sn 8 Cu 3 In, Cu 9 In 4
Никель Ni 3 Sn, Ni 3 Sn 2 , Ni 3 Sn 4 NiSn 3 Ni 3 In, NiIn Ni 2 In 3 , Ni 3 In 7
Утюг FeSn, FeSn 2
Индий In 3 Sn, InSn 4 В 3 Pb
Сурьма СбСн
Висмут BiPb 3
Серебро Ag 6 Sn, Ag 3 Sn Ag 3 In, AgIn 2
Золото Au 5 Sn , AuSn AuSn 2 , AuSn 4 Au 2 Pb, AuPb 2 AuIn, AuIn 2
Палладий Pd 3 Sn, Pd 2 Sn, Pd 3 Sn 2 , PdSn, PdSn 2 , PdSn 4 Pd 3 In, Pd 2 In, PdIn Pd 2 In 3
Платина Pt 3 Sn, Pt 2 Sn, PtSn, Pt 2 Sn 3 , PtSn 2 , PtSn 4 Pt 3 Pb, PtPb PtPb 4 Pt 2 In 3 , PtIn 2 , Pt 3 In 7
  • Cu 6 Sn 5 — общий на границе раздела медь-припой, предпочтительно образуется при наличии избытка олова; в присутствии никеля (Cu, Ni) 6 Sn 5 может образоваться соединение
  • Cu 3 Sn — часто встречается на границе раздела припой-медь, предпочтительно образуется, когда имеется избыток меди, более термически устойчив, чем Cu 6 Sn 5 , часто присутствует, когда происходит пайка при более высокой температуре
  • Ni 3 Sn 4 — общий на стыке никель-припой
  • FeSn 2 — очень медленное образование
  • AuSn 4 — β-фаза — хрупкая, образуется при избытке олова.Вредно для свойств припоев на основе олова для позолоченных слоев.
  • AuIn 2 — образуется на границе между золотом и индий-свинцовым припоем, действует как барьер против дальнейшего растворения золота

Припой для стекла

Стеклянные припои используются для соединения стекол с другими стеклами, керамикой, металлами, полупроводниками, слюдой и другими материалами в процессе, называемом соединением стеклянной фритты. Стеклянный припой должен стекать и смачивать паяные поверхности значительно ниже температуры, при которой происходит деформация или разрушение либо соединенных материалов, либо близлежащих структур (например.(например, слои металлизации на стружках или керамических подложках). Обычная температура достижения растекания и смачивания составляет от 450 до 550 ° C.

Применяются два типа припоев для стекла: стекловидный и расстекловывающий. Стекловидные припои сохраняют аморфную структуру при переплаве, могут подвергаться многократной переработке и относительно прозрачны. Раскристаллизованные припои подвергаются частичной кристаллизации в процессе затвердевания, образуя стеклокерамику, композит стеклообразной и кристаллической фаз. Раскисляющие припои обычно создают более прочное механическое соединение, но они более чувствительны к температуре, и уплотнение с большей вероятностью будет негерметичным; из-за своей поликристаллической структуры они имеют тенденцию быть полупрозрачными или непрозрачными. [88] Раскисляющие припои часто являются «термореактивными», поскольку их температура плавления после перекристаллизации становится значительно выше; это позволяет спаять детали вместе при более низкой температуре, чем последующий отжиг, без последующего переплавления стыка. Раскисляющие припои часто содержат до 25% оксида цинка. При производстве электронно-лучевых трубок используются расстекловывающие припои на основе PbO-B 2 O 3 -ZnO.

Стекла с очень низкой температурой плавления, текучие при температуре 200–400 ° C, были разработаны для герметизации электронных устройств.Они могут состоять из бинарных или тройных смесей таллия, мышьяка и серы. Они используются для герметизации электронных компонентов. [89] Цинк-силикоборатные стекла также могут использоваться для пассивации электроники; их коэффициент теплового расширения должен соответствовать кремнию (или другим используемым полупроводникам), и они не должны содержать щелочные металлы, так как они могут мигрировать в полупроводник и вызывать отказы. [90]

Связь между стеклом или керамикой и стеклянным припоем может быть ковалентной или, чаще, ван-дер-ваальсовой. [91] Уплотнение может быть герметичным; пайка стекла часто используется в вакуумной технике. Стеклянные припои также можно использовать в качестве герметиков; покрытие стекловидной эмалью на железе снизило его проницаемость для водорода в 10 раз. [92] Стеклянные припои часто используются для уплотнений стекло-металл и стекло-керамика-металл.

Стеклянные припои выпускаются в виде порошка фритты с размером зерна менее 60 мкм. Их можно смешать с водой или спиртом для образования пасты для легкого нанесения или с растворенной нитроцеллюлозой или другим подходящим связующим для прилипания к поверхностям до плавления. [93] Возможное связующее должно быть сожжено до начала плавления, что требует осторожного режима обжига. Стеклянный припой можно также наносить из расплавленного состояния на область будущего стыка при изготовлении детали. Из-за их низкой вязкости в расплавленном состоянии часто используются свинцовые стекла с высоким содержанием PbO (часто 70–85%). Наиболее распространены составы на основе боратов свинца (свинцово-боратное стекло или боросиликатное стекло). Можно добавить меньшее количество оксида цинка или оксида алюминия для повышения химической стабильности.Также можно использовать фосфатные стекла. Оксид цинка, триоксид висмута и оксид меди (II) могут быть добавлены для воздействия на тепловое расширение; в отличие от оксидов щелочных металлов они понижают температуру размягчения без увеличения теплового расширения.

Стеклянные припои часто используются в электронной упаковке. Упаковка CERDIP является примером. Выделение воды из припоя для стекла во время инкапсуляции было причиной высокой частоты отказов ранних интегральных схем CERDIP. Удаление стеклокерамических крышек, e.g., чтобы получить доступ к микросхеме для анализа отказов или обратного проектирования, лучше всего выполнять резку; если это слишком рискованно, вместо этого полируют крышку. [94]

Поскольку герметизация может выполняться при гораздо более низкой температуре, чем при прямом соединении стеклянных частей, и без использования пламени (с использованием печи с регулируемой температурой или печи), припои для стекла полезны в таких применениях, как сверхминиатюрные вакуумные лампы или для соединения слюдяных окон с вакуумные лампы и инструменты (например,, Трубка Гейгера). Коэффициент теплового расширения должен соответствовать соединяемым материалам и часто выбирается между коэффициентами расширения материалов. В случае необходимости компромисса, подвергать соединение сжимающим напряжениям более желательно, чем растягивающим напряжениям. Согласование расширения не является критическим в приложениях, где тонкие слои используются на небольших участках, например, горючие чернила, или где соединение будет подвергаться постоянному сжатию (например, внешней стальной оболочкой), компенсирующим термически введенные растягивающие напряжения. [89]

Стеклянный припой может использоваться в качестве промежуточного слоя при соединении материалов (стекла, керамики) со значительно различающимся коэффициентом теплового расширения; такие материалы нельзя напрямую соединять диффузионной сваркой. [95] Вакуумные стеклопакеты изготовлены из спаянных между собой стеклянных панелей. [96]

Стеклянный припой используется, например, для соединения частей электронно-лучевых трубок и плазменных дисплеев. Новые составы снизили температуру использования с 450 до 390 ° C за счет снижения содержания оксида свинца (II) с 70%, увеличения содержания оксида цинка, добавления диоксида титана и оксида висмута (III) и некоторых других компонентов.Высокое тепловое расширение такого стекла можно уменьшить с помощью подходящего керамического наполнителя. Также были разработаны бессвинцовые паяльные стекла с температурой пайки 450 ° C.

Разработаны фосфатные стекла с низкой температурой плавления. Одним из таких составов является пятиокись фосфора, оксид свинца (II) и оксид цинка с добавлением лития и некоторых других оксидов. [97]

Также можно приготовить припои для проводящего стекла.

Преформа

Преформа — это предварительно изготовленная форма припоя, специально разработанная для того приложения, в котором она будет использоваться. a b c d e 12 e 12 901 h Говард Х. Манко (2001). Припои и пайка: материалы, конструкция, производство и анализ для надежного соединения . McGraw-Hill Professional. a b c d e 12 e 12 12 9011 h i j k l 9013 9011 9011 9011 9011 901 o Таблица выбора припоев. a b c d e 12 e 12 901 h i j k l 9013 9011 9011 9011 9011 901 o p q r s 9013 9011 9011 9011 9011 9011 9011 9011 9011 9011 9011 v w 901 34 x y z aa

9012 9012 9013 9011 9011 901 901 901 901 901 901 901 901 901 901 902 901 ae af ag ah

29 9013 9013 9011 9011 9011 9011 9011 9011 9011 9011 9011 9011 9011 901 al am an ao Информация о сплаве
  • ^ a b c d f123 9013 9011 9011 9011 9020 9011 9020 9011 9020 h i j k m l123 9011 9011 9011 9011 9020 o p q r s 12 s 12 901 v w 9 0120 x y z aa 9013 9011 9011 9011 9012 9012 9011 9011 9011 9011 901 901 901 901 9011 9011 9020 ae af Charles A. a b c d e 12 e 12 901 h i j k l 9013 9013 9011 9011 9011 9011 9011 901 o p q r s 9013 9011 9011 9011 9011 9011 9011 9011 9011 9011 9011 v Рэй П. a b c d e 12 e 12 901 h Мадара Огот, Гул Окудан-Кремер (2004). Инженерное проектирование: практическое руководство . Издательство Trafford.
  • Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *