[Править]Бессвинцовые технологии

27 января 2003 года введена в действие директива 2002/96/ЕС Европейского парламента и Совета по отходам электрического и электронного оборудования (WEEE). Современная радиоэлектронная промышленность встала перед фактом организации сбора и удаления отходов, имеющих в своем составе тяжелые металлы и огнезащитные составы. Для успешного решения этой проблемы одним из необходимых условий является переход на бессвинцовые технологии изготовления электронного оборудования - технологии с применением материалов, не содержащих свинец.

[Править]Стандарты

• ГОСТ 17325-79 — Пайка и лужение. Основные термины и определения.

[Править]Технология пайки оловянно-свинцовым припоем

Для соединения металлических деталей пайкой их необходимо облудить, соединить и нагреть, возможно, вводя в место пайки ещё припоя. Следующие простые рекомендации помогут достичь высокого качества пайки.

• Хорошо поддаются пайке оловянно-свинцовыми припоями следующие металлы (в порядке ухудшения):

  • Драгоценные металлы (золото, серебро, палладий и т. д., а также их сплавы)

  • Медь

  • Никель, латунь, бронза

• Плохо поддаются пайке оловянно-свинцовыми припоями следующие металлы (в порядке ухудшения):

  • Железо, сталь

  • Чугун

  • Алюминий

• Детали, подлежащие пайке, следует зачистить до металла (удалить защитные покрытия, грязь, окислы). Драгоценные металлы не покрываются окислами (кроме серебра, которое может со временем чернеть).

• Для пайки электронных компонентов следует использовать выпускаемый промышленностью оловянно-свинцовый припой с содержанием олова около 61 %, если не указано иное в технологической карте. Припой с таким содержанием олова обладает наименьшей температурой плавления(190°), наименьшей прочностью.

• Для пайки электронных компонентов следует использовать флюсы, не вызывающие коррозию и не обладающие электропроводностью. Такие флюсы имеют надпись коррозионно-пассивен и/или не требует отмывки. Хорошо себя зарекомендовали флюсы в виде геля на канифольной основе.

• Активные флюсы (с содержанием кислот и других вызывающих коррозию веществ), например хлористый цинк, используются для пайки электронных компонентов только при условии последующей промывки растворителями для полного удаления остатков флюса. В бытовых условиях такой вариант практически нереализуем.

• На зачищенное место пайки наносится тонкий слой флюса. Затем место пайки приводится в соприкосновение с расплавленным припоем (например, касанием облуженного горячего паяльника или погружением в расплавленный припой). Если все сделано правильно, то деталь в месте контакта с припоем смачивается им. После охлаждения слой застывшего припоя должен быть блестящим, ровным, без не смоченных островков.

• Залуженные детали фиксируются в необходимом положении и прогреваются паяльником. При необходимости в место нагрева вводится дополнительное количество припоя (капля на паяльнике или касание нагретых деталей припойной проволокой). В изделиях высокой надёжности, как правило, залуженные провода перед пайкой ещё и скручиваются («должно держаться без припоя»).

• Спаиваемые поверхности должны быть неподвижны до полного отвердения припоя. Даже небольшое движение деталей друг относительно друга в момент кристаллизации припоя может очень существенно снизить прочность соединения.

• При необходимости флюс удаляется растворителем.

Припій - метал або сплав, застосовуваний при пайку для з'єднання заготовок і має температуру плавлення нижче, ніж з'єднуються метали. Застосовують сплави на основеолова, свинцю, кадмію, міді, нікелю та ін

Пайку здійснюють або з метою створення механічно міцного (іноді герметичного) шва, або для отримання електричного контакту з малим перехідним опором. При пайку місця з'єднання і припій нагрівають. Так як припой має температуру плавлення значно нижче, ніж сполучається метал (або метали), то він плавиться, у той час як основний метал залишається твердим. На кордоні дотику розплавленого припою і твердого металу відбуваються різні фізико-хімічні процеси. Припій змочує метал, розтікається по ньому і заповнює зазори між сполучаються деталями. При цьому компоненти припою дифундують в основний метал, основний метал розчиняється в припої, в результаті чого утворюється проміжна прошарок, яка після застигання з'єднує деталі в одне ціле.

Вибирають припой з урахуванням фізико-хімічних властивостей з'єднуються металів, необхідної механічної міцності спаю, його корозійної стійкості та вартості. При пайку струмоведучих частин необхідно враховувати питому провідність припою.

[Правити] Класифікація припоїв

Припої прийнято ділити на дві групи - м'які і тверді. До м'яких відносяться припої з температурою плавлення до 300 ° C, до твердих - вище 300 ° C. Крім того, припої істотно розрізняються по механічній міцності. М'які припої мають межу міцності при розтягуванні 16-100 МПа, а тверді - 100-500МПа.

М'якими припоями є олов'яно-свинцеві сплави (ПОС) з вмістом олова від 10 (ПОС-10) до 90% (ПОС-90), решта свинець. Провідність цих припоїв становить 9-15% чистої міді. Велика кількість олов'яно-свинцевих припоїв містить невеликий відсоток сурми (такі припої позначаються ПОССу).

Найбільш поширеними твердими припоями є мідно-цинкові (ПМЦ) і срібні (ПСр) з різними добавками.

Поява гібридної технології для створення електронних плат зумовило появу нового типу припоїв: так званих паяльних паст, придатних як для звичайної, так і трафаретного пайки елементів гібридних схем. Паяльні пасти представляють собою складну дисперсію, в якій дисперсною фазою є мікро-та нанорозмірні частинки припою і, можливо, твердих компонентів флюсу, а дисперсної середовищем є рідкі компоненти флюсу і летючі розчинники.

У зв'язку з підвищенням уваги суспільства до питань екології тепер при виборі припоїв більш серйозно враховують токсичність його компонентів. В електротехніці і електроніці (особливо в побутовій) все частіше використовують безсвинцевої припої.

Флюси - це активні хімічні речовини застосовуються: для зниження поверхневого натягу розплавляється припою і поліпшення його розтікання, для очищення поверхні металу від окислів і інших забруднень для підвищення адгезії, а також захисту від кисню повітря під час пайки. Прагнуть використовувати складні флюси, які надають багатосторонню дію. Якість пайки багато в чому залежать від вибору флюсу для її проведення.

Флюси діляться на відновлювальні та окисні, флюси для плавки і для пайки, так само існують флюси для зварювання та електролізу. Під флюсами слід розуміти, як окремі компоненти, так і суміші, наприклад можна використовувати тільки буру, а можна до бурі додати поташ, вийде суміш, яку вже називають флюсом.

За механізмом дії флюси для паяння діляться на флюси розчиняють оксидні плівки і відновлюють окису до металів (соляна кислота, хлористий цинк, борна кислота, бура), і флюси, які не мають жодного хімічного впливу, а служать для утворення захисного покриття (каніфоль, віск , смола).

В залежності від температурного інтервалу активності розрізняють низькотемпературні (до 450 ° С) флюси (розчини каніфолі в спирті або розчинниках, гідразин, деревні смоли, вазелін) і високотемпературні (понад 450 ° С) флюси (бура і її суміш з борною кислотою, суміші хлористих і фтористих солей натрію, калію, літію).

Основним нормативним документом є ГОСТ 19250-73 «Флюси паяльні. Класифікація ». Флюси для високотемпературної пайки (марок ПВ209, ПВ209Х, ПВ284Х) повинні відповідати ГОСТ 23178-78 «Флюси паяльні високотемпературні». Флюси зарубіжного виробництва для пайки мідних труб повинні відповідати EN 1045 «Пайка твердим припоєм, флюс для пайки твердим припоєм».

Використання флюсу

Для якісного з'єднання металів при паянні припой повинен розтектися під дією капілярних сил і «змочити» основний метал. Хороше змочування відбувається тільки на абсолютно чистою, не окисленої поверхні. Міцним шов виходить при захисті пайки від кисню повітря.

Тому для підвищення адгезії припою та отримання якісної пайки поверхні під пайку попередньо механічно зачищаються і при необхідності наносять флюс. Природно при цьому враховуються види з'єднуються металів і припоїв і зазвичай вибирають композиційні флюси з багатостороннім дією.

При високотемпературної пайку з використанням самофлюсуючі припоїв досить зробити механічну очистку поверхонь перед паянням. Але при з'єднанні різних матеріалів: мідь з бронзою або мідь з латунню або бронза з латунню - завжди необхідно застосування високотемпературного флюсу. Обов'язкове застосування флюсу при використанні припою з великою кількістю срібла (15% і більше).

У цих випадках використовують високотемпературні (понад 450 ° С) флюси: бура і її суміш з борною кислотою, суміші хлористих і фтористих солей натрію, калію, літію та ін. При високотемпературної пайку всі залишки флюсу зазвичай вигоряють і спеціального очищення від флюсу, крім видалення із зовнішньої частини з'єднання, не потрібно.

При м'якій пайку застосовують низькотемпературні (до 450 ° С) флюси: розчини каніфолі в спирті або розчинниках, гідразин, деревні смоли, вазелін і інші. Так як флюс захищає метал від оксидів і сам процес пайки від кисню повітря, то слід переконатися в тому, що він рівномірно нанесений по всій поверхні.

Флюс (як хімічно агресивне речовина) поглинає певну кількість оксидів, тому в'язкість флюсу збільшується при насиченні його окислами. При пайку потрібно використовувати мінімальну кількість флюсу, який активно взаємодіє з металом. Щоб використовувати мінімальну кількість флюсу, метал з'єднання попередньо механічно зачищають.

Після пайки, щоб уникнути корозії, залишки флюсу обов'язково видаляють. Для надійності, при гідравлічному випробуванні змонтованого сантехнічного трубопроводу відбувається остаточне видалення залишків флюсу промиванням. Якщо після пайки залишки флюсу не видалити, то це з часом може викликати корозію і витік.

При проведенні пайки дуже важливо уникати «перегрівання», так як це призводить до руйнування флюсу, який втрачає здатність розчиняти і видаляти оксиди. При цьому можуть утворюватися шлаки, що є причиною поганої якості пайки. Щоб уникнути перегріву, рекомендується періодично стосуватися припоєм нагрітої зони з'єднання.

Або використовувати суміш флюсу і порошкового припою, який дасть блиск розплавляючись при досягненні температури плавлення. В даний час випускають флюси міняють забарвлення або дають сигнальний димок при нагріванні до температури плавлення припою. Іноді трубка з припою може містити усередині флюс-заповнювач.

Виробники для пайки міді в трубопровідних системах виробляють готові до використання флюси. В залежності від технології флюс може використовуватися у вигляді рідини, пасти або порошку. Флюси випускаються для кожного види пайки (м'яка, тверда), так і універсальна. Часто випускаються комплексні системи: припой і флюс для нього.

Кислотні флюси для паяння

Насичений розчин флюсу

Склад,%: хлористий цинк - 25-30; соляна кислота - 0,6-0,7; вода - інше. Застосовується для пайки деталей з чорних і кольорових металів. Видалення залишків - ретельної промиванням водою після пайки.

Каніфольно-вазелінове паста

Склад%: каніфоль-16%, хлористий цинк-4%, вазелін технічний-80%. Застосовується для пайки кольорових і дорогоцінних металів, для отримання з'єднання підвищеної міцності, деталей не утрудняють наступну промивку. Залишки видаляються промиванням ацетоном після пайки.

Флюс для золота

Склад,%: каніфоль - 24; хлористий цинк - 1; спирт етиловий - 75%. Застосовується для пайки кольорових і дорогоцінних металів (в тому числі золота), відповідальних деталей з чорних металів. Залишки видаляються промиванням в ацетоні.

Безкислотним флюси для паяння

Каніфоль світла

Склад,%: каніфоль -100%. Застосовується для пайки міді і її сплавів, латуні, бронзи легкоплавкими припоями. Залишки видаляються протиранням пензлем або тампоном, змоченим в спирті і ацетоні.

Гліцерин-каніфольний

Склад,%: каніфоль - 6; гліцерин - 14; спирт (етиловий або денатурований) - 80%. Застосовується для пайки міді, латуні, бронзи легкоплавкими припоями при підвищених вимогах до герметичності паяного з'єднання. Видалення залишків здійснюється промиванням в ацетоні або спирті пензлем або тампоном після пайки.

Спиртово-каніфольний

Склад%: каніфоль-15%, спирт етиловий-82-85%. Застосовується для пайки міді, латуні легкоплавкими припоями. Промиванням спиртом після пайки видаляють залишки.

Пайка

[Правити]

Матеріал з Вікіпедії - вільної енциклопедії

Поточна версія сторінки поки не перевірялася досвідченими учасниками і може значно відрізнятися від версії, перевіреної 1 лютого 2012; перевірки вимагає 1 правка.

У цього терміна існують і інші значення, див Пайка (значення).

Отпайка контакту.

Пайка - технологічна операція, застосовувана для отримання нераз'емногосоедіненія деталей з різних матеріалів шляхом введення між цими деталями розплавленого матеріалу (припою), що має більш низьку температуру плавлення, ніж матеріал (матеріали) з'єднуються деталей.

Споює елементи деталей, а також припой і флюс вводяться в зіткнення і піддаються нагріванню з температурою вище температури плавлення припою, але ніжетемператури плавлення спаюється деталей. В результаті, припой переходить у рідкий стан і змочує поверхні деталей. Після цього нагрівання припиняється, і припой переходить в тверду фазу, утворюючи з'єднання.

Міцність з'єднання багато в чому залежить від зазору між сполучаються деталями (від 0,03 до 2 мм), чистоти поверхні і рівномірності нагріву елементів. Для видалення оксидної плівки та захисту від впливу атмосфери застосовують флюси.

Зміст

[Показати]

[Правити] Різновиди

Пайка буває низькотемпературна (до 450 ° C) і високотемпературна. Відповідно припої бувають легкоплавкі ітугоплавкіе. Для низькотемпературної пайки використовують в основному електричний нагрів, для високотемпературної - в основному нагрів пальником. В якості припою використовують сплави олов'яно-свинцеві (Sn 90% Pb 10% ct ° пл. 220 ° C), олов'яно-срібні (Ag 72% з t ° пл. 779 ° C), мідно-цинкові (Cu 48% Zn інше з t ° пл. 865 ° C), галієвих (t ° пл. ~ 50 ° С), Вісмутові (сплав Вуда з t ° пл. 70 ° C, сплав Розе з t ° пл. 96 ° C) і т. д .

Пайка є високопродуктивним процесом, забезпечує надійне електричне з'єднання, дозволяє поєднувати різнорідні матеріали (в різній комбінації метали та неметали), відсутність значних температурних викривлення (у порівнянні зі зварюванням). Паяні з'єднання допускають багаторазове роз'єднання і з'єднання деталей, що з'єднуються (на відміну отсваркі). До недоліків можна віднести відносно невисоку механічну міцність.

Виходячи з фізико-хімічної природи процесу, пайку можна визначити наступним чином. Процес з'єднання металів у твердому стані шляхом введення в зазор припою, що взаємодіє з основним металом і утворить рідку металеву прошарок, кристалізація якої призводить до утворення паяного шва. Пайка підрозділяється на капілярну, дифузійну, контактно-реакційну, реакційно-флюсових та пайку-зварювання. У свою чергу, капілярна підрозділяється на горизонтальну і вертикальну. Дифузійна - на атомно-дифузійну і реакційно-дифузійну. Контактно-реакційна - з утворенням евтектики і з освітою твердого розчину. Реакційно-флюсова - без припою і з припоєм. Пайка-зварювання - без оплавлення і з оплавленням. Аналізуючи сутність фізико-хімічних процесів, що протікають на кордоні основний метал - розплав припою (при формуванні з'єднання в існуючих видах пайки), можна бачити, що розбіжності між капілярної пайкою, дифузійної пайкою і пайкою-зварюванням не носять принципового характеру. Капілярність є загальною ознакою пайки. Відмітною ознакою дифузійної пайки є тривала витримка при температурі пайки і ізотермічна кристалізація металу шва в процесі пайки. Інших характерних ознак цей метод не має, основне призначення його - підвищити температуру Распая шва і міцність паяного з'єднання. Дифузійна пайка може бути розвитком будь-якого виду пайки, в тому числі капілярної, реакційно-флюсової або контактно-реакційної. В останньому випадку дифузійна пайка можлива, якщо другий метал взаємодіє пари вводиться у вигляді прошарку між сполучаються металами. При реакційно-флюсової пайку відбувається поєднання процесів витіснення з флюсу металу, службовця припоєм, і його взаємодії з основним металом. Нарешті, пайка-сварка відрізняється від інших методів пайки кількістю введеного припою і характером формування шва, що робить цей метод пайки схожим на зварювання плавленням. При з'єднанні різнорідних металів при паянні-зварюванні можливо оплавлення кромки однієї з деталей, виготовленої з більш легкоплавкого металу.

[Правити] безсвинцевої технології

27 січня 2003 введена в дію директива 2002/96/ЕС Європейського парламенту та Ради щодо відходів електричного та електронного устаткування (WEEE). Сучасна радіоелектронна промисловість встала перед фактом організації збору і видалення відходів, що мають у своєму складі важкі метали і вогнезахисні склади. Для успішного вирішення цієї проблеми одним з необхідних умов є перехід на безсвинцевої технології виготовлення електронного обладнання - технології із застосуванням матеріалів, які містять свинець.

[Правити] Стандарти

 ГОСТ 17325-79 - Пайка і лудіння. Основні терміни та визначення.

[Правити] Технологія пайки олов'яно-свинцевим припоєм

Для з'єднання металевих деталей паянням їх необхідно облуди, з'єднати і нагріти, можливо, вводячи в місце пайки ще припою. Наступні прості рекомендації допоможуть досягти високої якості пайки.

 Добре піддаються пайку олов'яно-свинцевими припоями наступні метали (в порядку погіршення):

 Дорогоцінні метали (золото, срібло, паладій і т. д., а також їх сплави)

 Мідь

 Нікель, латунь, бронза

 Погано піддаються пайку олов'яно-свинцевими припоями наступні метали (в порядку погіршення):

 Залізо, сталь

 Чавун

 Алюміній

 Деталі, що підлягають пайку, слід зачистити до металу (видалити захисні покриття, бруд, окисли). Дорогоцінні метали не покриваються окислами (крім срібла, яке може з часом чорніти).

 Для пайки електронних компонентів слід використовувати випускається промисловістю олов'яно-свинцевий припой з вмістом олова близько 61%, якщо не вказано інше в технологічній карті. Припій з таким змістом олова володіє найменшою температурою плавлення (190 °), найменшою міцністю.

 Для пайки електронних компонентів слід використовувати флюси, не призводять до корозії і не володіють електропровідністю. Такі флюси мають напис корозійно-пасивний і / або не вимагає відмивання. Добре себе зарекомендували флюси у вигляді гелю на каніфольної основі.

 Активні флюси (із вмістом кислот та інших викликають корозію речовин), наприклад хлористий цинк, використовуються для пайки електронних компонентів тільки за умови подальшої промивання розчинниками для повного видалення залишків флюсу. У побутових умовах такий варіант практично не реалізовується.

 На зачищене місце пайки наноситься тонкий шар флюсу. Потім місце пайки наводиться в зіткнення з розплавленим припоєм (наприклад, дотиком облуженного гарячого паяльника або зануренням у розплавлений припой). Якщо все зроблено правильно, то деталь в місці контакту з припоєм змочується ім. Після охолодження шар застиглого припою має бути блискучим, рівним, без не змочених острівців.

 залужені деталі фіксуються в необхідному положенні і прогріваються паяльником. При необхідності в місце нагріву вводиться додаткова кількість припою (крапля на паяльнику або торкання нагрітих деталей припойні дротом). У виробах високої надійності, як правило, залужені проводу перед пайкою ще й скручуються («має триматися без припою»).

 спаюється поверхні повинні бути нерухомі до повного затвердіння припою. Навіть невеликий рух деталей один щодо одного в момент кристалізації припою може дуже істотно знизити міцність з'єднання.

 При необхідності флюс видаляється розчинником.

13