Поиск

Полнотекстовый поиск:
Где искать:
везде
только в названии
только в тексте
Выводить:
описание
слова в тексте
только заголовок

Рекомендуем ознакомиться

'Документ'
В целях совершенствования системы социального партнерства между Администрацией города, Советом по координации деятельности первичных профсоюзных орга...полностью>>
'Пояснительная записка'
познавательная цель предполагает ознакомление учащих­ся с основными положениями науки о языке и формирование на этой основе знаково-символического во...полностью>>
'Документ'
После ликвидации системы работы комнат школьников при домоуправлениях, сокращения ставок инструкторов-методистов на предприятиях физкультурно-спортив...полностью>>

Химия для электроники – III

Главная > Документ
Сохрани ссылку в одной из сетей:

Александр Переятенец,

pribor @

Химия для электроники – III

(путеводитель по химическим продуктам для сервисного обслуживания, эксплуатации и производства электрического и электронного оборудования)

В материале, представленном в №5-2001 ”Компоненты и технологии”, на стр. 76-78, и в №6 на стр. 130-132 рассмотрены химические продукты, используемые при очистке и смазке элементов электрического и электронного оборудования, а так же лаки и покрытия, применяемые на различных этапах эксплуатации этого оборудования. В предлагаемой ниже статье продолжается рассмотрение химических средств, применяемых в электронике, здесь внимание уделено материалам используемым при пайке.

«Стишок про лудильщика, парня веселого.

Он плавит свинец и блестящее олово…»

Дж. Родари

Для надежного соединения металлов (и не только металлов) применяется пайка. Процесс пайки заключается в том, что соединяемые материалы прикладывают друг к другу и промежуток между ними заполняют расплавленным металлом, который после застывания образует крепко держащую спаиваемые элементы прослойку. Эта прослойка представляет собой эвтектический ( объемно-затвердевающий ) сплав металлов, процентное весовое соотношение которых определяется стоящими задачами и условиями применения.

ПРИПОЙ

Для выполнения поставленной перед припоем задачи, он должен:

  • -обладать хорошей текучестью в расплавленном состоянии,

  • хорошо смачивать поверхности соединяемых материалов,

  • иметь прогнозируемые параметры в твердом состоянии (механическая прочность, стойкость к воздействию агрессивных факторов окружающей среды, электропроводимость, усадочные напряжения, коэффициент теплового расширения, твердость, относительное удлинение и т.п.).

Выбор состава припоя для пайки производится в зависимости от типа соединяемых металлов , от способа пайки, температурных ограничений на собственно процесс пайки и последующую эксплуатацию, массогабаритных параметров паяемых элементов, требуемой коррозионной стойкостью и др.

Отечественными производителями выпускаются припои под ГОСТированными наименованиями, а импортные припои, как правило, классифицируются фирмами производителями припоев, что усложняет их идентификацию. На мировом рынке наиболее известны припои под торговыми марками своих производителей: Alpha Metals, ASAHI, Cobar, Ersa, HARRIS, Heraeus, InterFlux, Multicore, Philips, Ctannol. В марках отечественных припоев заложено наименование входящих химических элементов и их процентное весовое содержание. В области производства и ремонта электрического и электронного оборудования наибольшее применение нашли оловянно- свинцовые припои:

  • безсурьмянистые ( ПОС );

  • малосурьмянистые ( ПОССу ), с содержанием до 0.5% сурьмы;

  • сурьмянистые ( ПОССу ), с содержанием сурьмы более 0.5%.

Химический состав припоя определяет его температуру плавления. Внесение различных добавок приводит к изменению его эксплуатационных свойств. Как правило, припои под торговыми марками известных производителей имеют гарантию задекларированной степени чистоты припоя, а следовательно и соответствие заявленным параметрам. Следует иметь в виду, что длительное и нарушение условий хранения не способствует сохранению заявленных свойств и параметров паяльных материалов. Сохранению свойств припоя, способствует использование антиоксидантов и специальных восстановителей припоя.

Форма поставляемого припоя зависит от способа пайки:

- ручной (индивидуальной) – контактной, инфракракрасной, ультразвуковой, лазерной;

- механизированной (групповой) – инфракрасной, волной припоя, двойной волной припоя, в парогазовой фазе, лазерной.

Потребителям припои поставляются в форме литых брусков и чушек, прутков, проволоки, трубок, лент, фольги, порошков, а также в виде паяльных паст.

При производстве и ремонте электрического и электронного оборудования применяются припои, работающие в температурном диапазоне до 450˚С. В зависимости от температуры плавления припои можно разделить на легкоплавкие и мягкие, с границей раздела в районе 100˚С.

Областью применения легкоплавких припоев является:

  • пайка и лужение в условиях, когда требуется особо низкая температура плавления припоя;

  • для спаивания металлов с собственной низкой температурой плавления;

  • при соединении компонентов критичных к перегреву;

  • для использовании на первом этапе при многоступенчатой пайке.

В таблицу №1 сведены параметры наиболее употребительных легкоплавких припоев.

Таблица № 1

Марка припоя

Состав, % вес

Область температур плавления, ˚С

Область применения

Сплав Гутри

Sn 21.1/Pb 20.5/Bi 50/Cd 14.3

45

Пайка и лужение,

когда требуется особо низкая температура плавления

-

Sn 8.3/Pb 22.6/Bi 44.7/ Cd 5.3/In 19.1

47

-

Sn 12/Pb 18/Bi 49/In 21

58

Сплав Вуда

Sn 12.5/Pb 25/Bi 50/ Cd 12.5

65-68

-

Sn 20/Pb 35/Bi 35.5/ Cd 9.5

67-90

Сплав Липовитца

Sn 12.9/Pb 27.7/Bi 49.4/ Cd 10

70

-

Sn 11/Pb 37.7/Bi 42.5/ Cd 8.5

70-90

Сплав Д΄Арсе

Sn 9.6/Pb 45.1/Bi 45.3

79

Сплав Розе

Sn 25/Pb 25/Bi 50

93.7

Сплав Ньютона

Sn 18.75/Pb 31.25/Bi 50

96

ПОСВ-32-15-53

Sn 32/Pb 15/Bi 53

96

-

Sn 22/Pb 28/Bi 50

100

Применение мягких припоев в области производства и ремонта электрического и электронного оборудования более разнообразно. Предназначение того или иного припоя определяется в зависимости от вида поставки, технологии применения и используемого флюса. Классификация мягких припоев по области применения, в зависимости от их состава и области температур плавления, приведена в таблице № 2.

Таблица № 2

Марка припоя

Состав, % вес

Область температур плавления, ˚С

Область применения

-

Sn 50/In 50

117

Пайка к / на стекло

-

Sn 33.3/Pb 33.3/Bi 20/ Cd 13.4

120

То же

ПОСВ-33

Sn 33.4/Pb 33.3/Bi 33.3

130

Пайка плавких сигнальных предохранителей

-

Sn 42/Bi 58

139

То же

ПОСК-50

Sn 49.8/Pb 32/Cd 18.2

145

Пайка деталей из меди и ее сплавов, не допускающих местного перегрева. Пайка полупроводниковых приборов.

-

Sn 70/Pb 18/In 12

150-174

Пайка тонких обмоточных проводов, выводов радиоэлементов и микросхем

-

Sn 34/Pb 63/Zn 3

170-256

Пайка алюминия и его сплавов

-

Sn 18/Pb 80/Ag 2

178-270

То же

-

Sn 62/Pb 36/Ag 2

178-190

Пайка серебренных плат, контактов и компонентов с покрытием выводов из золота, серебра, палладий- серебра

ПОСК-47-17

Sn 47/Pb 36/Cd 17

180

Пайка проводов и выводов элементов к слою серебра, нанесенного на керамику методом вжигания

Третник

Sn 35/Pb 65

181

Пайка корпусов и экранов.

ПОС-61

Sn 59-61/Pb остальное/Sb до 0.8

182-185

Пайка монтажных проводов в ПХВ изоляции, обмоточных проводов, герметичных швов, изделий из закаленной стали. Токоведущих деталей из латуни, серебра, луженного никеля

-

Sn 49-50/Pb остальное /Bi до 0.25/ Sb 0.2-0.5

182-216

Пайка в тех случаях, когда требуется повышенная электропроводность.

-

Sn 63/Pb 37

183

Машинная пайка волной припоя

-

Sn 60/Pb 40

183-188

Пайка требующая хорошего электрического контакта и механической прочности

ПОС-50

Sn 49-50/Pb остальное/Sb до 0.8

183-209

Пайка нихрома с нихромом, нихрома с медью и сталью

-

Sn 50/Pb 50

183-212

То же

-

Sn 50/Pb 49/Cu 1

183-215

То же

ПОС-90

Sn 80-90/Pb остальное/Cu 0.08/Sb 0.1/Bi 0.1/As 0.05

183-222

Пайка деталей и узлов под гальванические покрытия, серебренных и золоченых контактов

-

Sn 45/Pb 55

183-224

Пайка корпусов и экранов

-

Sn 40/Pb 60

183-234

Повышенная механическая прочность

ПОС-40

Sn 39-40/Pb остальное/Cu 0.1/Sb 1.5-2/Bi 0.1/As 0.05

183-235

Лужение латуни, железа, медных проводов.

-

Sn 30/Pb 70

183-255

Пайка выводов ламп, обмоток моторов

ПОС-30

Sn 29-30/Pb остальное/Cu 0.15/Sb 1.5-2/Bi 0.1

183-256

Пайка латуни, меди, железа и оцинкованных листов, белой жести, гибких шлангов

-

Sn 20/Pb 80

183-275

Пайка выводов ламп, обмоток моторов

ПОС-18

Sn 17-18/Pb остальное/Cu 0.15/Sb 2-2.5/Bi 0.1/As 0.05

183-277

Пайка свинца, железа, латуни, меди, оцинкованного железа

-

Sn 50/Pb 47/Sb 3

185-204

Припой с повышенной прочностью на разрыв

-

Sn 91.1/Cd 8.9

199

Повышенная механическая прочность

Авиа-1

Sn 55/Cd 20/Zn 25

200

Пайка алюминия и его сплавов

-

Pb 50/In 50

215

Припой с высокой стойкостью к щелочной коррозии

-

Sn 95.5/Ag 4/Cu 0.5

217

Припой с высокой коррозионной стойкостью и электропроводностью

-

Sn 96/Ag 4

221

То же

ПСр-2

Sn 30/Pb 63/Cd 5/Ag 2

225-235

Пайка молибдена и вольфрама

ПОС-15

Sn 15/Pb 85

225-290

Пайка выводов ламп

-

Sn 99/Cu 1

227-240

Повышенная прочность на разрыв

-

In 90/Ag 10

231

Пайка серебра, стекла и керамики

ПС-780л-15Су-7

Sn 15/Pb 78/Sb 7

231

Припой с повышенной прочностью на разрыв

-

Sn 100

232

Прочное, не токсичное соединение

-

Sn 94/Sb 6

232-240

То же

ПС-99Ц1

Pb 98.9/Na 0.1/Zn 1

234

Повышенная прочность на разрыв

ПК600-400

Sn 40/Cd 60

235

Пайка алюминия и его сплавов

-

Sn95/Sb 5

236-243

То же

ПКЦ-40-60

Cd 40/Zn 60

240

Пайка магния и его сплавов

ПС-830л-6Су-10

Sn 7/Pb 83/ Sb 10

242

То же

Пол-70Ц30

Sn 70/Zn 30

243

Пайка алюминия и его сплавов

ПОСС 4-6

Pb 5-6/Sn остальное/Sb 0.15/Cu 0.1

245-265

Паяние белой жести, железа меди, свинца

-

Pb 90/Sb 10

247-248

Повышенная прочность на разрыв

Авиа-2

Sn 40/Cd 20/Al 15/ Zn 25

250

Пайка алюминия и его сплавов

ПСр-1.5

Sn 15/Pb 83.5/Ag 1.5

265-270

Пайка молибдена и вольфрама

ПОССр-1.5

Sn 15/Pb 83/ Bi 0.75/Ag 1.25

276

Пайка деталей из оцинкованной стали, цинка, медных сплавов

ПСр-2.5

Sn 5.5/Pb 92/Ag2.5

235-305

Пайка молибдена и вольфрама

-

Sn 95/Sb 5

236-243

Повышенная прочность на разрыв

-

Sn 5/Pb 93/Ag 2

296-301

То же

-

Sn 1/Pb 97/Bi 0.25/Sb 0.25/Ag 1.5

309

Тугоплавкое соединение

ПК60Ц-40

Zn 40/Cd 60

310

Пайка деталей из оцинкованной стали, цинка, медных сплавов

-

Pb 95/In 5

315

Паяное соединение обладает повышенной тягучестью и прочностью на разрыв

ФЛЮСЫ

Важную роль при пайке играет флюс, предохраняющий металл от окисления и создавая условия для улучшения смачивания металла припоем. Паяльные флюсы применяются:

  • непосредственно перед пайкой - для удаления окисной пленки с паяемого материала и с поверхности припоя,

  • во время пайки – для предотвращения образования окисных пленок на поверхности паяемого материала и на расплавленном припое.

В процессе пайки, при сборочно–монтажных работах с электрическим и электронным оборудованием, применяют два вида флюсов, различающихся механизмом действия:

  • не активные – не производящие химического воздействия. Они образуют покрытие на поверхности металла, защищая его от окисления (например, минеральные масла),

  • активные – производящие химическое воздействие. Они выполняют роль химических растворителей и поглотителей окислов.

Необходимость удаления остатков флюса после пайки определяется в зависимости от того, что находится в составе флюса: кислоты или комбинации спиртов.

При ручной пайке набольшее распространение получили флюсы приготавливаемые на основе канифоли с добавлением неактивных веществ: спирта, скипидара, глицерина. Остаток канифоли – негигроскопичен и является хорошим диэлектриком.

Машинная- групповая пайка более ориентирована на использование однокомпонентных, без канифольных флюсов.

Флюсы для пайки могут быть нанесены на поверхность подготавливаемую для пайки отдельно от припоя:

  • печатью,

  • распылением в виде пены или аэрозоля,

  • волной,

  • погружением,

или одновременно с припоем: во внутренних полостях проволочного припоя или в составе паяльных паст, что позволяет в ряде случаев сократить, а при точечной пайке чистых поверхностей и полностью избежать предварительной обработки паяемых материалов флюсом.

ПАЯЛЬНЫЕ ПАСТЫ

Припойные пасты, как правило, представляют собой смесь мелкодисперсного порошка материала припоя со связующей жидкой основой; при этом содержание порошка припоя составляет приблизительно от 80 до 92 %. Припойная паста уже содержит в себе и припой, и флюс, а их пропорция является одной из важных характеристик пасты. Чаще всего состав паяльных паст выражают через соотношение компонентов материала припоя, размер частиц, и активность флюса. Параметры частиц материала припоя в паяльной пасте оказывают существенное влияние на качество паяного соединения. Наиболее важным параметром, характеризующим паяльную пасту , является размер частиц припоя, который определяет как способ нанесения ( дозатор- трафарет), так и собственно характеристики технологического цикла пайки. Как и при любой комбинации «в одном флаконе», имеются негативные моменты предварительного соединения припоя с флюсом в паяльной пасте. В основном это проявляется в сокращении срока хранения до использования, жестких условий содержания и ограничений, накладываемых на период транспортировки собранной платы в зону пайки. Флюс в составе паяльных паст служит не только для активации контактируемых металлических поверхностей, удаления с них окислов и предотвращения окисления припоя в процессе пайки (что необходимо для создания паяного соединения), но и обеспечивает требуемую растекаемость (реологию), а также изменение вязкости со временем (тиксотропность) при нанесении паяльной пасты на печатную плату.

БЕЗОПАСНОСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ

Как правило, применяемые припои и флюсы в процессе использования не образуют токсичных или обладающих резким запахом веществ. Требования гигиены труда в радиомонтажном производстве накладывает ограничения на используемые при пайке материалы:

  • исключается применение свинцово-кадмиевых припоев с содержанием кадмия более 20%,

  • вводятся альтернативные технологии с применением без свинцовых припоев,

  • осуществляется переход на флюсы не требующие последующей отмывки.

Однако в процессе пайки происходит выделение дыма, содержащего органические кислоты и пары металлов, которые могут вызвать аллергические реакции, а при длительном воздействии и заболевания дыхательных путей. Кроме того, вещества содержащиеся в этих дымах и в продуктах разложения загрязняют места соединений и являются очагами коррозии. Поэтому рабочее место и зона пайки должно быть снабжено хорошей принудительной вентиляцией или очистными дымоулавливающими системами, ориентированными на очистку от дымов образующихся в процессе пайки.

В представленном материале, рассмотрен ряд химических продуктов которые находят применение в процессе пайки при сервисном обслуживании, эксплуатации и производстве электрического и электронного оборудования. Условия и варианты их использования будут рассмотрены в следующей статье.

Дополнительную информацию можно найти на сайте: www.pribor.ru



Скачать документ

Похожие документы:

  1. Приказ от 27 декабря 1993 г. N 529 об утверждении перечней учебного оборудования для общеобразовательных учреждений

    Документ
    В целях реализации Закона Российской Федерации "Об образовании" в области разработки государственных нормативов материально - технического оснащения образовательного процесса,
  2. Iii евразийский конгресс по медицинской физике и инженерии

    Программа
    Ю.Н. Беленков, Л.А. Бокерия, А.М. Гранов, Ю.В. Гуляев, Б.И. Долгушин, М.П. Кирпичников, М.В. Ковальчук, А.Н. Коновалов, В.А. Костылев, В.В.Лунин, В.А. Матвеев, Г.
  3. Самоорганизующихся структуры на основе секторообразных макромолекул – дендронов для создания новых функциональных материалов

    Документ
    Самоорганизующиеся системы на основе солей бензолсульфоновой кислоты представляют собой пример так называемых «умных» материалов, которые реагируют на внешние воздействия: температуру, давление, электрическое и магнитное поля, pH растворителя и т.
  4. 1 рабочая программа дисциплины «Английский язык для неязыковых специальностей» пояснительная записка

    Рабочая программа
    Обучение иностранному языку студентов неязыковых специальностей рассматривается как составная часть вузовской программы гуманитаризации высшего образования, как органическая часть процесса осуществления подготовки высококвалифицированных
  5. Паказальнік літаратуры, якая прапануецца для пераразмеркавання выпуск 2, 2011 г

    Документ
    Прапануем чарговы выпуск Паказальніка літаратуры, які змяшчае інфармацыю аб новых паступленнях у фонд ўнутрырэспубліканскага дакументаабмену і пераразмеркавання аддзела камплектавання фондаў Нацыянальнай бібліятэкі Беларусі.

Другие похожие документы..