Пайка

Oct 29, 2023

Большинство людей не осознают, что пайка электронных компонентов — это очень сложная деятельность, в которой сложные термические и химические процессы происходят в очень небольшом пространстве. Однако, если вы будете следовать некоторым основным правилам, у вас не возникнет проблем. Паяные соединения должны обеспечивать больше, чем просто хороший контакт: они также должны быть механически прочными и не должны окисляться. Кроме того, они не должны содержать химических остатков, таких как флюс, поскольку флюс может воздействовать на близлежащие металлические поверхности, а также на пластик. Припои обычно делятся на три категории: потребительские, промышленные и высококачественные. Последний используется в таких областях, как автомобилестроение или в средах, где на карту поставлена ​​жизнь или здоровье. Как производители, мы в основном заинтересованы в ручной пайке для самостоятельного строительства и разработки.

Свинцовый припой был стандартом на протяжении многих лет. Он имеет хорошие характеристики смачивания и текучести, а также относительно низкую температуру плавления – около 183°C. Следуя практическому правилу, согласно которому рабочая температура паяльного жала равна температуре плавления сплава плюс 120°C, это соответствует температуре пайки примерно 300°C. Флюс в припойной проволоке предназначен для растворения оксидов. в месте пайки. Олово в припое амальгамируется с медью (или другим металлическим слоем), образуя интерметаллическую диффузионную зону, состоящую из сплава двух металлов. Обычно в результате получается хорошо сформированное паяное соединение, прочное и обладающее хорошей механической прочностью.

К сожалению, это не всегда так – иногда получается холодная пайка(Рисунок 1 ). Холодная пайка возникает из-за сильно окисленных металлических слоев, грязи, неправильной температуры или раннего затвердевания в процессе плавления. Соединения холодной пайки обладают чрезмерной стойкостью и могут даже привести к отсоединению компонентов. Снимки электронного микроскопа вфигура 2показать недостатки холодной пайки по сравнению с хорошей пайкой.

Во времена свинцовой пайки соединения холодной пайки были легко узнаваемы благодаря их тусклой матовой поверхности вместо блестящей поверхности хорошего паяного соединения. К сожалению, это уже не относится к бессвинцовым припоям. У новых сплавов паяные соединения обычно имеют матовую поверхность в зависимости от конкретного состава, холодные они или хорошие (см.Рисунок 3).

Появление бессвинцового припоя в 2006 году немного усложнило ручную пайку. Новые припои обозначены как соответствующие RoHS, что означает, что они соответствуют Директиве ЕС об ограничении использования некоторых опасных веществ. В бессвинцовых припоях не допускается содержание свинца более 0,1%. Это в основном предназначено для предотвращения вдыхания токсичных паров, но риск этого на самом деле был довольно низким, поскольку были доступны подходящие системы вытяжки (при условии, что они использовались). Долгое время люди не знали об опасности работы со свинцом. Например, в былые времена профессиональный наборщик терял все зубы за несколько лет из-за свинцового шрифта.

Тот, кто впервые работает с бессвинцовым припоем, сразу замечает, что новому припою нужна значительно более высокая температура и другие характеристики текучести. Многим компонентам не нравятся такие высокие температуры, поэтому были предприняты усилия по противодействию им с помощью инновационных флюсов и сокращения времени пайки. Все это делает бессвинцовую припой более дорогой (см. ниже). Это также означает, что вам следует остерегаться особенно дешевой бессвинцовой припоя, которая часто не соответствует действительности. Если вы работаете со слишком высокой температурой, вы можете легко повредить чувствительный компонент или, что еще хуже, быстро отсоединить площадку для пайки от печатной платы. Разработчикам и производителям-любителям по-прежнему разрешено использовать свинцовый припой, если они не распространяют свою продукцию. продукцию на коммерческой основе. Это означает, что продажа относительно большого количества вещей, которые вы делаете в домашней лаборатории, запрещена.Рисунок 4