Припои высокочистые для групповой и селективной пайки
Обзор
Припой является одним из основных компонентов, который применяют в процессе пайки. Высокочистые припои, более мягкие, чем детали для спаивания, предназначены для применения при групповых методах пайки таких, как пайка волной или двойной волной припоя, протягиванием или погружением, селективная пайка. Так же припой в виде проволоки (катушка) без флюса используется для ручной пайки с дополнительным флюсованием. Это дает возможность использовать высокочистые припои для ручной пайки, доработки, ремонта и прототипирования.
Рекомендации по выбору
Выбор сплава припоя осуществляется в зависимости от следующих условий:
- требования к составу производимому изделию – свинцовая или бессвинцовая технология;
- используемые сплавы в покрытиях выводов компонентов электроники и печатной платы;
- эксплуатационные требования к изделию (например, если это медные трубы);
- наличие чувствительных к температуре пайки компонентов.
Выбирайте изначально более чистый припой (а также высокоточный инструмент или оборудование, качественный канифоль или другой флюс), в нем будет меньшее содержание примесей и он дольше будет их набирать, работать более стабильно и обеспечивать качественную пайку с высокой повторяемостью.
Применение высокочистого припоя, который наносит специальный инструмент, позволяет минимизировать образование шлама и количества дефектов в процессе пайки, а также значительно увеличивает срок службы изделия.
Для того чтобы альтернативный припой стал признанной заменой припоя, содержащего в составе свинец, он должен удовлетворять следующим требованиям:
- доступность в достаточном количестве;
- хорошая совместимость с существующими техпроцессами;
- пригодная температура плавления;
- высокая прочность соединений;
- схожесть тепло- и электропроводности с припоем Sn/Pb (олово - свинец);
- низкая стоимость и отсутствие проблем с доставкой.
Международный исследовательский институт олова основал технологический центр пайки бессвинцовыми припоями (SOLDERTEC) для распространения передовой информации и сужения выбора припоев. Им была проведена оценка некоторых бессвинцовых припоев (медные и др.) по различным параметрам по десятибалльной шкале («1» – хорошо, «10» – плохо).
Обозначение элементов: Sn - олово, Ag - серебро, Cu - медь, Sb - сурьма, Zn - цинк, Bi - висмут.
| Параметр | Припой | |||||
| Sn/Ag3,5 | Sn/Ag/Cu | Sn/Ag/Cu/Sb | Sn/Cu0,7 | Sn100C | Sn/Zn/Bi | |
| Температура пайки | 5 | 3,5 | 3,5 | 6 | 6 | 1 |
| Сопротивление отслоению галтели | 2,5 | 2,5 | 2,5 | 2,5 | 3 | 5,5 |
| Паяемость | 4 | 2 | 3 | 5 | 5 | 10 |
| Технологичность | 3 | 1,5 | 1,5 | 5 | 4 | 10 |
| Надежность | 3 | 1,5 | 1,5 | 4 | 5 | 6 |
| Пригодность к переработке | 2,5 | 2,5 | 2,5 | 2,5 | 2 | 6 |
| Стоимость | 4,5 | 4,5 | 4,5 | 1,5 | 1 | 1,5 |
| Доступность | 1,5 | 3 | 4 | 1,5 | 1 | 6 |
| Общее число очков | 26 | 21 | 23 | 28 | 27 | 46 |
Большинство производителей электроники выбирают сплав Sn/Cu0,7 для пайки волной, что во многом объясняется его невысокой стоимостью и доступностью.
Рекомендации по применению
В процессе пайки волной припоя состав припоя постоянно меняется (из-за высокой температуры), в основном снижается содержание олова. Кроме того, припой насыщается примесями. Увеличение количества дефектов, появление матовых и пористых паяных соединений свидетельствует о загрязнении припоя примесями. Примеси оказывают влияние на текучесть припоя, припой становится более вязким, появляются перемычки и сосульки припоя, что приводит к дорогостоящим и трудоемким ремонтным работам.
Для достижения высоких результатов пайки необходима организация эффективного контроля примесей в припое. Контроль примесей осуществляется путем химического анализа припоя. Проверка включает:
- выборочный анализ нового припоя загружаемого в ванну (при пополнении или замене), если используется высокочистый припой, анализ производится производителем и каждая партия сопровождается данными по количеству примесей;
- анализ в ванне установки пайки волной припоя проводится не реже 1 раза в месяц для установок с загрузкой ванны 100-110 кг и не реже 1 раза в 3 месяца для установок с загрузкой больше 300 кг.
Табл. 15. Влияние примесей в припое на образование дефектов
| _ | Рекомендованный уровень для пополнения или замены (%) | Критический уровень содержания примесей (%) | Комментарии |
|---|---|---|---|
| Ag | --- | --- | Серебро не влияет на качество пайки приблизительно до 2 %. Выше этого уровня пайка визуально становится гранулированной и более грубой. |
| Cu | 0,5 | 1,1 | Выщелачивание меди из печатного узла и компонента ведет увеличению концентрации меди. Корректировать рекомендуется чистым оловом или Sn99.9 меди не более чем 0,9 %. Некоторые процессы могут проходить с более высокими концентрациями меди, однако при более высоких температурах плавления. |
| Zn | 0,002 | 0,004 | Цинк является частой причиной формирования мостов и сосулек. Свыше 0,004 % цинк: гранулированный внешний вид паек в худшем случае - может привести к уменьшению механической прочности. |
| Cd | 0,003 | 0,005 | Кадмий вызывает формирование мостов и сосульки. |
| Sb | 0,1 | 0,2 | Сурьма. Возможен отрицательный эффект – уменьшение растекаемости припоя. |
| As | 0,03 | 0,06 | Мышьяк уменьшает смачиваемость при концентрации свыше 0,03 %. |
| Fe | 0,03 | 0,04 | При концентрации железа 0,03 % и больше этого уровня пайка визуально становится гранулированной. |
| Bi | 0,2 | 0,4 | В низкой концентрации висмут оказывает положительное влияние - на усталостные характеристики пайки. При переходе на бессвинцовую технологию следует быть внимательным, так как висмут даже в малой концентрации может привести к образованию фаз с низкими температурами плавления. |
| Al | 0,002 | 0,005 | Алюминий. Даже маленькие концентрации может увеличить шламообразование. |
| Ni | 0,03 | 0,05 | Никель. Высокие концентрации увеличивают шламообразование. |
| In | 0,002 | --- | Индий. Отрицательные эффекты не известны. |
| Au | 0,08 | 0,01 | При концентрации золота 0,1 % и выше увеличивается вязкость припоя. Спаянное соединение становилось тусклым. |
Наша компания предлагает высокочистые припои не только из сплавов олова и свинца, а также из других сплавов (в каталоге представлены варианты, содержащие медь, серебро, кадмий, цинк и другие). Можем подобрать индивидуальный состав (цена будет в каждом случае индивидуальной) в зависимости от ваших работ, деталей и температурного режима (температура плавления может быть от 138 до 227 градусов).
На сайте представлен каталог с техническим описанием, который поможет правильно выбрать товар и сделать заказ. Компания предлагает разные способы оплаты и предоставляет услугу доставки.
Если вам нужна помощь в выборе, есть какие-либо вопросы по работе с припоями, интересуют подробные характеристики продукции, ее цена, доставка и другие вопросы — оставляйте заявку, и мы вам перезвоним!