Припои и их виды. Применение в электронике

Самым необходимым элементом пайки является припой.glv

Припой является соединителем двух соединяемых материалов.
Пайку осуществляют с целью создания механически прочного соединения или для получения электрического контакта с малым активным сопротивлением. За счёт разности температур расплавленного материала (припой) и исходного материала, материалы соединяются прочной связью. Для пайки существуют различные материалы припоя. Для человека, который сталкивается с электроникой, важно отличать различные припои. Наиболее встречаемые сегодня рассмотрим и расскажем про них, положительные и негативные стороны каждого и где применяются.

Припой представляет собой сплав металлов. Основное разделение припоев – по температуре плавления:

  • Мягкие – температура плавления до 300°C. Применяются в электронике.
  • Твёрдые – температура плавления от 300°C и выше. Наиболее применяемы там, где требуется крепкое соединение металлов (например, изготовление велосипедных рам).

Также по механической прочности мягкие имеют предел 16-100 МПа (мегапаскаль), твёрдые – 100-500 МПа.

Нашей темой на сегодня будет – припои в электронике. Данная статья пойдёт про припои, применяемые в электронике (мягкие).
Для работы с любыми видами мягких припоев наиболее подходит 60 Вт паяльник. Такой паяльник сможет легко нагреваться до температур 450°C.

Свинцовые припоиprip

Наиболее известные и ранее были широко применяемые в электронике – припои оловянно-свинцовой группы (ПОС), представляющие сплав свинца и олова (бывает дополнительно и сурьма, медь, кадмий). Примерные температуры плавления таких припоев составляет 185-265°C. В маркировке припоя рядом также указывается цифра, которая означает процентное содержание олова в сплаве. Например ПОС-61. Для припоев с преобладанием содержания олова характерен металлический блеск, при преобладании свинца – матовая поверхность и тёмно-сероватый оттенок, такие припои очень пластичны (легко гнётся руками, менее прочны, чем с преобладанием олова).

Наиболее известные марки:

  • ПОС-90 – применяется для пайки пищевой посуды и медицинского оборудования, так как является наиболее допустим, менее токсичен по содержанию свинца, который недопустим при соприкосновении с пищей и водой.
  • ПОС-40 – служит для пайки электронных оборудований, металлических деталей из оцинкованного железа, радиаторов, трубопроводов.
  • ПОС-30 – наиболее подходит для силовых проводов и кабелей, также для пайки листового цинка.
  • ПОС-61 – применяется для лужения и пайки печатных схем радиоэлектроники. В настоящее время, по большему счёту используют для создания любительских схем.

Подгруппой таких припоев является ПОССу (ПОС с сурьмой), который нашёл применение в автомобилестроении, холодильных оборудованиях, обмотки электрических машин и др. Содержание сурьмы обычно составляет 0,5-2%. Сурьма не подвергается воздействию воздуха, не окисляется. Однако является токсичным металлом.
Припои ПОС с кадмием отличаются только применением – менее подвержен коррозии, устойчив в пресной и морской воде, что делает доступным в применении, например, в морских условиях.

Бессвинцовые припои

Бессвинцовые припои сейчас наиболее применимы в современной электронике, так как свинцовые припои более токсичны, экологически вреден.
Для справки: свинцово-содержащие припои были строго запрещены в производстве электроники (также и применение кадмия, ртути, 6-валентного хрома и др.), запрет который регламентируется директивой RoHS. Логотип данной директивы обозначается и в виде наклейки (редко), также печатывают логотип на печатных платах.

No PbRoHS CompliantОбычно оптимальной температурой пайки для бессвинцового припоя лежит в пределе 200 – 250°C (также есть некоторые в области 180°C). По деньгам, дороже, чем свинцовые.
В основе бессвинцовых припоев применяются материалы: медь, серебро, висмут, индий, цинк и золото.
Особенно эффективный припой сплава олово-серебро-медь(SnAgCu). Процентные содержания их варьируются в разных значениях, но большее преобладание в сплаве имеет олово (~96%), при этом температура плавления 217-221°C. Также в некоторых данных припоях допускается добавление сурьмы при изготовлении в оборонной технике.
Наличие серебра в сплаве эффективно подходит, как замена свинцу, обладает хорошими качествами, особенно улучшает механические свойства пайки, пайка становится более прочной, чем свинцовыми припоями. Серебряные припои широко применяются в современной технике.
Припой SnBi (олово-висмут) – в данном припое вместо свинца используется висмут (~58% содержание). Является легкоплавким (133-140°C).
Припои на основе золота обладают высокой температурой плавления ~280°C. Являются высокопрочными, имеют устойчивость к окислению, термической усталости, также имеют хорошие электрические характеристики.

Бессвинцовые припои по большему счёту вытеснили свинцовые, но полностью пока не могут заменить свинцовые, но ведутся исследования по разработке новых бессвинцовых припоев, которые могут полностью вытеснить свинец из электроники.

Также наряду с выше сказанным существуют припои, которые содержат дополнительно флюс. Конечно, это будет немного дороже обычных, но при этом меньше тратится флюс на пайку, не разбрызгивается и минимальное количество остатков после пайки остаётся. Обычно добавляют безотмывочный флюс, что потом не требует отмывки после пайки.

Паяльная паста

В плане поверхностного монтажа (SMD) широко применяется паяльная паста.
Паяльная паста – смесь из порошкообразного припоя, флюса, связывающего вещества (и др. компонентов).
Основными требованиями паяльной пасты являются:past

  • высокое качество паяных соединений, отсутствие разбрызгивания и формирования сопутствующих шариков припоя;
  • отличные клеящие свойства, необходимые для удержания компонентов до пайки;
  • хорошая стойкость к растеканию при осуществлении предварительного нагрева;
  • минимум остатков флюса после пайки, которые легко удаляются;
  • возможность нанесения дозированием или методом трафаретной печати;
  • возможность длительного хранения без изменения свойств.

Наличие безотмывочного флюса в составе пасты обозначается на упаковке NC (no clean). Хранить пасту строго в закрытом виде, чтобы избежать засыхание флюса на припое. Цена на них довольно приличная по сравнению с чисто припоем (на самом деле, так как целый комплект веществ содержится в отличии от простого припоя или припоя с флюсом).


В этой статье мы постарались ознакомить вас с общими понятиями и предоставить актуальную информацию на настоящее время. В комментариях пишите ваши отзывы и мнение, задавайте интересующие вопросы для подробного раскрытия данного вопроса. Спасибо вам за внимание)

Комментарии запрещены.