Самым необходимым элементом пайки является припой.

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 припои

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.

Обычно 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:

• 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)

Всех приветствую! Ранее в этой статье мы рассказывали про электрический паяльник, как им пользоваться и основные понятия, также немного ознакомили с видами паяльников, по виду жала. Однако тема паяльников довольно большая и с развитием технологий, в частности электроники, появляются новые спросы производства и требования, поэтому решили продолжить рассмотрение данной темы. Возможно будет несколько тем, посвящённые паяльникам, возможно затронем тему электроники. На начальных понятиях, которые были в предыдущей статье изложены, не будем останавливаться (кто незнаком, то перейдёте по ссылке выше), а сразу приступим с тонкостей, не рассмотренных ранее.

Жала паяльника

Подробно про электрические паяльники — жала бывают нескольких видов и типов. По виду – его форма, их много, но наиболее встречающиеся: обычное (конусное), скошенная лопатка, капля (скошенный цилиндр или мини-волна), изогнутое, игла. Разновидность по форме объясняется особенностями применения (см. пред. статью). По типу: обычные медные, необгораемые (никелированная медь и др.). Для каждого типа жала требуется определённый уход за ними, например, если для лужения за медным достаточно напильника, то для использования необгораемого, вам придётся о нём забыть 🙂 Необгораемые жала наиболее удобны и применимы в современных паяльниках. Например, по температуре, медные легко выгорают, а необгораемые вполне могут держаться температур до 300 градусов (в зависимости от материала изготовления жала). Сейчас рассмотрим уход за паяльником с необгораемым жалом.

Для работы с жалом никелированная медь, как сказали, не используется паяльник, ибо в противном случае напильником стерётся никелированный слой, куда будет цепляться припой, а потом вовсе обгорит. Для ухода необходима специальная губка, или влажная специальная ткань (обычно ХБ). Или же можно заменить её губкой для мытья посуды, намоченную либо глицерином или обычной водой. Для очистки прилипшего припоя используют сеточную мочалку из медной или латунной стружки. Эти вещи недорого стоят, впринципе можно это приобрести также в хозяйственных магазинах (губка, мочалка). Сейчас рассмотрим сам процесс ухода:

• Включаем паяльник, при этом на регуляторе ставим границу 200-250 градусов. Когда паяльник нагреется до этой температуры, то можем приступать к чистке паяльника.
• Для очистки окисления металла, можно использовать намоченную водой губку для мытья посуды (что сам автор и использовал). Используем жесткую сторону губки (не использовать мягкую сторону губки, при прикосновении к жалу может сгореть(!)). Затем потираем жалом по губке, пока не стерётся слой окисления (процесс недолгий, сами заметите).
• Несколько движений и жало снова готово к работе.
• Для удаления припоя с жала используем железную мочалку, про которую выше написано. Несколько потираний и припой спадёт, жало будет очищено от припоя.
• Чтобы начать пайку, то следует поставить температуру 300 и выше и начинать процесс пайки. Если закончили пайку или временно её приостановили, то следует выставить границу температуры на 200 (ниже 300), потом при этой температуре почистить паяльник, чтобы жало дольше проработало и находилось в гигиене 🙂 И припой будет легко цепляться.
• Не рекомендуется делать постукивание, если ваш паяльник использует керамическое жало, в противном случае может сломаться элемент нагревания. Впринципе можно без постукиваний обойтись, это будет лишним.

Вот такой уход требуется за необгораемым жалом. Ограничения температур связано с тем, что свойства необгораемости жала ограничиваются температурами 300 по Цельсию, при выше температурах в течении некоторого времени покроется окислением, но с помощью выше пару изложенных советов, ваш паяльник будет всегда чистым. Сложно? Думаю нет и довольно эффективно.

Флюсы и химия

Продолжим тему, так называемой, необходимой химией для пайки. Флюсы тоже бывают разного типа. Наиболее известные, конечно, канифоль. Но также есть ещё другие виды, в зависимости от облуживаемого материала.
Канифоль – это прозрачная стеклообразная смола, светло-желтого цвета, твердая, но хрупкая. Ее получают из смолы деревьев различных хвойных пород. Канифоль по сути, это смесь, состоящая из смоляных кислот, различных типов жирных кислот и небольшого количества окисленных и нейтральных веществ. Бывает еловая или сосновая, применяют для пайки радиодеталей совместно с припоем, канифоль ускоряет пайку и способствует быстрому лужению радиодеталей. Канифоль помогает припою прилипнуть к поверхности и растекается по ней блестящей пленкой. После этого деталь очень легко припаивается. Для пайки канифолью обычно в канифоль обмакивают контакт и жало и затем наносят припой на контакт. После окончания пайки остатки стирают растворителем или спиртом.
Жидкие флюсы. Им удобно наносить на место пайки, в отличии от канифоли. Также бывают под определённые виды материалов и эффективно облуживают контакт, удаляя окислы и жировые загрязнения, по времени быстро обходится. Бывают флюсы автивные и пассивные. Активными называются флюсы, в составе которых присутствуют вещества, вступающие в реакцию с металлом. Такие флюсы нужно эффективно после пайки очищать, чтобы не допустить коррозии контактов. Одним из таких является ЛТИ-120. Из пассивных флюсов наиболее применим СКФ, состоящий из ~60% спирта и ~40% канифоли, не вступает в реакцию с металлами контактов. Рассмотрим ещё некоторые флюсы.
Ф-64 – флюс для алюминия, оцинкованного железа, меди и др. металлов. Является активным, может быть применим для пайки алюминия и легко удаляется водой. Также для пайки алюминия можно применить «Флюс для пайки алюминия», обычно попадается в таких «бутыльках» Ф61А. Прозрачный, в отличии от предыдущего – высокоактивный, является безотмывочным, можно просто оттереть его обычной тряпкой. Пайка алюминия наиболее затруднена, так как алюминий обладает таким химическим свойством, что оксидная плёнка при пайке образуется быстро. Чтобы эффективно залудить алюминий, есть несколько способов, которые не являются обычными, по сравнению с пайкой на другие виды металлов. Для пайки алюминия также используют совместно с другим флюсом и канифоль с металлическим (медь и некоторые металлы) порошком, как способ предотвратить быстрого появления оксидного слоя. Жидкие флюсы можно наносить либо кисточкой, прямым наведением капли, шприцом или грушей «клизмой».

Паяльная кислота (ZnCl2) – наиболее эффективное вещество и быстрое по времени для облуживания металлов. Однако большой её недостаток в том, что вещество является высокоактивным и проводящий электрический ток, что делает неудобным для пайки радиоэлектроники.

Паяльный жир – основой вещества является вазелин, присутствуют другие вещества. Бывают разновидности активные и пассивные. Применяется для тех же целей, что и канифоль, но по эффективности лучше канифоли.

Бура – высокотемпературный флюс, применяют для пайки металлами, температура плавления которых более 400 °С. Температура плавления её 700-900 °С. Наиболее используют её для пайки чугуна, серебра, латуни и золота. При пайке на поверхности контакта образуются соли, удаление которых можно произвести механическим путём. Также состав буры таков, что она растворима в воде. Бурой также можно спаять металл с неметаллом. Также существуют паяльные пасты, которые состоят из флюса, припоя и добавочных веществ. Бывают безотмывочные и водосмываемые. Последние после пайки приходится очищать водой, так как в составе содержат активные вещества. Паяльной пастой наиболее легко и скоротечно паять SMD компоненты, так как в одной нанесённой капле содержатся все необходимые вещества для пайки.

Гелевый флюс – это та же самая канифоль, но в жидком виде. Удобность его в монтаже и демонтаже SMD компонентов.

Для покрытия контактов изолирующим слоем (особенно для покрытия дорожек печатной платы), используют цапонлак. Представляет собой такую смесь, как растворенная нитроцеллюлоза и искусственные смолы. Бывают прозрачные и цветные. Вторые, чтобы получить определённый цвет, в своём составе имеют органический краситель.

Типы паяльников (по типу нагревателя)

По типу нагрева паяльники значительно различаются под различные требования производства электроники. Для работы с современной электроникой «дедовский» паяльник уже непригоден (да и обычные электрические не везде применимы). Есть и газовые паяльники, но данная тема посвящена электрическим. Рассмотрим несколько видов:
Обычный электрический паяльник – давно знакомый паяльник. Универсален для работы с электроникой. Но не все виды монтажа им возможны (далее будет более подробно отмечено).
Отметим, что есть молоткового вида. Особенность его – довольно габаритное (крупное) жало. Его предназначение – для силовых работ, например, подходит для пайки листового металла, также для автомобильного ремонта. В плане современной электроники такой паяльник не применим. Молотковые паяльники обладают большой мощью (500 Вт) и продолжительно нагреваются. Обычные электрические паяльники бывают с нихромовым и керамическим нагревателем.

Нихромовый паяльник дольше нагревается, также по цене дешёвый, но недостаток его – сложный уход (очистка механическая (паяльником)), также нихром подвержен старению, из-за этого долговечность работы меньше.

Керамический нагреватель имеет значительно больше плюсов: быстрее нагревается (нагрев долго ждать не придётся, как у нихрома), керамика долговечна, возможность доступной установки термодатчика, чтобы контролировать температуру. Недостатком является – дороговизна, по отношению к нихрому (примерно за 600 руб можно купить с керамический нагревателем паяльник), керамика хрупкая (почему постукивания в качестве очистки от припоя недопустимы, важно обезопасить паяльник от падений и ударов).
Для тех, кто собирается приобрести паяльник с керамическим нагревателем, то советую искать только с терморегулятором, только таким имеет смысл работать, или же всегда можно купить диммер и последовательно питанию паяльника использовать его, как регулятор. Керамический нагреватель отличается внешне от нихрома тем, что сам нагреватель гладкий и имеет ярко выраженную на кончике ступеньку. Эта особенность связана с технологией производства. Данное отличие важно, так как могут попадаться нихромовые, плотно намотанные и закрытые в керамику.

Индукционные паяльники – нагрев осуществляется за счёт энергии подводимого высокочастотного электромагнитного поля (явление токов Фуко). Нагреватель представляет собой катушка-индуктор, жало имеет ферромагнитное покрытие, в котором создаётся катушкой магнитное поле с наведёнными токами, которые нагревают жало.

Такой тип паяльника автоматически регулируемый без дополнительной электроники, так как при достижении определённой температуры (точка Кюри), ферромагнитное покрытие теряет свои магнитные свойства и нагрев сердечника прекращается, возобновляется при охлаждении. Различные виды жал имеют разную точку Кюри, тем самым температуру можно регулировать сменой жала.

Импульсные паяльники – паяльники, нагрев которых происходит после нажатия кнопки. Обычно представлен в форме пистолета.
В отечественных импульсных паяльниках реализована схема, при которой наконечник в виде медного провода является частью электрической цепи, состоящей из частотного преобразователя и высокочастотного трансформатора. Первый повышает частоту сетевого напряжения до 18-40 КГц, второй снижает сетевое напряжение до рабочего. Жало паяльника крепится к токосъемникам вторичной обмотки трансформатора, что обеспечивает протекание в нем большого тока и быстрый разогрев. Современные импульсные паяльники имеют регуляторы уровня мощности и температуры, позволяющие производить пайку не только мелких электронных элементов, но и относительно крупных деталей.

Паяльные станции. При сборке электроприборов и электронных устройств в промышленности и лабораторных условиях используются паяльные станции, предоставляющие дополнительные возможности и удобства для пайки, в первую очередь, термостатирование жала паяльника с возможностью оперативной установки различных значений температуры. Кроме того, существуют паяльные станции для пайки горячим воздухом или ИК-излучением, демонтажа (оснащенные отсосом припоя), с устройствами автоматической подачи припоя и флюса и т. п.

При использовании термовоздушных паяльных станций нагрев зоны пайки осуществляется струей горячего воздуха, выходящего из сопла паяльника. По своей сути — это фены, в которых выходящий горячий воздух (с температурой 100-500°C) сфокусирован с помощью сопла. По способу создания воздушного давления термовоздушные паяльные станции подразделяются на турбинные и компрессорные. У первых в ручке паяльника находится электродвигатель с крыльчаткой, создающий воздушный поток. В компрессорных станциях давление воздуха создается диафрагменным компрессором, находящимся в корпусе станции.

Инфракрасные паяльные станции осуществляют нагрев инфракрасным излучением с длиной волны 2-10 мкм. Зона нагрева может колебаться от 10-ти до 60-ти мм. Ее прямоугольные размеры задаются системой регулировки окна ИК-излучателя. Произвольную форму можно получить, используя отражающую ленту из фольги, которая закрывает те области электронной платы, которые не подлежат нагреву. Инфракрасной паяльной станцией более удобно выполнять монтаж и демонтаж BGA.

Также есть паяльники, работающие от батарейки и аккумуляторов. Они имеют небольшую мощность (обычно 15 Вт) и предназначены для пайки мелких электронных компонентов.

Пока статья подходит к концу. Получались довольно большой, много подробностей узнали по данной теме, но также много не успели рассказать, интересного много, сразу не расскажешь. Потом будет продолжение в виде углубленного изучения определённого вопроса.

      Тема про влияние экологических факторов на первый взгляд не вызывает какого-то всеобщего интереса. Но если капнуть чуть подальше, то окажется, что эту тему должен знать каждый человек, живущий на планете Земля. Ведь планета Земля это дом каждого из нас, и не знать какие именно процессы происходят или как они влияют на нашу жизнь, а также на живые организмы — это стыдно.

Поэтому я предлагаю Вам познакомиться с этой темой, надеюсь, что она хорошо запомнится)))

      Итак, экологический фактор — это любой элемент окружающей среды, который может воздействовать на живые организмы, на протяжении хотя бы одной из фаз их развития. Проще говоря, это элемент, который способен влиять на изменение живого организма на протяжении какого-то времени. Поэтому влияние экологических факторов на наше развитие очень велико. Всего можно выделить 3 основные группы влияния экологических факторов: абиотический фактор, биотический фактор и антропогенный фактор.

Абиотический фактор влияния

      Абиотические факторы — это элементы или компоненты неживой природы или неорганической природы, которые влияют на жизнь живых организмов. К такой группе можно отнести климатические элементы, водную среду, почвенные элементы (эдафические).
      Например, солнечная радиация. В первую очередь она является основой фотосинтеза и одним из источников жизни на Земле. Солнечная радиация, кратко говоря это совокупность солнечного излучения, которая оказывает большое влияние как на живую, так и не живую природу Земли. Кстати, солнечные лучи способны давать электричество, этим занимается солнечная электростанция.
Кроме солнечной радиации к климатическим факторам среды относятся: температура, влажность, осадки, тип почвы и т.п. Абиотические факторы способны изменить рельеф местности, построенные сооружения и многое другое.

Биотический фактор влияния

      Биотические факторы — это понятие тесно связано с абиотическим, т.е. это абиотический фактор только, наоборот (вместо неживого — живое). Основой биотического фактора являются живые организмы, которые способны влиять на состояние неживых компонентов среды.
      Что бы было понятнее, приведём пример: дерево по окончанию своего сезона сбрасывает листья, тем самым удобряя почву. В связи с этим растения под деревом будут расти в полном достатке и хорошо себя чувствовать, а также почва будет удобрена. Можно сказать, что любое растительное сообщество способно влиять на совокупность абиотических характеристик среды.

Антропогенный фактор влияния

    Антропогенные факторы — это те факторы, которые очень сильно влияют на экологию в связи с деятельностью человека. Они способны привести к деградации биосферы (ухудшить её). Этот фактор не трудно понять. К нему можно отнести фабрики, заводы, предприятия, которые повсюду загрязняют атмосферу, почву, воду и многое другое.
      Этот фактор полностью зависит от нас — людей. Поэтому нужно понимать какое воздействие оказывает наша жизнедеятельность на природу, а природа на нас… Кстати, на нашу планету Земля очень большое влияние оказывают вредные привычки человека. Поэтому стоит задуматься об экологии.

Надеюсь, теперь Вы без труда сможете рассказать своим друзьям про влияние экологических факторов природы)))