Главная | Обратная связь

Різновидності припоїв та флюсів. Особливості їх застосування

У радіоапаратурі широко використовуються різні системи контактів, які можна розділити на рухомі контакти і нерухомі.

Нерухомі контакти забезпечуються різними технологічними методами, основними з який є пайка, зварювання, з'єднання контактолами.

Пайкою називають спосіб з'єднання металевих (чи металізованих) деталей за допомогою спеціальних сплавів чи чистих металів. Сплави, які застосовуються при пайці , називають припоями. Пайку роблять для одержання постійного електричного контакту з малим перехідний опором чи механічно міцного, а при необхідності і герметичного шва. З'єднання металів пайкою можливо в тих випадках, коли спостерігається здатність припою і металів до змочування, взаємної дифузії і частковому розчиненню один в одному.

Рідинотекучістю називають властивість розплавленого припою легко розтікатися і заповнювати усі вузькі зазори, щілини і шви. Припої повинні мати гарну рідинотекучість, малий інтервал температур кристалізації, механічну міцність, корозійну стійкість і високу електропровідність Однак існує ряд факторів, що утрудняють процес пайки. В першу чергу, це наявність на поверхні металу оксидних плівок і забруднень. Тому перед пайкою необхідно ретельно очистити поверхні, що з'єднуються. I ще більш важливий захист від окислювання цих поверхонь у процесі пайки Для цих цілей при пайці вживають флюси. Без флюсів одержання високоякісного паяного з'єднання практично неможливе.
У серійному виробництві радіодеталей і компонентів для забезпечення електричних контактів все більш широке застосування знаходять струмопровідні пасти, клеї, емалі, які поєднуються загальною назвою «контактоли».

Контактоли являють собою синтетичні смоли (епоксидні, кремнійорганічні, та інші) з дрібнодисперсним струмопровідним наповнювачем (порошки срібла, паладію, нікелю). На поверхні які з'єднуються їх наносять за допомогою шприца, кисті, пульверизатора. Після підсихання при невисоких температурах контактоли утворюють тверде покриття з гарною провідністю і високим зчепленням із провідниками, що з'єднуються. Припої підрозділяють на м'які з температурою плавлення Tпл<300°С и тверді з Tпл^(3)300°С (таблиця 3.1). Ці групи припоїв істотно розрізняються по питомому опору і механічних властивостях наприклад, м'які припої мають межу міцності при розтяганні sр=16—100 МПа, а тверді – до 500 МПа. Останнім часом м'які припої підрозділяють на низькотемпературні з Tпл<145°С і легкоплавкі з Tпл<300°С.

Особливу групу твердих припоїв складають електровакуумні припої, які застосовуються при пайці вузлів електронних приладів, що працюють у вакуумі при високих температурах.

Назва марок припоїв визначається металами, що входять в них в найбільшій кількості (олово — О, свинець — С, алюміній — А, срібло — Ср, сурма — Су, мідь — М, цинк — Ц, вісмут — Ви, кадмій — К і т. д.).

Якщо в припій входить дорогоцінний чи рідкий метал, його позначення присутнє в назві марки припою навіть при малих кількостях цього металу в сплаві. Одночасно з удосконалюванням технології пайки безупинно розширюється номенклатура припоїв.

М'які припої. Основним типом м'яких припоїв є олов'яно-свинцеві припої (ПОС), що містять олово від 10% (ПОС-10) до 90% (ПОС-90). Усі вони містять евтектику Sn—Pb із Tпл=183°С (дивись таблицю 3.1). Припої марки ПОС підрозділяють по вмісту сурми на безсурм'янисті, малосурм'янисті (0,2—0,5% Sb, наприклад ПОССу-30-0,5) і сурм'янисті (1—5%Sb, наприклад ПОССу-40-2). Введення сурми супроводжується підвищенням міцності припою і зменшенням його повзучості під навантаженням Добавка кадмію до припою марки ПОС підвищує їхню провідність і механічну міцність (припої марки ПОСК).

Низькотемпературні припої При пайці деталей, чуттєвих до нагрівання (напівпровідникові прилади, тонко плівкові виводи мікросхем, інтегральних схем), потрібна знижена температура плавлення припою. Для додання припоям такої властивості в їхній склад уводять вісмут, індій (наприклад, припої ПСр – ЗИн), а також кадмій (наприклад, припої ПОСК-50-18). Механічна міцність низькотемпературних припоїв незначна.

Тверді припої. В електровакуумній промисловості тверді припої застосовують для пайки різних вузлів електронних ламп, електровакуумних пристроїв і т.д. Такі припої, які називаються електровакуумними, повинні задовольняти ряд особливих вимог температура плавлення повинна бути приблизно на 100° С вище температури прогріву TПР приладу при вакуумній відкачці; матеріал припою не повинний при нагріванні випаровуватися і забруднювати внутрішні частини пристрою; припій повинен забезпечувати міцну пайку в атмосфері інертного газу чи у вакуумі без участі флюсу, оскільки залишки флюсу й оксиди можуть забруднити частини пристрою, що працюють у вакуумі.

Таблиця 3.1 - Склад і властивості припоїв

Флюси. Флюси є допоміжними матеріалами для отримання якісної і надійної пайки. Для цього флюс повинний відповідати наступним вимогам добре змочувати поверхні металу і припою, захищати поверхні, які підлягають пайці, і припой від окислення, утворюючи при пайці газоподібну захисну зону, знижувати поверхневий натяг розплавленого припою для поліпшення змочування ним основного металу.

Крім того, флюси повинні мати робочу температуру на 50—100° С нижче температури плавлення припою, не викликати корозію, не змінювати свого складу при температурі папки і, нарешті, легко видалятися з поверхні після пайки.

По призначенню флюси діляться на дві основні групи для пайки м'якими і твердими припоями. При монтажній пайці радіоапаратури м'якими припоями в основному використовують безкислотні і активовані флюси.

Безкислотними флюсами називають каніфоль і флюси, виготовлені на її основі з додаванням неактивних компонентів ( спирт, гліцерин). Залишки флюсу не повинні викликати корозії місця пайки і змінювати електричний опір ізоляції (наприклад, флюси КС, ФПП).

Активованими називають флюси, приготовлені на основі каніфолі з добавкою активаторів (саліцилової кислоти, солянокислого діетиламіна і т п). При пайці за допомогою флюсів цього типу потрібно промивання розчинником місць пайок, так як залишки флюсу можуть привести до зниження опору ізоляції між струмопровідними елементами.