Процесс пайки: подготовка к работе, технология пайки

Использование пайки известно с древнейших времен. В гробнице вавилонской царицы (III тыс . лет до н. э.), в засыпанной пеплом Везувия Помпее (79 г. до н.э.), во время других раскопок в Египте, Риме и Греции — всюду археологи находили паяные металлические изделия. Припои древних римлян церарий и аргентарий по своему химическому составу близки к существующим в настоящее время ПОС-30 и ПОС-50.

В истории использования пайки можно выделить три периода, которые связаны с развитием источников нагрева и особенностями применяемой техники. Первый период начался в бронзовом веке, когда человечество начало изготавливать изделия из бронзы и источником нагрева служило твердое топливо. Второй период (конец XIX ст.) характеризуется началом применения для нагрева электрической энергии. Третий период начался в 1930–1940-х годах и связан с созданием техники из новых металлов и их сплавов — циркония, вольфрама, алюминиевых, титановых, высокопрочных и жаропрочных сталей и сплавов. Это привело во второй половине ХХ ст. к разработке принципиально новых способов пайки. В настоящее время технические возможности пайки значительно расширились. Во многих случаях пайка является единственно возможной технологией неразъемного соединения новых материалов.

Пайка — процесс получения неразъемного соединения металлов, находящихся в твердом состоянии, расплавленным припоем. Припоем является материал с температурой плавления ниже температуры плавления паяемых материалов. При пайке (в отличие от сварки) плавится только присадочный сплав — припой, а между паяемым материалом и припоем протекает процесс взаимного растворения компонентов.

Требования, предъявляемые к паяному соединению и характеризующие условия его эксплуатации, определяются служебными свойствами изделия в целом: механическими свойствами, герметичностью, вакуум-плотностью, электросопротивлением, коррозионной стойкостью, стойкостью против термоударов, перегрузок и др.

В процессе пайки расплавленный припой вводится в зазор между нагретыми соединяемыми деталями. Припой смачивает поверхности деталей, растекается и заполняет зазор между ними. Взаимодействие припоя с материалом сопровождается растворением основного металла в жидком припое с образованием эвтектик и твердых растворов, взаимной диффузией компонентов припоя в сторону основного металла и компонентов основного металла в сторону припоя с последующей кристаллизацией жидкой прослойки.

Формирование прочного и надежного соединения зависит от химического состава взаимодействующих металлов, температуры и продолжительности пайки, определяющих физико-химические и диффузионные процессы, протекающие между припоем и основным металлом. Чем выше температура процесса и его длительность, тем больше степень взаимной диффузии между расплавленным припоем и основным металлом и тем выше механическая прочность соединяемых деталей. Кроме того, прочность пайки зависит от величины зазора между паяемыми деталями. Так, при малых зазорах улучшается затекание припоя под действием капиллярных сил, вследствие чего значение временного сопротивления паяного соединения больше значения временного сопротивления самого припоя.

Припой прочно соединяется с поверхностью изделия только тогда, когда хорошо смачивает ее. Для этого поверхность должна быть тщательно очищена от загрязнений. Кроме этого, для удаления пленок оксидов с поверхностей паяемого материала и припоя и для предотвращения их образования при пайке используют паяльные флюсы. Флюсы, кроме того, способствуют лучшему затеканию припоя в зазор между соединяемыми деталями и растеканию по их поверхности. Некоторые припои, содержащие эффективные раскислители (бор, кремний, барий, щелочные металлы

иудтр.) мог ные пленки.

сами выполнять роль флюсов, переводя в шлак оксидКачество паяных соединений зависит от правильного выбора способа пайки, используемых основных и вспомогательных материалов, технологического процесса пайки.

Способы пайки. Современные способы пайки принято классифицировать по следующим признакам: механизмам удаления оксидной пленки с поверхности паяемого материала, видам процессов образования припоя в зазоре, условиям заполнения зазора припоем, температурным и временным режимами кристаллизации паяного шва, температуре пайки и используемым источникам нагрева, наличию или отсутствию давления на паяемые деталив, роедмнеонности и очередности выполнения паяных соединений (рис. 3.76).

По механизмам удаления оксидной пленки способы пайки делятся на флюсовые и бесфлюсовые.

Флюсовая пайка — пайка с применением флюса. При этом флюс может также участвовать в образовании самого припоя путем выделения компонентов, плавящихся при пайке.

Бесфлюсовая пайка — пайка без применения флюса, когда удаление оксидных пленок осуществляется в восстановительной или инертной газовой среде, вакууме, а также за счет применения ультразвука.

В первом случае удаление оксидов происходит при высоких температурах за счет их восстановления или самопроизвольного распада (диссоциации), а при ультразвуковой пайке их разрушение осуществляется за счет ультразвуковых колебаний, создаваемых в расплавленном припое, наносимом на соединяемый металл специальным паяльником.

По видам процессов образования припоя в зазоре способы пайки подразделяются на пайку готовым припоем, контактно-реактивную и реактивно-флюсовую.

Рис. 3.76. Классификация способов пайки

Пайка готовым припоем — способ пайки, при котором используется заранее приготовленный припой. В качестве припоя может использоваться металлический (полностью расплавляемый) или композиционный припой. В композиционном припое помимо металлической основы содержится тугоплавкий наполнитель (порошки, волокна, сетки), который сам не плавится, а при плавлении металла припоя образует разветвленную сеть капилляров, удерживающих под действием капиллярных сил его жидкую часть в зазоре между соединяемыми деталями.

Контактно-реактивная пайка — способ пайки, при котором жидкий припой образуется в результате межфазного взаимодействия и последующего контактного плавления соединяемых материалов или соединяемых материалов и прослойки промежуточного металла. К этому способу пайки относится сваркопайка. Сваркопайка — пайка разнородных материалов, при которой более легкоплавкий материал локально нагревается до температуры, превышающей температуру его плавления, и выполняет роль припоя.

Реактивно-флюсовая пайка — способ пайки, при котором припой образуется в результате химических реакций между основным металлом и флюсом. Например, при пайке алюминия с использованием флюса ZnCl₃ в результате химической реакции восстановления

3ZnCl₃ + 2Al ↔2AlCl₃ + 3Zn

образуется цинк, который служит припоем.

По условиям заполнения зазора припоем пайку можно разделить на капиллярную (ширина зазора

При капиллярной пайке припой заполняет зазор между соединяемыми поверхностями и удерживается в нем за счет капиллярных сил. Соединение образуется в результате растворения металла основы в жидком припое и последующей кристаллизации раствора. Некапиллярная пайка — способ пайки, при котором припой заполняет зазор под действием силы тяжести или прилагаемых извне сил (магнитных, электромагнитных и др.). К этому способу пайки относится пайкосварка. При пайкосварке форма кромок соединяемых заготовок подобна форме кромок при сварке плавлением. Соединение деталей осуществляется приемами, характерными для сварки, а в качестве присадочного металла используется припой,

который под действием силы тяжести заполняет зазор.

Способы пайки по температурным и временным режимам кристаллизации паяного шва подразделяются на пайку с кристаллизацией при охлаждении и кристаллизацией при выдержке (диффузионная).

Температурный режим пайки с кристаллизацией при охлаждении состоит из нагрева припоя до температуры на 50…100 °С выше

температуры его плавления и последующего охлаждения соединения. Этот способ из-за относительно быстрого охлаждения характеризуется отсутствием диффузии в объеме взаимодействующих металлов.

Пайка с кристаллизацией при выдержке (диффузионная пайка) — способ пайки с изотермической выдержкой, при которой образование соединения сопровождается взаимной диффузией припоя и паяемого материала. Для диффузионной пайки характерна продолжительная выдержка при температуре образования паяного шва, а после завершения процесса — при температуре ниже солидуса припоя. В результате диффузии в шве образуются твердые растворы, что обеспечивает более однородный состав паяного шва и позволяет повысить его прочность и пластичность.

В зависимости от температуры пайки различают низкои высокотемпературную пайку. При низкотемпературной пайке температура плавления припоя t_пл t_пл ≥ 450 ° С. Целесообразность такого деления обусловлена тем, что используемые основные и вспомогательные материалы существенно отличаются по своим свойствам в зависимости от температуры процесса.

Способы пайки в зависимости от используемых источников нагрева разделяют на пайку в печах, индукционную, погружением, газопламенную, плазменную и паяльниками.

При пайке в печах соединяемые заготовки нагревают в специальных печах: электросопротивления, с индукционным нагревом, газопламенных и газовых. Припой заранее закладывают в шов собранного узла, на место пайки наносят флюс и затем изделие помещают в печь, где его нагревают до температуры пайки. Этот способ обеспечивает равномерный нагрев соединяемых деталей без заметной их деформации.

При индукционной пайке паяемый участок нагревают в индукторе токами высокой частоты. Для предохранения от окисления изделие нагревают в вакууме или в защитной среде с применением флюсов.

Пайку погружением выполняют в ваннах с расплавленными солями или припоями. Соляная смесь обычно состоит из 55 % K Сl и 45 % НС1. Температура ванны — 700…800 °С. При пайке погружением в ванну с расплавленным припоем покрытые флюсом детали предварительно нагревают до температуры 550 ° С. Пайку погружением в расплавленный припой используют для соединения деталей из стальных, медных и алюминиевых сплавов.

При газопламенной пайке заготовки нагревают и припой расплавляют горелками для газовой сварки. В качестве горючих газов используют ацетилен, природные газы, водород, пары керосина и т. п.

При плазменной пайке плазмотроном, обеспечивающим более высокую температуру нагрева, паяют тугоплавкие металлы — вольфрам, тантал, молибден, ниобий и т. п.

При пайке паяльниками основной металл нагревают, а припой расплавляют за счет теплоты, аккумулированной в массе металла паяльника. Для низкотемпературной пайки применяют паяльники с периодическим и непрерывным нагревом и ультразвуковые. Паяльник с периодическим нагревом в процессе работы периодически подогревают посторонним источником теплоты. Для непрерывного нагрева используют электропаяльники. Паяльники с периодическим и непрерывным нагревом чаще используют для флюсовой пайки черных и цветных металлов легкоплавкими припоями с температурой плавления ниже 300…350 °С. Ультразвуковые паяльники применяют для бесфлюсовой пайки на воздухе и пайки алюминия. В этом случае оксидные пленки разрушаются за счет колебаний ультразвуковой частоты.

По наличию или отсутствию давления на паяемые детали способы пайки подразделяются на пайку без давления и пайку под давлением (прессовая пайка). Прессовая пайка используется в тех случаях, когда необходимо обеспечить четкую фиксацию взаимного положения деталей и требуемую величину зазора. Для сжатия деталей с требуемым усилием применяют специальные приспособления — механические зажимы. При высоких температурах этот способ нередко является единственно возможным.

По одновременности выполнения паяных соединений способы пайки делятся на одновременную пайку и ступенчатую. При одновременной пайке за один цикл нагрева в одном изделии (узле) выполняют несколько паяных соединений, а при ступенчатой — каждое последующее соединение выполняют после предыдущего.

Материалы, применяемые при пайке. Материалы, применяемые при пайке, делятся на основные и вспомогательные. К основным материалам относятся припои, а к вспомогательным — паяльные флюсы, восстановительные, инертные газовые среды и вакуум.

Классификация припоев осуществляется по многим признакам, основными из которых являются химический состав и температура плавления. Классификация по химическому составу осуществляется по основным химическим элементам, входящим в их состав (оловянно-свинцовые, оловянные, свинцовые, медно-цинковые, серебряные, медные, палладиевые и др.).

По температуре плавления все припои подразделяют на припои для низкотемпературной пайки (t_пл t_пл ≤ 145 °С) и легкоплавкие (145 ° С t_пл t_пл ≥ 450 °С): среднеплавкие (450 °С ≤ t_пл ≤ 1 100 °С), высокоплавкие (1 100 °С t_пл ≤ 1 850 °С) и тугоплавкие (t_пл ≥ 1 850 °С). Припои для низкотемпературной пайки используют в промышленности и в быту для пайки изделий, которые не подвергаются воздействию высоких температур и значительных механических нагрузок. Припои для высокотемпературной пайки применяют тогда, когда требуется высокая прочность и (или) работоспособность при больших температурах.

Припои для низкотемпературной пайки. К особо легкоплавким припоям с температурой плавления 45…145 °С относятся сплавы эвтектического состава, содержащие висмут, свинец, олово, кадмий. К таким сплавам относятся, например, сплавы Гутри (t_пл = 45 °С), Вуда (t_пл = 60,5 °С), Липовица (t_пл = 70 °С), Д’Арсенваля (t_пл = 79 °С), Розе (t_пл = 93,7 °С), Ньютона (t_пл = 96 °С), ПОСВ 33 ( t_пл = 130 °С), ПОСК 50-18 (t_пл = 145 °С).

Особолегкоплавкие припои находят применение, когда опасен перегрев не только паяемого материала, но и материала деталей изделия, не подвергаемых пайке. Такие припои широко применяются в электронике, электротехнике, в частности, при изготовлении приборов противопожарного назначения. Припой ПОСВ 33 применяется для пайки плавких сигнальных предохранителей, а ПОСК 50-18 — для деталей из меди и ее сплавов, не допускающих местного перегрева, в частности, полупроводниковых приборов.

Наиболее распространенными легкоплавкими припоями являются оловянно-свинцовые.

Маркировка оловянно-свинцовых припоев состоит из букв, обозначающих: П — припой, ОС — оловянно-свинцовый, Су — легированный сурьмой, и цифр, следующих после букв через дефис и обозначающих соответственно содержание олова и сурьмы. Буква М в марке припоя ПОС 61М обозначает легирующий элемент Cu

(1,2…2 %). Содержание свинца в марке не указывается и определяется по разности. Например, ПОССу 10-2: П — припой, ОС — оловянно-свинцовый, 10 % Sn, 2 % Sb, остальное — Pb.

Оловянно-свинцовые припои (ПОС 90, ПОС 61, ПОС 40, ПОС 18, ПОС 10 и др.) обладают высокими технологическими свойствами и весьма пластичны. Пайку этими припоями проводят обычно при нагреве паяльником. Минимальную температуру плавления (t_пл = 190 °C) и лучшие технологические свойства имеет припой ПОС 61. Его состав близок к эвтектическому в системе «олово – свинец». Наиболее тугоплавким является припой ПОС 10 (t_пл = 299 °C). Такие оловянно-свинцовые припои применяются для пайки электрои радиоаппаратуры (контактные поверхности электрических аппаратов, приборов, реле), точных приборов с высокогерметичными швами, где недопустим перегрев.

Для повышения прочности в оловянно-свинцовые припои вводят сурьму (ПОССу 61-0,5, ПОССу 25-0,5, ПОССу 9-2, ПОССу 10-2,

ПОССу 4-4, ПОССу 4-6 и др.). Малосурьмянистые припои, содержащие 0,2…0,5 % Sb и обладающие повышенной пластичностью, обеспечивают получение герметичных швов и применяются для пайки оцинкованных и цинковых деталей. Такие припои применяются для пайки электроаппаратуры, обмоток электрических машин, оцинкованных радиодеталей при жестких требованиях к температуре, свинцовых кабельных оболочек электротехнических изделий неответственного назначения, радиаторов, теплообменников и др. Сурьмянистые припои, содержащие 2…6 % Sb, широко используются в различных отраслях техники, требующих повышенной прочности паяных соединений. Такие припои применяются для пайки холодильных устройств, деталей автомобилестроения, деталей с клепаными швами из латуни и меди и др.

Для уменьшения склонности меди к химической эрозии при пайке используют оловянно-свинцовый припой ПОС 61М, легированный медью в количестве (1,2…2 %), близком к его предельной растворимости при температуре пайки, но не ухудшающим технологических и специальных свойств припоя и паяных соединений. Припой ПОС 61М применяется для пайки тонких (толщиной менее 0,2 мм) медных проволок, фольги, проводников в кабельной, электрои радиоэлектронной промышленности.

К легкоплавким припоям также относятся серебряные припои

(ПСрО 10-90, ПСрОСу 8, ПСрМО 5, ПСрОС 3,5-95, ПСр 3,

ПСр 3Кд, ПСр 2 и др.), содержащие серебро в незначительных количествах (1…10 %), а также олово, свинец или кадмий. В качестве легирующих элементов легкоплавких серебряных припоев выступают сурьма, медь или цинк. Максимальная температура плавления этих припоев составляет от 183 до 342 °С.

Легкоплавкие серебряные припои применяются для пайки меди, никеля и медных и медно-никелевых сплавов с посеребренной керамикой, проводов, работающих во всех климатических условиях без защиты соединений лакокрасочными покрытиями, стальных и серебряных изделий.

Припои для высокотемпературной пайки. Припои для высокотемпературной пайки обеспечивают более прочные соединения, чем припои для низкотемпературной, т. к. вследствие высокой температуры нагрева более интенсивно происходит взаимная диффузия элементов основного металла и припоя. Однако переходное электросопротивление таких припоев ниже, чем низкотемпературных.

К среднеплавким припоям с температурой до 1 100 °С относятся серебряные и меднок-цоивные припои.

К среднеплавким серебряным припоям относятся припои, в состав которых помимо серебра (10…70 %) в значительных количествах входят медь (ПСр 72, ПСр 50 и др.) или медь и цинк (ПСр 70, ПСр 45 и др.). Широкое применение находит припой ПСр 72, имеющий эвтектический состав с очень хорошими технологическими свойствами. Припои ПСр 45, ПСр 50, ПСр 70, ПСр 72 отличаются высокой пластичностью и технологичны. Такие припои применяются для пайки меди, медных и медно-никелевых сплавов, никеля, ковара, нейзильбера, латуней и бронз, а также железоникелевых сплавов с посеребренными деталями из стали, титана и титановых сплавов с нержавеющей сталью и т. п.

Некоторые припои, помимо этих элементов, содержатикйадм (ПСрКдМ 50-34-16 и др.), олово (ПСр 62 и др.), марганец (ПСр 37,5), фосфор (ПСр 25Ф) и др. Припои с кадмием применяются для пайки цветных металлов и стали, с марганцем — меди и медных сплавов с жаропрочными сплавами и нержавеющими сталями, с фосфором (самофлюсующиеся припои) — меди с бронзой,

меди с медью, бонрозонйзы с бр

и т. п.

Медно-цинковые припои (ПМЦ 36, ПМЦ 48, ПМЦ 54) используются для пайки меди, медных сплавов и сталей. Маркировка медно-цинковых припоев состоит из букв: П — припой, МЦ — медно-цинковый, и цифр, показывающих процентное содержание меди, остальное — цинк.

К высокоплавким припоям с температурой плавления более

1 100 °С относятся припои на основе меди и палладия.

Чистая раскисленная медь М0, M1 весьма широко применяется для пайки углеродистых и легированных сталей, никеля и его сплавов. Она хорошо смачивает сталь и растекается по ней, имеет более высокую прочность, чем среднеплавкие припои, высокую пластичность и менее дефицитна, чем серебро. Температура пайки медью находится в интервале 1 100…1 200 °С.

Особенности взаимодействия меди с другими элементами позволяют создавать припои на ее основе с широким диапазоном температур пайки (700…1 200 ° С). Например, легирование меди палладием и никелем вызывает непрерывное повышение температуры плавления медного припоя.

Для пайки деталей, работающих при высоких температурах, особенно подвергающихся трению (вентили и т. п.), используют медные припои, содержащие 2,5…10 % Fe, с температурой ликвидуса 1 180…1 230 °С или содержащие 20…30 % Fe, с температурой ликвидуса 1 200…1 230 ° С. Припой, содержащий 75 % Сu и 25 % Ni (t_пл = 1 205 °С), используется для пайки вольфрама и молибдена. Припои с палладием, несмотря на их дороговизну и дефицитность, в последнее время находят широкое применение. Палладий, во-первых, менее дефицитен, чем другие металлы платиновой группы, во-вторых, образует непрерывный ряд твердых растворов

со многими металлами (Ag, Cu, Au, Fe, Co, Ni и др.).

Использование палладия в качестве основы или в качестве легирующего элемента позволяет получать припои с температурой ликвидуса от 810 °С до температуры плавления палладия (1 552 °С).

Припои на основе палладия и никеля, легированные хромом, имеют высокую жаростойкость. Наименьшая температура ликвидуса таких сплавов 1 250 ° С. Припой состава: 24 % Pd, 33 % Сr, 39 % Ni и 4 % Si используется для пайки жаропрочных сплавов.

Палладиевые припои применяют также для пайки керамики и графита со сталью и тугоплавкими металлами. Припой состава:

60 % Pd, 40 % Ni, легированный литием и бором, применяют для пайки графита с графитом или с тугоплавкими металлами — Mo, W или их сплавами. Паяные соединения, полученные с помощью таких припоев, работают в условиях нейтронного облучения в ядерных реакторах.

Припои на основе палладия и титана имеют температуру солидуса 1 440 °С, а соединения, паянные такими припоями, могут работать при температуре до 1 640 °С.

К тугоплавким припоям с температурой плавления более 1 850 °С относятся припои на основе тугоплавких металлов. Так, для диффузионной пайки сплава тантала с содержанием 1 % W в качестве припоя применяют чистый титан. Припой в виде фольги укладывается в места соединений, а пайку производят в вакуумной печи при температуре 1 900 ºС и выдержкой 10 мин. Для капиллярной пайки применяют припой на основе Та с 40 % Hf. Пайку выполняют при температуре 2 205 º С с выдержкой 1 мин . Также для пайки тантала применяется припой, содержащий 20 % Та, 5 % Nb, 3 % W, остальное — Ti.

Для высокотемпературной пайки вольфрама используют припои с температурой плавления до 3 000 °С, в том числе чистые металлы (Ta, Nb, Ni, Cu) и сплавы (Ni–Ti, Ni–Cu, Mn–Ni–Co, Мо–В и др.).

Флюсы. Классификация флюсов осуществляется по нескольким признакам, основными из которых являются температура пайки и природа активатора.

В зависимости от температурного интервала активности паяльные флюсы подразделяются на флюсы для низкотемпературной (

Флюсы для низкотемпературной пайки по природе активатора подразделяются на канифольные, галогенидные, гидразиновые, анилиновые и др.

В качестве флюса применяют чистую канифоль. В ее составе преобладают смоляные кислоты (80…95 %), имеющие общую формулу C₁₉H₂₉COOH. Канифоль удаляет оксиды таких металлов, как медь, серебро, олово, и широко используется для пайки соединений, в том случае когда промыть изделие после пайки нельзя (остатки канифоли не вызывают коррозии). Кроме того, в качестве флюса используют раствор канифоли в спирте, а также с добавками хлоридов (ZnCl₂ и др.), анилина С₆H₅NH₂ и органических веществ,

например, гидразина N₂H₄, глицерина НОСН₂–СНОН–СН₂ОН и др. С их помощью можно паять не только медные сплавы, но также стали, оцинкованное железо, никелированное железо, конструкционные и коррозионно-стойкие сплавы.

Галогенидные флюсы используют для низкотемпературной пайки почти всех черных и цветных металлов. Чаще всего применяют хлористый аммоний NH₄Cl и хлористый цинк ZnCl₂, а также смеси, содержащие эти и другие хлориды.

Широкое применение находят флюсы на основе солянокислого гидразина N₂H₄·2HCl и анилина C₆H₅NH₂, а также других органических веществ. Соли гидразина при нагреве разлагаются с выделением водорода и хлористого водорода HCl, создающими защитную и восстановительную атмосферы. Анилин обладает высокой флюсующей активностью, причем образующийся после пайки остаток защищает шов от коррозии.

Флюсы для высокотемпературной пайки по природе активатора определяющего действия подразделяются на боридно-углекислые, галогенидные, фторборатные и др.

При пайке углеродистых сталей, чугуна и медных сплавов медно-цинковыми и серебряными припоями в качестве флюса используют борную кислоту H₃BO₃ и буру Na ₂B₄O₇ в различных сочетаниях. При пайке легированных сталей и жаропрочных сплавов флюсующего действия буры и борной кислоты недостаточно, поэтому в состав флюса вводят галогениды. Чаще всего вводят фториды натрия NaF, калия KF, лития LiF и кальция CaF ₂, а также фторбораты натрия NaBF₄ и калия KBF₄.

Флюсы для высокотемпературной пайки алюминиевых, магниевых и титановых сплавов состоят из различных хлоридов (ZnCl ₂, NH₄Cl и др.) и фторидов (NaF, KF и др.).

К вспомогательным материалам для пайки также относятся стоп-материалы, используемые при подготовке паяемой поверхности и наносимые на места, где нежелательно смачивание паяемого металла жидким припоем. Такие вещества подразделяют на стоппасты и покрытия, наносимые, например, гальваническим методом или распылением.

Технологический процесс пайки. Технологический процесс пайки изделия состоит из ряда операций и переходов, посредством которых он может быть осуществлен в определенном порядке. Помимо основной операции пайки он включает ряд подготовительных и финишных операций, обеспечивающих требуемые геометрические, механические и коррозионные характеристики паяных соединений и изделий.

К предварительным операциям пайки относится подготовка паяных поверхностей, включающая, во-первых, удаление жиров, масел, грязи, окалины и толстых неметаллических, в том числе оксидных пленок, образовавшихся в процессе химикотермической обработки, которые не могут быть удалены при пайке с помощью флюсов или газовых сред, во-вторых, обеспечение требуемой степени шероховатости паяемых участков и оптимального направления рисок, образующихся при этом, необходимых для лучшего растекания и затекания припоя в зазор, в-третьих, правильное закрепление припоя и соединяемых деталей, внесение флюса.

К финишным операциям относятся удаление остатков флюсов, зачистка соединения от наплывов припоя, обработка изделия резанием, термообработка и контроль качества паяных соединений.

Паяное соединение и его типы. Паяное соединение — элемент паяной конструкции, полученной пайкой. Паяное соединение состоит из паяного шва 1 и диффузионных зон 2 (рис. 3.77). Паяный шов — часть паяного соединения, закристаллизовавшаяся при пайке. Диффузионная зона — часть паяного соединения с измененным химическим составом паяемого материала в результате взаимной диффузии компонентов припоя и паяемого материала.

Рис. 3.77. Паяное соединение: а — схема; б — внешний вид; 1 — паяный шов; 2 — диффузионная зона; 3 — зона термического влияния; 4 — спай; 5 — паяемый материал

К паяному соединению примыкает зона термического влияния 3 — часть паяемого материала 5 с измененными под влиянием нагрева при пайке структурой и свойствами. Пограничный слой между паяным материалом и швом в сечении паяного соединения называется зоной сплавления (спаем) 4.

Тип паяного соединения определяется взаимным расположением и формой паяемых элементов. Основными типами паяных соединений являются нахлесточное, стыковое, угловое, тавровое, соприкасающееся и комбинированное (рис. 3.78).

Рис. 3.77. Типы паяных соединений: а — нахлесточное; б — телескопическое; в — стыковое; г — косостыковое; д — угловое; е — тавровое; ж — соприкасающееся; з — комбинированное

Нахлесточное паяное соединение (рис. 3.78, а) является наиболее удобным для выполнения и обеспечивает наибольшую прочность. Увеличение длины нахлестки в сочетании с пластичными высокотемпературными припоями почти всегда позволяет достичь равнопрочности соединения с основным металлом. Разновидностью нахлесточного является телескопическое паяное соединение — соединение труб или трубы с прутком (рис. 3.78, б). В практике телескопические паяные соединения получили наиболее широкое применение для соединения фланцев или втулок с трубами, втулок со стержнем, труб с заглушками, компенсаторов и т. д.

Стыковые соединения (рис. 3.78, в) при пайке используют реже, т. к. они не обеспечивают равнопрочность всего соединения. Для повышения прочности стыкового соединения его выполняют косостыковым (рис. 3.78, г). При таком соединении прочность стыка повышается и нередко достигается равнопрочность с основным металлом.

Угловое и тавровое паяные соединения (рис. 3.78, д, е) применяют сравнительно редко, т. к. их прочность в значительной степени зависит от пластичности паяного шва, модуля упругости паяемого металла и формы поверхности шва.

Соприкасающееся паяное соединение — соединение, в котором паяемые элементы различной геометрической формы соединены по линии или в точках (рис. 3.78, ж). Такие соединения допустимы при конструировании изделий, швы которых работают на сжатие или при небольших нагрузках.

Комбинированное паяное соединение — соединение, представляющее собой различные комбинации паяных соединений: нахлесточного, стыкового, косостыкового, таврового, телескопического, соприкасающегося (рис. 3.78, з).

Пайка по сравнению со сваркой имеет следующие преимущества:

1) она позволяет соединять всевозможные сплавы, в том числе плохо сваривающиеся, однородные и разнородные, а также соединять металл со стеклом, керамикой, графитом, полупроводниками;

2) за один прием можно получить протяженное соединение или сварить узел из множества заготовок. Последнее важно при массовом производстве и, кроме того, позволяет изготавливать сложные по конструкции узлы, которые невозможно сделать другими способами;

3) кромки деталей не оплавляются, поэтому при пайке можно сохранить размеры и форму деталей и паяного узла в целом;

4) многие паяные соединения можно распаивать, что важно при монтаже и ремонте в приборостроении.

Процесс пайки дешев, легко поддается механизации и автоматизации, особенно при массовом производстве. Все это обеспечило широкое применение пайки для изготовления сложных, тяжело нагруженных деталей в разных областях машиностроения (при производстве радиаторов автомобилей и тракторов, камер сгорания жидкостных реактивных двигателей, лопаток турбин, топливных и масляных трубопроводов и др.). В ремонтном производстве пайку используют для соединения или закрепления тонкостенных деталей и деталей из разнородных металлов, уплотнения резьбовых соединений, устранения пористости сварных швов чугунных и бронзовых отливок, заделки свищей, трещин и т. д.

Пайка медных проводов электрическим паяльником оловянно-свинцовым припоем и канифолью

Одним из лучших способов соединения медных проводов является пайка. Она обеспечивает высокую прочность и электропроводность. При этом пайку легче проводить, чем сварку, и она надежнее простой скрутки. Хотя в распределительных коробках провода часто соединяют с помощью самозажимных клемм типа WAGO, приемы пайки не помешает знать любому электрику.

Научиться паять медные провода можно за несколько минут, имея все необходимые материалы и приборы.

Суть процесса

Суть процесса пайки состоит в том, что металлы соединяются между собой при помощи сплава, имеющего температуру плавления ниже температуры плавления соединяемых веществ.

Во время пайки материалы подвергаются нагреванию до температуры плавления припоя. При этом обеспечивается очень сильная адгезия (прилипание) – свойство материалов сцепляться друг с другом на молекулярном уровне.

Однако не происходит плавление основных деталей и перемешивания их с материалом припоя, как происходит при сварке с использованием присадочного материала.

Паяльник и припой

Для пайки медных проводов традиционно используются паяльники. Существует несколько их видов, в том числе электрические и газовые. Пайка медных проводов осуществляется при помощи электрического паяльника с медным жалом. Этот инструмент представляет собой медный стержень, иногда с никелевым покрытием, который установлен в корпусе нагревательного элемента.

Нагревательный элемент работает от постоянного или переменного тока. Напряжение питания может варьироваться от 12 до 220 В. Для пайки медных проводов электропроводки в доме подходит самый обычный паяльник мощностью 60 Вт. Если надо спаять тонкие проводки электроприбора, то подойдет и менее мощный инструмент. Важно, чтобы он хорошо прогревал медный материал и расплавлял припой.

Чтобы обеспечить высокое качество пайки и прочность соединения, необходима неподвижность во время остывания расплавленного припоя. Провода можно держать руками, но удобнее использовать пинцет или зажимы.

Для пайки медных проводов применяют оловянно-свинцовый припой. Чаще всего это ПОС-61, но можно взять и ПОС-40. Маркировка указывает на состав – припой оловянно-свинцовый с содержанием олова 61%.

Припой обычно производится в прутках диаметром около 8 мм или в виде паяльной проволоки диаметром 2 мм. Нередко используют универсальный припой для пайки медных проводов, который выглядит как полая трубка из оловянно-свинцового сплава. Внутри такой трубки находится порошок из флюса.

Применение флюса

Чтобы припой и материал проводов вступили во взаимодействие друг с другом, и соединение получилось качественным, провода необходимо очистить от оксидной пленки и только после этого паять их. Для очистки можно использовать наждачную бумагу, а для последующей обработки взять специальное вещество – флюс.

Флюс не только очистит медные провода, но и создаст тонкую защитную пленку, препятствующую окислению материала.

Допускается применять как твердый флюс – сосновую канифоль, так и жидкий – различные виды паяльных кислот или самодельный состав.

Иногда, чтобы правильно и крепко припаять медные провода друг к другу или к какому-либо металлическому предмету, пользуются только жидким флюсом. Приготовить его можно, растворив обычную сосновую канифоль в этиловом спирте. Паяльную кислоту готовят самостоятельно, растворив гранулы цинка в соляной кислоте в пропорции 412 грамм цинка на 1 литр кислоты. Но лучше все-таки купить готовый флюс, соответствующий всем стандартам качества, поскольку принесение кислотных составов для медных проводов нежелательно.

Как правильно паять

Чтобы надежно спаять провода из меди, нужно подготовить паяльник. Если перед работой не облудить жало, то припой будет не прилипать, а скатываться шариками со стержня. Так происходит, потому что жало покрыто слоем оксида меди и нагара, образовавшегося во время предыдущей пайки.

Подготовка паяльника

Некоторые специалисты для удобства работы точат жало плоским напильником, чтобы придать ему форму лопатки или плоской отвертки. Угол заточки должен быть 45-60 градусов.

Необгораемое жало (вечное) ни в коем случае точить нельзя, для него используют специальные губки.

Очищенное механическим способом жало нужно нагреть, а потом залудить. Для этого его покрывают флюсом.

Если флюс твердый (канифоль), достаточно просто погрузить в него наконечник. Канифоль расплавится и покроет разогретую поверхность. После этого паяльником нужно прикоснуться к прутку припоя и разогреть его. Расплавленный припой покроет жало, защитив его от дальнейшего окисления.

Процедуру лужения паяльника необходимо повторять по мере образования нагара на нем. Происходит это потому, что температура жала намного выше температуры плавления припоя, и со временем он начинает подгорать. Чтобы уменьшить вероятность возникновения такого явления, рекомендуется применять паяльник с регулировкой температуры.

Подготовка проводов

Соединяемые медные провода также нужно подготовить к пайке. Вначале снимают с концов изоляцию на расстоянии примерно 4 см, зачищают, скручивают между собой и проводят лужение. Медны провода можно залудить следующим образом:

• нагреть скрутку паяльником;
• покрыть флюсом;
• нанести небольшое количество припоя, распределяя его по поверхности провода.

Действия аналогичны тем, какие совершаются при лужении жала паяльника. Если предстоит пайка многожильных медных проводов, то необходимо обязательно запастись именно жидким флюсом, так как покрыть всю поверхность медных «волосков» расплавленной твердой канифолью будет очень трудно. Чтобы получить качественное соединение, нужно нагреть многожильный провод и затем опустить его в жидкий флюс, который смочит всю поверхность, предназначенную для пайки.

Далее пайка многожильных и одножильных медных проводов осуществляется одинаково. Два или более соединяемых проводника нагреваются вместе, и на них наносится припой. После нанесения его необходимо на время остывания обеспечить неподвижность соединения. Не допускается ускорять остывание путем его смачивания или обдува воздухом.

Соединение меди и алюминия

При соединении пайкой медных и алюминиевых проводов можно столкнуться со множеством трудностей, преодолеть которые возможно будет, только применив альтернативные методы соединений.

Дело в том, что как алюминий, так и медь покрываются на воздухе оксидной пленкой. И если сами по себе эти пленки никак не влияют на состояние проводника и даже обеспечивают довольно неплохую проводимость, то соединяясь вместе, они способствуют возникновению мощной химической реакции. Под действием влаги, содержащейся в воздухе, в месте контакта оксидов алюминия и меди начинается процесс электролиза, то есть образуется электрический ток из-за того, что ионы обоих материалов обладают разными электрическими потенциалами.

Электрический ток является движением заряженных частиц – ионов и при их движении металлы в месте контакта разрушаются. При этом сильнее разрушается алюминий. Разрушение вызывает ухудшение контакта, а впоследствии увеличивается электрическое сопротивление соединения и оно нагревается. При сильной коррозии, когда непосредственный контакт между двумя материалами уже утрачен, возникает электрическая дуга, которая и довершает разрушение.

Соединять медь с алюминием рекомендуется только через третий, нейтральный материал. Чаще всего, для этого применяют стальные клеммники или зажимы.

Руководство по пайке: полное руководство для начинающих

Обучение пайке с использованием правильных методов пайки является фундаментальным навыком, которым должен овладеть каждый производитель. В этом уроке мы расскажем об основах паяльников, паяльных станциях, типах припоя, припоях и советах по безопасности. Строите ли вы робота или работаете с Arduino, знание пайки пригодится.

БЕСПЛАТНАЯ электронная книга (PDF) — Руководство по паянию (17 страниц)

Если вы разберете любое электронное устройство, содержащее печатную плату, вы увидите, что компоненты прикреплены с использованием методов пайки.Пайка — это процесс соединения двух или более электронных частей путем плавления припоя вокруг соединения. Припой представляет собой металлический сплав, который при охлаждении создает прочную электрическую связь между деталями. Несмотря на то, что пайка может создать постоянное соединение, ее также можно обратить вспять, используя инструмент для распайки, как описано ниже.

Хорошая вещь в обучении пайке — это то, что вам не нужно много, чтобы начать. Ниже мы опишем основные инструменты и материалы, которые вам понадобятся для большинства ваших проектов пайки.

Паяльник

Паяльник — это ручной инструмент, который подключается к стандартной розетке переменного тока 120 В и нагревается для расплавления припоя вокруг электрических соединений. Это один из наиболее важных инструментов, используемых при пайке, и он может быть нескольких вариантов, например, в виде ручки или пистолета. Для начинающих рекомендуется использовать паяльник с ручкой в ​​диапазоне от 15 до 30 Вт. Большинство паяльников имеют сменные наконечники, которые можно использовать для различных применений пайки.Будьте очень осторожны при использовании любого типа паяльника, потому что он может нагреваться до 896 F, что очень жарко.

Паяльная станция

Паяльная станция — это более продвинутая версия базовой автономной паяльной ручки. Если вы собираетесь много паять, это здорово, поскольку они предлагают большую гибкость и контроль. Основным преимуществом паяльной станции является возможность точной регулировки температуры паяльника, что отлично подходит для ряда проектов.Эти станции также могут создавать более безопасное рабочее пространство, так как некоторые из них включают в себя усовершенствованные датчики температуры, настройки оповещения и даже защиту паролем для безопасности.

Жала для паяльников

На конце большинства паяльников находится сменная деталь, известная как наконечник паяльника. Есть много вариантов этого наконечника, и они бывают самых разных форм и размеров. Каждый совет используется для определенной цели и предлагает явное преимущество перед другим. Наиболее распространенные советы, которые вы будете использовать в проектах электроники, — это конический наконечник и зубило.

Конический наконечник — Используется для точной пайки электроники из-за тонкого наконечника. Благодаря своему заостренному концу, он способен доставлять тепло в меньшие области, не влияя на окружающую среду.

Наконечник для зубила — Этот наконечник хорошо подходит для пайки проводов или других более крупных компонентов благодаря широкому плоскому наконечнику.

Имиджевый кредит — Sparkfun.com

латунная или обычная губка

Использование губки поможет поддерживать чистоту наконечника паяльника, удаляя образующееся окисление.Наконечники с окислением будут иметь тенденцию чернеть и не принимать припой, как это было, когда он был новым. Вы можете использовать обычную влажную губку, но это приводит к сокращению срока службы наконечника из-за расширения и сжатия. Кроме того, влажная губка будет временно понижать температуру наконечника при вытирании. Лучшая альтернатива — использовать латунную губку, как показано слева.

Подставка под паяльник

Подставка для паяльника очень простая, но очень полезная и удобная в использовании.Эта подставка помогает предотвратить контакт горячего железного наконечника с легковоспламеняющимися материалами или случайную травму руки. Большинство паяльных станций поставляются с этой встроенной и также включают губку или губку из латуни для очистки наконечника.

Припой

Припой — это металлический сплав, который плавится, чтобы создать постоянную связь между электрическими деталями. Он выпускается как в свинцовой, так и в бессвинцовой вариациях, при этом наиболее распространенными являются диаметры 0,032 и 0,062 дюйма.Внутри сердечника припоя находится материал, известный как флюс, который помогает улучшить электрический контакт и его механическую прочность.

Для пайки электроникой наиболее распространенным типом является бессвинцовый припой с канифолью. Этот тип припоя обычно состоит из сплава олова / меди. Вы также можете использовать этилированный припой 60/40 (60% олова, 40% свинца), но он становится менее популярным из-за проблем со здоровьем. Если вы используете свинцовый припой, убедитесь, что у вас есть надлежащая вентиляция и вымойте руки после использования.

При покупке припоя убедитесь, что НЕ используете кислотный сердечник, так как это повредит ваши схемы и компоненты. Кислотный припой продается в магазинах товаров для дома и в основном используется для сантехники и металлообработки.

Как упоминалось ранее, припой имеет несколько различных диаметров. Припой с более толстым диаметром (0,062 дюйма) подходит для более быстрой пайки крупных соединений, но может затруднить пайку мелких соединений. По этой причине всегда полезно иметь под рукой оба размера для разных проектов.

Рука помощи (третья рука)

Рука помощи — это устройство, к которому прикреплено 2 или более зажима из кожи аллигатора, а иногда и увеличительное стекло. Эти клипы помогут вам удерживать предметы, которые вы пытаетесь паять, пока вы используете паяльник и припой. Очень полезный инструмент в вашем makerspace.

Теперь, когда вы знаете, какие инструменты и материалы необходимы, пришло время кратко обсудить способы обеспечения безопасности при пайке.

Паяльники могут нагреваться до 800 F, поэтому очень важно знать, где находится ваше железо.Мы всегда рекомендуем использовать подставку для паяльника, чтобы предотвратить случайные ожоги или повреждения.

Убедитесь, что вы паяете в хорошо проветриваемом помещении. При нагревании припоя выделяются пары, которые вредны для ваших глаз и легких. Рекомендуется использовать вытяжку дыма, которая представляет собой вентилятор с угольным фильтром, который поглощает вредный припой, который вы можете посетить, например, такие как Integrated Air Systems для систем фильтрации воздуха.

Всегда полезно носить защитные очки в случае случайных брызг горячего припоя.Наконец, по окончании пайки обязательно мойте руки, особенно при использовании свинцового припоя.

Прежде чем вы сможете начать пайку, вам необходимо подготовить паяльник путем лужения наконечника припоем. Этот процесс поможет улучшить теплопередачу от утюга к предмету, который вы паяете. Консервирование также поможет защитить наконечник и уменьшить износ.

Шаг 1: Начните с того, что наконечник прикреплен к утюгу и плотно прикручен на месте.

Шаг 2: Включите паяльник и дайте ему нагреться.Если у вас есть паяльная станция с регулируемым контролем температуры, установите ее на 400 ′ C / 752 ′ F.

Шаг 3: Протрите кончик паяльника на влажной влажной губке, чтобы очистить его. Подождите несколько секунд, чтобы наконечник снова нагрелся, прежде чем перейти к шагу 4.

Шаг 4: Держите паяльник в одной руке и припой в другой. Прикоснитесь припоем к наконечнику утюга и убедитесь, что припой течет равномерно вокруг наконечника.

Вы должны оловянным наконечником утюга до и после каждого сеанса пайки, чтобы продлить срок его службы.В конце концов, каждый наконечник изнашивается и нуждается в замене, когда он становится грубым или без косточек.

Чтобы лучше объяснить, как паять, мы собираемся продемонстрировать это с применением реального мира. В этом примере мы собираемся припаять светодиод на печатную плату.

Шаг 1: Установите компонент — Начните с вставки выводов светодиода в отверстия монтажной платы. Переверните доску и согните провода наружу под углом 45 ′. Это поможет компоненту лучше соединиться с медной прокладкой и предотвратить его выпадение во время пайки.

Шаг 2: Нагрейте соединение — Включите паяльник и, если он имеет регулируемый контроль нагрева, установите его на 400 ° C. В этот момент прикоснитесь кончиком утюга к медной прокладке и проводу резистора одновременно. Вы должны держать паяльник на месте в течение 3-4 секунд, чтобы нагреть подушку и провод.

Шаг 3. Нанесите припой на соединение — Продолжайте удерживать паяльник на медной прокладке и выводе и прикоснитесь припоем к соединению. ВАЖНО — Не прикасайтесь к припою непосредственно к кончику утюга. Вы хотите, чтобы соединение было достаточно горячим, чтобы расплавить припой при касании. Если сустав слишком холодный, это приведет к плохой связи.

Шаг 4: Отрежьте провода — Снимите паяльник и дайте припою остыть естественным образом. Не дуйте припой, так как это приведет к повреждению сустава. После того как вы остынете, вы можете отрезать лишний провод от проводов

Правильное паяное соединение гладкое, блестящее и имеет форму вулкана или конуса.Вы хотите достаточно припоя, чтобы покрыть весь сустав, но не слишком много, чтобы он превратился в шарик или пролился на ближайший вывод или соединение.

Теперь пришло время показать вам, как спаять провода вместе. Для этого процесса рекомендуется использовать руки помощи или зажимное устройство другого типа.

Начните с удаления изоляции с концов обоих проводов, которые вы паяете вместе. Если провод скручен, скрутите его вместе пальцами.

Убедитесь, что ваш паяльник полностью нагрет, и дотроньтесь кончиком до конца одного из проводов.Держите его на проводе 3-4 секунды.

Держите утюг на месте и прикасайтесь припоем к проволоке до тех пор, пока он не будет полностью покрыт. Повторите этот процесс на другом проводе.

Держите два луженых провода друг на друге и прикоснитесь паяльником к обоим проводам. Этот процесс должен расплавить припой и равномерно покрыть оба провода.

Снимите паяльник и подождите несколько секунд, чтобы паяное соединение охладилось и затвердело. Используйте термоусадку, чтобы закрыть соединение.

Хорошей особенностью использования припоя является то, что его можно легко удалить с помощью технологии, известной как распайка. Это удобно, если вам нужно удалить компонент или внести исправления в вашу электронную схему.

Чтобы распаять соединение, вам понадобится фитиль для пайки, который также известен как оплетка.

Шаг 1 — Поместите кусок оплеточной оплетки поверх соединения / припоя, который вы хотите удалить.

Шаг 2 — Нагрейте свой паяльник и прикоснитесь наконечником к верхней части оплетки.Это нагреет припой ниже, который затем будет поглощен оплеткой. Теперь вы можете удалить оплетку, чтобы увидеть, как припой был извлечен и удален. Будьте осторожны, касаясь оплетки, когда вы ее нагреваете, потому что она нагреется.

Необязательно — Если у вас много припоя, который вы хотите удалить, вы можете использовать устройство, называемое присоской припоя. Это ручной механический пылесос, который всасывает горячий припой нажатием кнопки.

Для использования нажмите на поршень на конце присоски припоя.Нагрейте соединение паяльником и наденьте наконечник присоски на горячий припой. Нажмите кнопку разблокировки, чтобы всасывать жидкий припой. Чтобы опустошить присоску припоя, нажмите на поршень.

БЕСПЛАТНО — Руководство по паянию (17 страниц)

,

Пайка, какие инструменты для пайки используются в процессе пайки?

Определение пайки :

Процедура, при которой два или более металлических изделия фиксируются как одно целое путем разжижения и запуска металлического наполнителя (припоя) в соединении, называется пайкой. Металлический наполнитель имеет более низкую температуру разжижения или плавления, чем заготовка. Пайка применяется в электронике, сантехнике и метаработах от прошивки до украшений.

Формы пайки :

Пайка отчуждается в двух формах:

1. Мягкая пайка: Это процедура для фиксации мелких сложных деталей, имеющих низкую температуру плавления, которые были повреждены при выполнении процедуры пайки при высокой температуре. высокая температура.При мягкой пайке оловянно-свинцовый сплав используется в качестве космического присадочного металла. Температура сжижения легирующего наполнителя должна быть менее 400 ° С или 752 ° С. В качестве источника тепла в технологическом процессе используется газовая горелка. Несколько примеров мягкой пайки: олово-свинец для общего использования, кадмий-серебро для прочности при более высокой температуре, олово-цинк для соединения алюминия, свинец-серебро для прочности при более чем комнатная температура, цинк-алюминий для алюминия и противостояние износу, олово-серебро и олово-висмут для электротехнических изделий.
2. Жесткая пайка: В соответствии с этой процедурой твердый припой объединяет две части металла, распространяясь в отверстия заготовки, открытые из-за более высокой температуры. Металлический наполнитель удерживает более высокую температуру более 450oC или 840oF. Он состоит из двух элементов: пайки и серебряной пайки.

• Серебряная пайка : это незапятнанная процедура, полезная для изготовления крошечного оборудования, выполнения нестандартного технического обслуживания и изготовления инструментов.В качестве металлического наполнителя используется сплав, включающий серебро. Серебро дает отличительную характеристику, но серебряная пайка не рекомендуется для заполнения пространства, поэтому для точной серебряной пайки предлагается другой флюс.
• Пайка: Пайка — это процедура, объединяющая две части недрагоценных металлов путем создания разжиженного металлического пространственного наполнителя, который проходит за счет притяжения сосудов через стыки и остывания, образуя твердый союз посредством атомного магнетизма и диффузии. Это создает очень крепкий сустав.Он использует латунный металл в качестве наполнителя пространства.

Инструменты для пайки:

1. Паяльник или пистолет: Главное, что вам потребуется, это паяльник, который будет использоваться в качестве источника тепла для плавления припоя. Паяльные пистолеты серии от 15 Вт до 30 Вт подходят для большинства работ по электронике или печатным платам. Если вы планируете паять тяжелые куски и толстый кабель, то вы захотите потратить их на утюг мощностью до 40 Вт и выше или большой пистолет для пайки.Основное различие между утюгом и пистолетом состоит в том, что утюг имеет форму карандаша и содержит точечный источник тепла для точной работы, в то время как пистолет имеет обычную форму пистолета с более высокой мощностью, нагреваемой под действием электрического тока. прямо через это. Для увлечения электрическим использованием паяльник обычно является предпочтительным устройством, так как его остроконечный наконечник и низкотемпературная установка лучше всего подходят для работы на печатной плате (например, для сборки комплектов). Припой для пайки, как правило, применяется при пайке из износостойкого материала, например при креплении кабелей большой длины, паяльной ленты к корпусу или при работе с витражным стеклом.
2. Припои: Материалы для паяльного пространства доступны в нескольких различных сплавах для различных применений. В электрическом сборе предпочтительными наполнителями были эвтектический сплав из 37% свинца и 63% олова или 60 на 40, который почти одинаков по температуре сжижения. Сплавы из других наполнителей применяются при механической сборке, сантехнике и многих других применениях.

Обычные паяльные составы на основе олова и свинца, они указаны ниже.Разделение символизирует фракцию олова, а затем свинца, добавляя до 100%:

• 63/37: растворяется при 183 ° C или 361 ° F (эвтектика: простая смесь, которая растворяется в точке, а не в диапазоне)
• 60/40: растворяется при температуре 183–190 ° C или 361–374 ° F
• 50/50: растворяется при температуре 185–215 ° C или 365–199 ° F

Другие обычные припои содержат составы с низкой температурой (обычно включая висмут), которые регулярно применяются для соединения ранее паяных соединений без распайки бывших звеньев, и высокотемпературные составы (обычно содержащие серебро), которые наносятся при высокотемпературном процессе или для первоначальной фиксации деталей, которые могут не превратиться в непаянные при дальнейшей обработкеЛегирование серебра вместе с новыми металлами приводит к изменению температуры сжижения, сцепления, характеристик влажности и прочности на растяжение. Из всех сплавов для пайки серебряные припои имеют максимальную прочность и самое широкое применение. Существуют специальные сплавы с такими характеристиками, как высокая прочность, улучшенная электропроводность и более высокая стойкость к износу.

Немногие из других объектов, связанных с пайкой, перечислены ниже:

• Паяльник: Паяльник — это устройство, используемое для пайки руками.Он выделяет тепло, чтобы смягчить припой и попасть в зазоры между двумя заготовками. Паяльники часто используются для настройки, технического обслуживания и ограниченных производственных работ в электрической сборке.
• Флюс для припоя: Флюс — это химический очищающий материал, разливочный или перегоночный агент. В паяльных металлах флюс выполняет три функции: он устраняет ржавчину с объектов, подлежащих пайке; это отключает воздух в результате остановки дополнительной ржавчины, и, способствуя смешиванию, улучшает уникальную капельницу жидкого припоя.
• Паяльная паста: Паяльная паста или паяльная паста используется для соединения выводов встроенных чиповых пакетов с концевыми (посадочными) контурами схемы на печатной плате.

Весь процесс пайки:

Основной процесс пайки выполняется в следующие этапы:

1. Оформление наконечника пайки: перед вводом в эксплуатацию нового наконечника припоя или предыдущей грязи совет, мы должны олово этот совет.Процедура покрытия паяльного наконечника посреди тонкого слоя припоя известна как лужение. Это помогает в передаче тепла между наконечником и деталью, которую вы паяете, а также обеспечивает припой основу, из которой он будет вытекать.
2. Нагрейте утюг : осторожно нагрейте паяльник или пистолет. Убедитесь, что он полностью нагрелся до температуры, когда вы собираетесь сжижать на нем припой. Это особенно важно, потому что, если паяльник новый, он, возможно, будет заключен в какое-то покрытие, чтобы предотвратить ржавчину.
3. Установите небольшое пространство: , так как паяльная пушка нагревается, установите небольшое пространство для работы. Возьмите небольшой кусочек влажной губки и положите его на дно подставки для паяльного пистолета или в миску под рукой. Положите часть картона в положение, в котором вы бросили паяльник (возможно, можете) и убедитесь, что у вас есть место, чтобы работать легко.
4. Тщательно покройте наконечник пистолета для припоя: Тщательно покройте наконечник пистолета для пайки кремом для пайки.Чрезвычайно важно покрыть весь наконечник. В течение этой процедуры вы будете использовать значительное количество припойного крема, и он будет сочиться, так что будьте готовы. Если вы оставите открытую точку наконечника, он будет иметь тенденцию собирать остатки флюса и не будет проводить температуру великолепно, поэтому покройте наконечник пистолета припоя вверх и вниз, полностью вокруг него, чтобы полностью обернуть его в сжиженный припой.
5. Очистите наконечник паяльного пистолета : Поскольку вы уверены, что наконечник припоя полностью покрыт припоем, очистите наконечник на влажной губке, чтобы избавиться от остатка флюса.Выполняйте это действие без промедления, чтобы не было случая, когда флюс высохнет и станет твердым.

Вы сделали! Вы только что законсервировали свой наконечник паяльника. Это следует делать каждый раз, когда вы заменяете наконечник или протираете его, чтобы паяльник сохранял первоклассную теплопередачу.

Что следует помнить для безопасной пайки?

Поскольку пайка в целом не является опасным видом деятельности, все же есть один и несколько моментов, которые следует иметь в виду.Основным и наиболее очевидным является то, что он воздействует на высокие температуры. Паяльные пистолеты имеют температуру около 350F или более и могут очень быстро вызвать серьезные ожоги. Обязательно используйте подставку для удержания паяльника и держите проволоку подальше от мест скопления людей. Сам паяльник может упасть, поэтому логично избежать пайки над непокрытыми частями тела. Обязательно работайте в правильно освещенной комнате или регионе, где у вас достаточно места, чтобы расставить разные части вокруг. Убедитесь, что ваше лицо никогда не находится прямо над паяными швами, потому что дым от флюса и других покрытий будет мешать вашей дыхательной системе и глазам.Большая часть пайки состоит из свинца, поэтому вы должны избегать прикосновения к лицу во время работы с паяльником и всегда ополаскивать руки перед тем, как есть.

Что такое паяемость?

Паяемость подложки — это оценка легкости, с которой узел припоя может быть изготовлен с такими кусочками.

Советы и рекомендации по пайке:

Пайка — это то, что требует практики. Эти советы должны помочь вам добиться успеха, чтобы вы могли прекратить практику и подготовиться к выполнению некоторых серьезных задач.

• Использовать радиаторы: Радиаторы необходимы для проводов чувствительных зубчатых колес, таких как транзисторы и ИС. Если у вас нет зажима на радиаторе, то пара плоскогубцев — отличная альтернатива.
• Держите наконечник паяльника в чистоте: Аккуратный наконечник из железа означает улучшенную теплопроводность и улучшенное соединение. Используйте влажный кусок губки, чтобы вытереть кончик между суставами. Поддерживать кончик припоя хорошо консервированным.
• Двойные проверки соединений: При сборке сложных цепей рекомендуется проверять соединения после их пайки.Принесите в игру лупу, чтобы визуально изучить сустав и измерительный прибор, чтобы проверить сопротивление.
• Первоначально мелкие детали припоя: Провода перемычки припоя, резисторы, диоды и все другие мелкие детали перед тем, как приступить к пайке больших деталей, таких как транзисторы и конденсаторы. Это делает сборку намного проще.
• Установите чувствительные части на конце: Вставьте в конец полевые МОП-транзисторы, КМОП-интегральные схемы и другие чувствительные детали, чтобы избежать их повреждения при сборке других компонентов.
• Используйте достаточную аэрацию: большинство потоков пайки не должно всасывать воздух. Избегайте вдыхания образовавшихся паров и убедитесь, что область, в которой вы работаете, имеет достаточную вентиляцию, чтобы остановить накопление токсичного дыма.

Нажмите «Техника пайки», чтобы узнать о процессе пайки практически.

Что такое паяльная паста и как ее использовать »Electronics Notes Паяльная паста

наносится на доски для поверхностного монтажа перед сборкой и укладкой, а при прохождении через инфракрасную машину для оплавления плавится, образуя паяные соединения.

---

SMT Пайка Включает:
SMT пайка Волновая пайка Оплавление пайки Пайка BGA Что такое паяльная паста и как ее использовать

Смотри также: Основы пайки Ручная пайка: как паять Паяльники Инструменты для пайки Припой — что это такое и как им пользоваться Пайка — секреты, как это сделать правильно Паяные соединения

---

Паяльная паста

— это форма припоя, которая используется вместе с машинами для инфракрасного оплавления в процессе сборки печатной платы.

Паяльная паста

используется в сборке печатных плат, так как она обеспечивает значительные преимущества, а ее форма делает процесс простым и легким.

Паяльную пасту можно подавать в рамках крупномасштабной сборки печатных плат или даже при производстве опытных образцов. Фактически это используется в большинстве форм сборки SMT, доказывая простоту использования среды для припоя.

Что такое паяльная паста

Паяльная паста

представляет собой смесь мелких припоев, удерживаемых в специальной форме припоя.Как видно из названия, он имеет текстуру пасты и, следовательно, название.

Тот факт, что это паста, означает, что ее можно легко наносить на плату во время сборки печатной платы.

Частицы припоя представляют собой смесь припоя. Традиционно это были олово и свинец, но во всем мире было введено законодательство, позволяющее использовать только бессвинцовые припои. Они могут быть сделаны из различных смесей. Одним из них является олово на 99,7% и медь на 0,3%, тогда как существуют другие смеси, которые включают другие металлы, включая олово.

Паяльная паста марок

Существуют различные сорта паяльной пасты, и можно выбрать необходимый тип, чтобы соответствовать используемому процессу сборки печатной платы. Паяльная паста сортируется по размеру мелких шариков припоя. Поскольку они не могут быть точно оценены, у различных типов есть полоса размеров шариков припоя, между которыми 80% мелких шариков припоя падают.

Обозначение типа IPC	Размер частиц (мкм) *
Тип 1	75 — 150
Тип 2	45 — 75
Тип 3	25 — 45
Тип 4	20 — 38
Тип 5	10 — 25
Тип 6	5 — 15
Тип 7	2 — 11
Тип 8	2 — 8

* Минимум 80% между заявленными размерами

Припой

также можно классифицировать в зависимости от типа используемого флюса:

• Паяльные пасты на основе канифоли: Пасты на основе канифоли изготовлены из канифоли, натурального экстракта сосен.Эти флюсы могут быть очищены, если требуется, после процесса пайки с использованием растворителя (возможно, включая хлорфторуглероды).
• Водорастворимые паяльные пасты на основе флюса: Водорастворимые флюсы состоят из органических материалов и гликолевых основ. Для этих флюсов существует большое количество чистящих средств.
• Чистая паяльная паста отсутствует: Флюс неочищенного цвета изготавливается из смол и различных уровней твердых остатков. Неочищенные пасты экономят не только расходы на уборку, но и капитальные затраты и площадь.Хотя паяльные пасты на основе неочищенного флюса звучат привлекательно, им требуется очень чистая среда сборки и может потребоваться инертная среда для оплавления.

Паяльная паста для хранения

Чтобы гарантировать, что паяльная паста пригодна для доказательства высочайшей производительности сборки печатных плат, необходимо убедиться, что она сохраняет требуемые свойства. Для этого необходимо, чтобы паяльная паста хранилась правильно. Он всегда должен храниться в герметичном контейнере для предотвращения окисления.Очень большая площадь поверхности мелких сфер припоя означает, что окисление может представлять очень большую проблему.

Кроме того, припой должен храниться при низких температурах. Это не только снижает скорость любого окисления, но также снижает скорость, с которой флюс ухудшается. Хотя низкая температура является обязательной, ее не следует хранить при температуре ниже нуля.

Ввиду того, как паяльная паста может разлагаться, она также имеет определенный срок годности и ее не следует использовать после истечения срока годности.Если используется старая паяльная паста, существует явный риск гораздо более высокой степени дефектности, и стоимость любой произведенной переделки будет намного выше стоимости замены паяльной пасты.

Как использовать паяльную пасту

При использовании паяльной пасты в массовых сборках печатных плат, а также в сборке опытных печатных плат проводится ряд этапов. Первая паяльная паста наносится на печатные платы. Паяльная паста наносится только на участки, где требуется припой. Это достигается с помощью трафарета для паяльной пасты, который пропускает паяльную пасту только в определенных областях.

Есть много способов достичь этого, но обычно над доской ставится трафарет, и при этом наносится паста, гарантирующая, что наносится необходимое количество — слишком мало, и на соединениях будет достаточно припоя — слишком много, а на соединениях будет слишком большим, и могут быть плохие швы и даже шорты между соседними подушками и т. д.

После того, как паяльная паста была нанесена на печатную плату, она затем передается в машину захвата и размещения, где добавляются компоненты.Паяльная паста имеет достаточное натяжение, чтобы удерживать компоненты на месте. Однако на этом этапе следует соблюдать осторожность, чтобы не повредить плату, иначе компоненты могут сдвинуться с места. Кроме того, плата должна быть припаяна в течение нескольких часов после размещения, иначе паяльная паста может испортиться.

Закупка паяльной пасты

Паяльная паста

, очевидно, может быть приобретена в промышленных количествах для крупных сборочных предприятий, но ее можно купить и в меньших количествах.Его можно приобрести в ваннах и шприцах. Они особенно полезны для приложений, таких как общие области или области переделки BGA, или для сборки небольших прототипов.

Паяльная паста

широко используется при сборке печатных плат — как при серийном производстве, так и при сборке опытных печатных плат. Это обеспечивает превосходный метод нанесения припоя, который применим для больших и малых форм сборки печатных плат.

При аккуратном использовании это позволяет производить очень высококачественные паяные соединения, однако, если это необходимо поддерживать, требуется очень тщательный контроль процесса, и любые обнаруженные проблемы необходимо возвращать в процесс для устранения проблемы как как можно быстрее.В частности необходимо применять правильное количество и в правильном месте. Кроме того, паяльная паста должна использоваться в пределах срока годности, чтобы гарантировать, что соединения соответствуют требуемому стандарту.

Другие строительные идеи и концепции:
Пайка SMT компонентная пайка ESD — Электростатический разряд Производство печатных плат Сборка печатной платы
Вернуться в меню «Конструкционные методы». , ,

.

13 распространенных проблем с пайкой печатных плат, которых следует избегать

Ручная пайка всегда считалась отличительной чертой, которой обладает каждый мастер электроники, обладающий навыками гики. Пайка никогда не была ракетостроением. Для новичков это может быть забавное занятие, и при достаточной практике это легко освоить.

Несмотря на то, что любой может бросить припой на печатные платы, независимо от того, получаете ли вы классные паяные соединения или откровенные качества пещерного человека, это совсем другое дело.Поскольку компоненты становятся меньше и компактнее, вероятность возникновения проблем при пайке возрастает. И если ваша печатная плата будет использоваться для важного применения, как никогда важно знать, как выглядит хорошее паяное соединение.

Компоненты становятся все меньше и меньше …
(Источник: Surfacemountprocess)

Вот руководство, которое поможет вам понять, что хорошо, а что нет, чтобы вы могли быть уверены, что избежите этих проблем с пайкой для своих домашних проектов или просто сможете провести оценку качества собранных печатных плат, полученных от третьей стороны.

Идеальные паяные соединения

При поиске дефекты пайки, полезно иметь образ идеального паяного соединения для сравнение.

Идеальное сквозное паяное соединение — это как Херши Поцелуй

• 
• 

Идеальное сквозное паяное соединение
(Источник: unbrokenstring)

Идеал паяное соединение для сквозных компонентов представляет собой «вогнутый желобок», который имеет гладкая и блестящая вогнутая поверхность под углом от 40 до 70 градусов от горизонтальный, который выглядит как форма поцелуя Херши.Может быть достигается при правильной температуре паяльника с оксидом слой очищен от контактов печатной платы.

Идеальное поверхностное паяное соединение

Точно так же у хороших SMD паяных соединений также есть гладкие, вогнутые желобки.

Идеальный SMD паяное соединение
(Источник: поэта)

Следовательно, Общие характеристики хорошего паяного соединения:

— Имеет хорошее и полное смачивание

— имеет вогнутое филе

— блестящий и чистый

Паяные швы

К сожалению, существует много способов, с помощью которых паяные соединения могут пойти не так, поскольку пайка, кажется, всегда идет туда, куда не следует.

Качество паяного соединения для сквозных компонентов
(Источник: gaudi.ch)

1. Соединение припоя

• 
• 

Неприятные паяльные перемычки — сквозное и поверхностное крепление
(Источник: Pimoroni, Youtube-Androkavo)

из многих проблемы, вызванные все меньшими и меньшими компонентами верхняя часть списка. Это формируется, когда два или больше паяных соединения становятся случайными связаны, как правило, из-за чрезмерного применения припоя между соединениями или используя паяльные наконечники, которые слишком велики или широки.Идентификация паяного моста иногда может быть сложным, так как паяные перемычки могут быть микроскопическими по размеру. Если оставленный незамеченным, это может привести к короткому замыканию и вызвать сгорание компонента вверх.

Паяльную перемычку можно исправить, удерживая утюг в центре перемычки, чтобы расплавить припой, и протягивая его, чтобы сломать перемычку. Если паяная перемычка слишком велика, избыток припоя можно удалить с помощью присоски.

2. Чрезмерный припой

Чрезмерный припой легко узнать по их круглой форме
(Источник: Андрокаво, Youtube)

Если вы испытываете энтузиазм и прикладываете слишком много припоя к булавке, то вы получите избыточное наращивание, которое характеризуется его округлой формой.Обычное предположение новичка — чем больше припоя, тем лучше, но, хотя большее количество припоя должно увеличивать количество материала, образующего соединение, трудно понять, что на самом деле произошло под этой массой припоя. По-прежнему существует вероятность того, что ни штифт, ни подкладка не будут должным образом смачиваться. Это также увеличивает риск образования паяных перемычек, поэтому лучше быть в безопасности, чем потом сожалеть. Обычно достаточно достаточного количества припоя для надлежащего смачивания штифта и подушек, и вогнутая поверхность остается наилучшей формой, так как это позволяет нам лучше получить доступ к смачиванию соединения.

3. Припой Balling

Шарики припоя

также являются одним из наиболее распространенных дефектов пайки, которые обычно возникают при пайке волной или оплавлением. Он выглядит как небольшая сфера припоя, которая прилипает к поверхности ламината, резиста или проводника. Шарики припоя могут быть результатом нескольких факторов, таких как неправильная печать паяльной пасты, плохие настройки температуры оплавления, грубый дизайн печатной платы или использование окисленных электронных компонентов.

4.Холодный сустав

Комковатый и тупой холодный сустав
(Источник: Андрокаво, Youtube)

Поверхность холодных суставов выглядит тусклой, комковатой и с пятнами. Это, как правило, вызвано недостаточным теплом, передаваемым соединению для его полного расплавления, что может быть результатом множества разных вещей. Утюгу припоя или самому соединению, возможно, не дали достаточно времени, чтобы нагреться достаточно, температура железа не может быть установлена ​​достаточно высокой, чтобы расплавить конкретный тип используемого припоя (например,грамм. Бессвинцовый припой имеет более высокую температуру плавления) или, это может быть результатом конструкции самих прокладок и следов. Например, прокладка, соединенная непосредственно с заземляющей плоскостью без учета термического сброса, приведет к тому, что тепло паяльника будет потеряно для заземляющей плоскости. Если вы нашли упорное паяного соединения, который отказывается сжиженном то дизайн может быть в вине. Если не исправить должным образом, трещины с большей вероятностью будут образовываться с течением времени, что приведет к возможному отказу.

5.Перегретый сустав

Пригоревшее паяное соединение (больше похожее на пригоревшую паяльную маску)

Подобно тому, как слишком мало тепла вызовет шаткие суставы, слишком много тепла также вызовет головную боль. Перегретые паяные соединения могут возникать в результате слишком высокой температуры паяльника или из-за того, что припой не течет, возможно, из-за того, что на поверхности прокладки или свинца уже есть слой оксида, что препятствует достаточному теплообмену и, следовательно, оставляет вам нагрев слишком долго.Надеемся, что нанесенный ущерб не будет серьезным (возможно, просто какой-то сгоревший флюс), но он может привести к тому, что колодки будут полностью подниматься, убивая доску или требуя дорогостоящего ремонта. Избегайте этого, выбрав правильную температуру паяльника и используйте флюс для очистки грязных соединений и прокладок.

6. Надгробие

• 
• 

Дефект надгробной плиты — поверхностный монтаж и сквозное отверстие
(Источник: Youtube — BermNarongGamer, Epectec)

Компонент с надгробными плитами, как правило, представляет собой компонент для поверхностного монтажа, такой как резистор или конденсатор, одна сторона которого снята с контактной площадки.В идеале припой прикрепится к обеим прокладкам и начнет процесс смачивания. Но если припой на одной прокладке не завершил процесс смачивания, одна сторона компонента будет наклоняться на его сторону, похожую на надгробную плиту, и, следовательно, на ее зловещее название.

При пайке оплавлением все, что может привести к плавлению паяльной пасты на одной прокладке до того, как другая может вызвать надгробие. Например, отсутствие конструкции теплового рельефа или неравные толщины следов, которые соединяются с колодками. При пайке волной на компоненты с большими телами физически проталкивается входящая волна припоя, в результате чего компонент фиксируется надгробным способом.Инженеры-компоновщики должны учитывать направление волны при разработке плат, предназначенных для пайки волной.

7. Недостаточное смачивание (сквозное отверстие)

Накладка и палец не смачиваются полностью

Соединения, которые не полностью увлажнены, являются слабыми и не образуют прочной связи с платой. В идеале припой должен достигать 100% смачивания подушечкой и штифтом, не оставляя зазоров или промежутков. Недостаточное смачивание штифтов и прокладки происходит из-за того, что они не подводят тепло и к булавке, и к подушке, а также не дают припою достаточно времени для вытекания.Иногда это может быть связано с грязной доской. Техника для ремонта заключается в тщательной очистке платы и равномерном нагреве колодки и булавки.

8. Недостаточное смачивание (поверхностный монтаж)

3 штифта справа не смачиваются полностью. Нагревались только провода, поэтому припой не перетек на контактные площадки.

Точно так же компоненты SMD также могут страдать от недостаточного смачивания. На изображении выше, 3 контакта SMD-компонента не имеют хорошего смачивания соответствующими контактными площадками.Припой на штифтах не мог течь на прокладки, так как вместо прокладки штифт нагревался. Решением для исправления этого дефекта является нагрев паяльной пластины с помощью наконечника вашего паяльника, затем нанесение большего количества припоя, пока он не начнет течь и плавиться вместе с припоем, уже находящимся на штыре.

9. Пайка пропускает

Припой заметно отсутствует на левой накладке
(Источник: Epectec)

Паяное соединение, которое не смачивается припоем, обычно называют пропуском припоя.Это происходит, когда припой пропускается через площадку для поверхностного монтажа, что приводит к обрыву цепи. Причиной пропусков припоя может быть сочетание проскальзываний в конструкции или при изготовлении. Возможно, вы поместили неровный размер пэда, или ваш производитель мог использовать неверную высоту волны между вашей платой и паяльной волной.

10. Поднятые колодки

(Источник: Китроник)

Поднятая подушка — это подушка припоя, которая отсоединилась от поверхности печатной платы, возможно, из-за чрезмерного усилия на существующем соединении или избыточного нагрева.С такими прокладками трудно работать, поскольку они очень хрупкие и могут легко оторваться от следов. Необходимо приложить все усилия, чтобы приклеить прокладку обратно к плате, прежде чем паять ее.

11. Припой голодный

Припой не полностью заполнил сквозное отверстие на этом рисунке
(Источник: Китроник)

Как следует из названия, у соединения, испытывающего недостаток припоя, недостаточно припоя для образования прочного электрического соединения. Здесь, вероятно, к свинцу прикладывалось недостаточное тепло, что приводило к плохому соединению.Вполне возможно, что это соединение будет работать, поскольку еще есть электрический контакт. Тем не менее, соединение, истощенное припоем, может в конечном итоге выйти из строя, так как трещины со временем развиваются и ослабляют соединение. К счастью, спасение паяного соединения не сложно. Просто разогрейте соединение и добавьте больше припоя.

12. Брызги припоя / лямки

• 
• 

Паяльные брызги на следах (слева) и вокруг компонентов поверхностного монтажа (справа)
(Источник: Качество изготовления.NASA & Texas Instruments)

Эти кусочки припоя прилипают к маске припоя неопрятными брызгами, создавая вид паутины. Эти нити неправильной формы вызваны недостаточным использованием флюса или наличием загрязняющих веществ на поверхности плат во время пайки волной, и они угрожают вызвать короткое замыкание.

13. Отверстия для штифтов и выдувных отверстий

• 
• 

Дефект отверстия для булавки (слева) и дефект выдувного отверстия (справа)
(Источник: eptac)

Отверстия под штифты и дефекты выдувания можно легко распознать, так как они выглядят как отверстия в паяном соединении.Термины «штифт» или «выдувное отверстие» дадут представление о размере отверстия, причем штифт, относящийся к маленьким отверстиям и отверстиям для выдувания, представляет собой отверстия гораздо большего размера. Вместо того, чтобы быть результатом плохой ручной пайки, булавка и выдувные отверстия обычно образуются в процессе пайки волной припоя. Влага внутри плат нагревается до газа во время пайки и выходит через припой, когда он еще находится в расплавленном состоянии. Пустоты образуются, когда газ продолжает выходить, когда паяное соединение затвердевает.Некоторые способы, которые используются, чтобы избежать этой проблемы, — это выпекать или подогревать доски для удаления влаги и иметь минимальную толщину медного покрытия около 25 мкм в сквозных отверстиях.

Что можно сделать, чтобы избежать проблем с пайкой?

Несмотря на то, что не существует надежного метода для полного предотвращения проблем с пайкой, есть некоторые хорошие привычки, которые мы можем принять во время проектирования печатной платы и пайки, чтобы снизить риск возникновения проблем с пайкой.

1. Рассмотрим дизайн маски припоя

Как правило, зеленого цвета, припой маскирует тонкое полимерное покрытие, нанесенное на поверхность печатных плат для защиты меди от окружающей среды.Помимо предотвращения окисления, они также предотвращают образование паяных перемычек, так как припой плохо прилипает к покрытию. Следовательно, паяльная маска может быть спроектирована между контактными площадками для формирования плотины паяльной маски. Это особенно полезно для интегральных схем и BGA, где зазор между контактными площадками может составлять всего несколько тысячных дюйма.

2. Поставьте фидуциальные отметки

Контрольные отметки представляют собой круглые отверстия для паяльной маски с круглой оголенной медью в центре, которые размещаются на вашей печатной плате на этапе проектирования печатной платы.Для компонентов, требующих специальной обработки, имеются метки на панели и метки отдельных компонентов. Машины с захватом и размещением рассматривают их как контрольные точки на печатной плате для выравнивания компонентов SMD на вашей плате во время сборки. При правильном использовании точность размещения может быть улучшена. Точно так же, если проверочные метки плохо спроектированы (например, плохое размещение или недостаточно проверочных знаков), они могут привести к плохой ориентации, увеличивая риск проблем с пайкой.

Расположение меток на печатной плате
(Источник: pcb-3d)

3.Чистка и лужение кончика вашего паяльника

Плохое обслуживание наконечника является одной из основных причин плохой пайки соединений. Любые загрязнения или окисление на наконечнике уменьшат способность паяльного утюга проводить тепло, что, в свою очередь, снизит качество ваших паяных соединений. Следовательно, важно заботиться о ваших наконечниках припоя. Перед тем, как приступить к пайке, не забудьте почистить кончик утюга, потерев его о чистящую подушку. Если паяльное жало уже сильно окислено, вы можете использовать активатор жала, чтобы спасти его.Просто погрузите его в пастообразное вещество, переместите и позвольте абразивам выполнять свою работу, и поверхность снова станет блестящей.

После того, как это сделано, кончик вашего железа также должен быть луженым. Очищение наконечника вашего утюга означает покрытие наконечника слоем припоя, чтобы защитить наконечник от окисления и улучшить его способность проводить тепло. Очищайте и оловянный наконечник паяльника после каждых двух или трех спаянных соединений и еще один раз в конце каждого сеанса пайки.Это продлит срок службы вашего паяльника и улучшит качество ваших паяных соединений!

Нет ничего лучше хорошего блестящего паяльного наконечника
(источник: weller-tools)

4. Практика делает совершенным

Пайка — это навык, который становится лучше, когда вы больше тренируетесь! Вы можете практиковаться сколько угодно на старой плате или на плате для пайки, прежде чем приступать к реальным проектам, которые слишком драгоценны, чтобы их разрушать. Попробуйте различные методы, найдите способ, которым паяльник лучше всего подходит к вашей руке, оцените, как долго вы должны держать припой и наконечник на месте и совершать тонны ошибок.

Чтобы сделать пайку более удобной, компания Seeed выпустила миниатюрный паяльник в виде ручки. Благодаря встроенному в рукоятку индикатору температуры и схеме управления пайка делает процесс пайки еще более увлекательным и плавным.

• 
• 

Отбрось свои тяжелые паяльники для этого миниатюрного!

5. Работа с хорошим сборочным домом печатных плат

Если ручная пайка и сборка для ваших собственных компонентов слишком хлопотны, или если вы думаете, что работа с крошечными компонентами выходит за пределы возможностей ваших простых смертных глаз, всегда есть возможность работать с профессиональным сборщиком печатных плат, который Опытный и знакомый с подводными камнями сборки печатных плат.Имея 10-летний опыт работы в отрасли, служба Seeed Fusion PCB Assembly (PCBA) способна быстро найти компоненты и собрать полную плату для вас.

Это все, что у нас есть на данный момент. У вас есть паяное соединение, которым вы хотели бы поделиться? Поделитесь ими в разделе комментариев ниже!

---

Пожалуйста, следуйте и нам нравится:

Продолжить чтение

,

No related posts.