Выбор припоя — различные сплавы, типы флюсов и т. д. — Нейрохром
Как вы, наверное, заметили, статьи в моей базе знаний не содержат рекламы. Вместо того, чтобы отвлекать вас назойливой рекламой, прошу вашего пожертвования. Если вы считаете содержимое этой страницы полезным, рассмотрите возможность сделать пожертвование, нажав кнопку «Пожертвовать» ниже.
Выбор припоя
Выбор правильного припоя для вашего электронного проекта может быть немного сложным для многих новичков и довольно запутанным даже для опытных ветеранов. Моя цель на этой странице – дать вам, любителям, некоторую ясность, чтобы вы могли сделать осознанный выбор.
Для начала: Вы хотите использовать припой, предназначенный для использования в электронике, а не припой для сантехники. В сантехнике вы наносите флюс кистью, а сам припой не содержит флюса. Это бесполезно для электроники. Сантехнический флюс слишком кислый для использования в электронике, а также невероятно грязный.
Флюс
Существует три различных вида флюса для пайки электроники. Основное отличие заключается в сложности удаления флюса.
- Водорастворимый . Основное преимущество водорастворимого флюса заключается в том, что его относительно легко удалить. Промойте контур теплой проточной водой и при необходимости потрите щеткой с мягкой щетиной.
Также можно использовать ультразвуковой очиститель. Промойте деионизированной (DI) или паровой дистиллированной водой. Основным недостатком этого типа флюса является то, что он имеет для удаления. - На основе канифоли . Традиционно флюс, используемый в припое для электроники, изготавливался на основе сосновой канифоли. Он доступен в трех «ароматах»: неактивированный (R), слегка активированный (RMA) и активированный (RA), причем последний является наиболее кислым из трех. Остатки флюса на основе канифоли обладают слабой коррозионной активностью и должны быть удалены после пайки. Обратите внимание, что припой RMA был разработан таким образом, что очистка, хотя и рекомендуется, может быть исключена. RMA также является наиболее распространенным типом припоя на основе канифоли. Флюс на основе канифоли можно удалить изопропиловым или изопропаноловым спиртом с последующей промывкой деионизированной водой. Обычно необходимо некоторое перемешивание щеткой с мягкой щетиной.
- Без очистки . Как видно из названия, формула флюса без очистки не требует очистки. Некоторые утверждают, что, хотя флюс без очистки не требует очистки, флюс все равно следует удалять. К сожалению, флюс, не подлежащий очистке, очень трудно удалить, что требует использования очистителей флюса, содержащих ацетон, гексан и другие агрессивные растворители.
- Не требует очистки, смывается водой . Этот тип флюса уникален для ChipQuik и сочетает в себе преимущества водорастворимых и не требующих очистки типов флюсов. Неочищенный, смываемый водой флюс является неотмывочным флюсом. Остатки, оставленные этим флюсом, не вызывают коррозии и не проводят ток, и их следует оставлять на печатной плате после пайки. Однако, в отличие от обычного флюса без очистки, смываемый водой флюс ChipQuik можно удалить, промыв печатную плату горячей (60 ºC) водой. Обратите внимание, что остатки, оставленные этим флюсом, не затвердевают. Скорее, он имеет тенденцию размазываться, и его можно стереть с доски. Несмотря на то, что это нечистый флюс, кажется, что его нужно счистить с платы.
Также можно использовать ультразвуковой очиститель. Промойте деионизированной (DI) или паровой дистиллированной водой. Основным недостатком этого типа флюса является то, что он имеет для удаления.
Несмотря на то, что это нечистый флюс, кажется, что его нужно счистить с платы.Если вы хотите свести к минимуму запасы припоя в вашем наборе инструментов, я предлагаю приобрести припой с флюсом RMA. В качестве альтернативы я предлагаю использовать водорастворимый флюс для контуров, которые можно легко очистить, и флюс без очистки в ситуациях, когда очистка затруднена или невозможна.
Обратите внимание, что многие материалы для ремонта печатных плат, такие как оплетка для удаления припоя (например, Solder-Wick), содержат флюс. Убедитесь, что ваши различные источники флюса совместимы, например, если вы паяете с флюсом RMA, обязательно используйте Solder-Wick с флюсом RMA для удаления припоя.
Очистители флюса
Проблема остатков флюса в том, что они гидрофильны, т.е. притягивают воду. Это означает, что любой остаток флюса на печатной плате вызовет значительные токи утечки в дождливый день. У вас может быть схема, которая хорошо работает в сухом климате, но не работает в прибрежном климате.
Сочетание воды и остатков флюса также вызывает коррозию и может со временем привести к выходу из строя ваших цепей. Как отмечалось выше, исключениями являются остатки, оставленные флюсом без очистки, которые не являются коррозионными, и остатки флюса RMA, которые обладают очень слабой коррозионной активностью, что позволяет исключить стадию очистки.
Средства для удаления флюса различаются по степени агрессивности: от легких до тяжелых. Средства для удаления флюса для легких условий эксплуатации, как правило, основаны на изопропиле или изопропаноле, тогда как средства для удаления флюсов для тяжелых условий эксплуатации включают ацетон, гексан и другие довольно неприятные растворители. Эти очистители легко воспламеняются и должны использоваться только в хорошо проветриваемых помещениях. Я настоятельно рекомендую вам прочитать паспорт безопасности материала (MSDS) перед использованием любого из этих средств для удаления флюса. Обратите внимание, что помимо личной безопасности некоторые средства для удаления флюса растворяют пластик, поэтому будьте осторожны.
Лично мне нравится Chemtronics Flux-Off No Clean Plus, который можно приобрести у Mouser в США. Он не отправляется авиапочтой из-за воспламеняемости. Это относительно агрессивное средство для удаления флюса и, как правило, оставляет на печатной плате тусклые следы. Этот остаток можно удалить промывкой водой. MG Chemicals (и многие другие) также производят средства для удаления флюса.
С любой собранной платы, которую я отправляю заказчику, будет удален флюс.
Припой
Существует две основные группы припоев, используемых в электронике: свинцовые и бессвинцовые, последние доминируют в производстве электроники сегодня из-за экологических проблем , связанных с утилизацией электронных продуктов.
Бессвинцовый припой имеет не самую лучшую репутацию, отчасти из-за технических проблем с процессом пайки. Большинство сплавов бессвинцовых припоев плавятся при более высокой температуре (около 220-250 ºC), чем оловянно-свинцовые припои (около 180-190 ºC).
Таким образом, переход от свинцового припоя к бессвинцовому потребует изменения температуры жала паяльника. Типичная температура наконечника для пайки свинцом составляет 320-370 ºC (600-700 ºF). Для бессвинцового нагрева температура должна быть увеличена до 370-425 ºC (700-800 ºF). В дополнение к более высокой температуре наконечника необходимо увеличить время выдержки. Паяное соединение может быть выполнено припоем на основе свинца менее чем за секунду. При использовании бессвинцового припоя это время необходимо увеличить, чтобы избежать соединений холодной пайки.
Припой с содержанием свинца
Опасность для здоровья: Припой с содержанием свинца содержит свинец (DUH!). При попадании внутрь свинец накапливается в жировых тканях организма, в том числе в миелиновой оболочке, окружающей нервные волокна головного мозга. Это может привести к повреждению головного мозга, особенно у младенцев и маленьких детей. В основном это проблема литья свинца, когда свинец нагревается почти до точки кипения.
Температуры, используемые при пайке, намного ниже. Основной риск воздействия свинца связан с тем, что свинец стирается с припоя на ваши пальцы. Пожалуйста, убедитесь, что вы не едите и не пьете во время пайки. Тщательно вымойте руки, когда закончите пайку.
Для пайки электроники обычно используются три сплава на основе свинца:
- 60/40 (Sn/Pb) . Основным преимуществом припоя 60/40 является стоимость, поэтому большая часть старого оборудования собиралась с использованием этого типа припоя. Основным недостатком этого сплава является то, что он имеет область пластичности 5 ºC. Припой 60/40 становится пластичным (податливым, но не совсем расплавленным) при 183 ºC и плавится при 188 ºC. Припой проходит через одну и ту же пластиковую область по мере остывания, и если соединение нарушается или перемещается, когда припой проходит через пластиковую область, образуется холодное паяное соединение. Это может сделать ручную пайку разочаровывающей, особенно для новичка. Пока паяное соединение остается неподвижным до тех пор, пока припой полностью не затвердеет, пластиковая область не имеет практического значения для паяных соединений.
- 63/37 (Sn/Pb) . Припой 63/37 является эвтектическим сплавом, что означает, что он переходит из твердого состояния в жидкое без пластичности. Припой 63/37 плавится при 183 ºC. Этот тип припоя немного дороже, чем 60/40, но отсутствие пластиковой области делает его более удобным в работе и более удобным для начинающих. Соединения, выполненные с использованием этого припоя, будут выглядеть более блестящими, чем соединения, выполненные с использованием припоя 60/40. Это чисто косметический эффект.
- 62/36/2 (Sn/Pb/Ag) . «Серебряный» припой 62/36/2 набирает популярность в аудиокругах — вероятно, потому, что он дороже и содержит серебро. Для пайки медных проводов и печатных плат нет никаких доказательств того, что «серебряный» припой должен быть лучше обычного припоя 60/40 или 63/37.
Пока паяное соединение остается неподвижным до тех пор, пока припой полностью не затвердеет, пластиковая область не имеет практического значения для паяных соединений.
С точки зрения электропроводности три типа отличаются друг от друга в пределах нескольких процентов. Прочность на растяжение припоя 62/36/2 примерно в два раза выше, чем у 60/40, но действительно ли это приводит к механически более прочным паяным соединениям, зависит от геометрии соединения.
Бессвинцовый припой
Разработка хорошего бессвинцового припоя была сложной задачей, и некоторые из лучших сплавов доступны только в виде паяльной пасты. Первым внедренным бессвинцовым сплавом был SAC305 (96,5/3/0,5 — Sn/Ag/Cu). Соединения, выполненные с помощью этого сплава, имеют матовый и зернистый вид, поэтому их невозможно отличить от холодных (неудачных) паяных соединений, выполненных припоем 60/40.
Я предлагаю уклоняться от этого сплава.
Некоторые из наиболее удобных в использовании сплавов бессвинцового припоя:
- ЦЕЛЬ Sn100C® . Этот сплав почти на 100 % состоит из олова. Он содержит 0,7 % меди, 0,05 % никеля, ≤0,01 % германия. Остальные ок. 99,25 % составляет олово. Никель и германий работают в тандеме, увеличивая поверхностное натяжение расплавленного припоя, тем самым сводя к минимуму образование мостиков припоя и улучшая заполнение отверстий. AIM Sn100C® — это эвтектический сплав с температурой плавления 227 ºC. Поскольку этот сплав – единственное место в городе для бессвинцового припоя, он довольно дорог и более чем вдвое превышает стоимость припоя со свинцом 63/37.
- Легированный германием 99,3/0,7 (Sn/Cu). Похоже, это универсальная версия AIM Sn100C®. Одним из примеров является сплав CQ100Ge™ компании ChipQuik.
- Кестер К100LD. Подобно вышеперечисленным сплавам, К100ЛД содержит 99,3 % олова и 0,7 % меди с небольшими количествами никеля и, в отличие от других сплавов, висмута. Это эвтектический сплав с температурой плавления 227 ºC.
- 99,3/0,7 (Sn/Cu) . Аналогичен AIM Sn100C® и CQ100Ge™, но без легирования никелем/германием. Отказ от легирования Ge/Ni снижает стоимость примерно на 5%. Этот сплав является эвтектическим и плавится при 227 ºC.
- 95/5 (Sn/Ag). Эффективность припоя 95/5 очень близка к 60/40 свинцовому припою, что очень привлекательно. Этот сплав имеет довольно большую область пластичности, поэтому не очень полезен для любителей. В пластичность вступает при 221 ºC, а плавится при 254 ºC. Из-за высокого содержания серебра этот тип припоя невероятно дорог.
Это эвтектический сплав с температурой плавления 227 ºC. Не рекомендуется смешивать свинецсодержащий и бессвинцовый припои. Поэтому убедитесь, что паяльные жала используются только для свинцового или бессвинцового припоя. Наконечник, залуженный свинцовым припоем, можно использовать для бессвинцовой пайки после 4-5 циклов тщательной очистки/повторного лужения, однако настоятельно рекомендуется выбрать один тип припоя для жала и придерживаться его.
В некоторых научно-исследовательских лабораториях есть отдельный паяльный стол для бессвинцового припоя, чтобы избежать перекрестного загрязнения.
Как правило, припои не следует смешивать. Поддержание чистоты химического состава припоя гарантирует, что только те сплавы, которые производитель припоя намеревался сформировать, действительно образуются при остывании припоя.
Диаметр
Выбор диаметра припоя, соответствующего выполняемой задаче, может значительно помочь в пайке. Припой малого диаметра значительно упрощает нанесение небольшого количества припоя. Это очень удобно для пайки компонентов поверхностного монтажа. Для более крупных компонентов, таких как компоненты с выводами или разъемы, использование припоя малого диаметра требует значительной длины припоя для подачи в соединение, что увеличивает время пайки и увеличивает риск перегрева компонентов.
Для работ, связанных с поверхностным монтажом устройств, я предпочитаю припой диаметром 0,5 мм.
Для выводных деталей и разъемов я использую припой диаметром 0,7 мм. Для большинства работ с электроникой хорошо подойдет припой диаметром от 0,4 до 1,0 мм. Если вы выполняете много работы с устройствами, монтируемыми на поверхность, стремитесь к нижнему пределу этого диапазона.
Срок годности
Да. Действительно! У припоя есть срок годности. Для упомянутых выше сплавов рекомендуется использовать припой в течение трех лет после изготовления. Тем не менее, я только сейчас заканчиваю рулон 0,7 мм флюсового припоя 60/40 RMA, который я начал в конце 1980-е годы и паяные соединения, которые я делаю сегодня, работают как никогда.
Однако соблюдайте срок годности паяльной пасты. Паяльная паста состоит из мелких шариков припоя, взвешенных во флюсе. Со временем флюс окисляется, что делает его неэффективным. В результате припой не течет должным образом, и становится очень трудно получить хорошее паяное соединение. Срок годности паяльной пасты около полугода. Охлаждая паяльную пасту, срок годности можно увеличить примерно до года.
Само собой разумеется, но, пожалуйста, не храните припой в холодильнике, который вы используете для еды!
Пожалуйста, пожертвуйте!
Был ли этот контент полезен для вас? Если да, рассмотрите возможность сделать пожертвование, нажав кнопку «Пожертвовать» ниже.
Полное руководство по пайке для гитаристов | Guitar.com
В разделе «Сделай сам» мы освещаем множество проектов по изготовлению усилителей и гитарной электроники. Возможно, мы считаем само собой разумеющимся, что все умеют паять, но даже те из нас, кто занимается пайкой десятилетиями, могут научиться чему-то новому.
Это руководство разделено на две части. В первой части я поделюсь некоторыми профессиональными советами по паяльному оборудованию и хорошей практикой. Во второй части я применю эту информацию к простому проекту, показав, как сделать высококачественный гитарный кабель.
Могучий утюг Существуют различные типы паяльников, и важно выбрать тот, который соответствует вашим потребностям.
Утюги в виде карандаша представляют собой интегрированные устройства с утюгом на одном конце и розеткой на другом. Большинство из них поставляются с подставкой, которая держит горячий утюг, пока вы находитесь между задачами. Это удобно, если вы надеетесь не прожечь дыры в своем верстаке, ковре или в себе. Не спрашивайте меня, откуда я знаю… Я просто знаю.
Утюги-карандаши могут быть включены или выключены, а их рабочая температура фиксирована. Напротив, паяльные станции включают в себя утюг и подставку, которая может быть встроена или не интегрирована, но станция позволяет вам устанавливать рабочую температуру утюга. Некоторые взаимодействуют с датчиком в наконечнике, чтобы поддерживать эту температуру.
Изображение: Shutterstock Еще одним вариантом являются паяльники. Они быстро нагреваются, но могут стать слишком горячими и не очень подходят для деликатной работы. Также доступны газовые паяльные горелки, но они лучше подходят для тонкой металлообработки, и если вы неопытны, вы можете что-то или кого-то поджечь.
Для работы с гитарой и усилителем я бы рекомендовал паяльную станцию с контролем температуры.
Различные работы по пайке требуют различной мощности паяльника. Вам не нужно много энергии, чтобы припаять сквозные компоненты к печатной плате, но пайка заземления на шасси усилителя выходит за рамки возможностей большинства паяльников. Общие работы по сборке гитары, требующие большей мощности, включают пайку заземляющих проводов на корпусах потенциометров и пружинных захватах Stratocaster. При сборке усилителя изрядное количество энергии также потребуется для сборки проушины и револьверной платы.
Изображение: Shutterstock Если у вас есть 15- или 20-ваттный паяльник, вы, вероятно, не сможете выполнять эти работы, потому что более крупные металлические детали действуют как радиатор, рассеивая тепло от утюга. Когда железо не может поддерживать достаточную температуру, припой не может плавиться и течь должным образом, образуя прочное соединение.
Вам также придется долго держать утюг на месте, и, несмотря на недостаточное количество тепла для пайки, вы все равно можете расплавить пластиковые детали и повредить хрупкие электронные компоненты.
Все утюги могут нагреваться до температуры, достаточной для плавления припоя, и более высокая мощность не обязательно означает, что утюг станет более горячим; на самом деле это означает, что он может поддерживать свою температуру, даже когда тепло рассеивается. Как правило, чем больше мощность, тем лучше, и утюга мощностью от 50 до 60 Вт должно быть достаточно для большинства работ.
Справа, к проводуПрипой для электронных устройств бывает двух видов — на основе свинца и без свинца. Повышение осведомленности об опасностях для здоровья, связанных со свинцом, привело к принятию законодательства, ограничивающего использование припоя на основе свинца в производстве.
Свинцовый припой обычно представляет собой смесь олова и свинца в пропорции 60/40, которая плавится при температуре около 190°C и использовалась во всех винтажных гитарах, педалях и усилителях.
Он по-прежнему широко продается и является лучшим вариантом для реставрационных работ. Также доступен припой с содержанием свинца 63/37, и его более быстрый переход из жидкого состояния в твердое может снизить риск «холодных» паяных соединений, когда детали двигаются до того, как припой затвердеет.
Бессвинцовый припой имеет более высокую температуру плавления, поэтому его немного сложнее использовать, и вам понадобится мощный паяльник. Это сплав олова, серебра и меди, и хотя бессвинцовые припои могут быть прочнее, они также могут быть более хрупкими.
Закон требует от производителей использовать бессвинцовый припой, и вы можете сделать то же самое по соображениям здоровья. С другой стороны, если вы относительно мало паяете и большая часть работы связана с обслуживанием и ремонтом старого оборудования, вы можете предпочесть использовать припой, содержащий свинец.
Я использовал и то, и другое, и, поскольку я предпочитаю этилированный, я часто использую небольшой вытяжной вентилятор, который всасывает пары припоя в угольный фильтр.
Электрический припой содержит канифольный флюс, который растворяет оксид металла, способствует растеканию припоя и способствует склеиванию с металлическими деталями. Сантехнический припой имеет кислотный флюс и не подходит для электроники. Доступны различные калибры припоя, но я считаю, что 0,7 мм подходит для большинства применений.
Верхние жалаПаяльники более высокого качества позволяют менять жала. Это важно по двум причинам: во-первых, наконечники изнашиваются, а во-вторых, в зависимости от выполняемой работы могут использоваться наконечники различной формы. 9№ 0003
Тонкие и острые наконечники конической формы идеально подходят для точных работ, таких как пайка разъемов для печатных плат. Некоторые наконечники больше похожи на маленькие стамески, а другие больше на отвертки с плоской головкой.
При пайке на корпусах потенциометров, где необходимо распределить тепло по более широкой площади, предпочтительнее использовать более плоский наконечник.
Какой бы наконечник вы ни использовали, рекомендуется поддерживать его в хорошем состоянии. Когда вы изо всех сил пытаетесь сделать паяные соединения, а расплавленный припой стекает с утюга, это указывает на то, что жало окислилось. Если он выглядит тусклым и черным, а не серебристым и блестящим, это почти наверняка так. Загрязнения на наконечнике также могут попасть в паяное соединение и привести к его выходу из строя.
Этому наконечнику несколько лет, и он проделал большую работу, но он в относительно хорошем состоянии и по-прежнему хорошо работает. Возьмите за привычку чистить наконечники припоя во время работы. Большинство подставок для утюгов имеют секцию поддона с губкой, которую следует смочить водой перед началом работы. Протирание жала влажной (не мокрой) губкой после каждого паяного соединения удаляет излишки припоя с жала.
Некоторые предпочитают использовать латунную или нержавеющую вату для очистки железных наконечников, чтобы предотвратить окисление.
После каждых нескольких стыков желательно протирать утюг, наносить свежий припой на жало и стирать излишки. Это предотвратит окисление наконечника, и это также следует делать в конце работы перед тем, как выключить утюг. Этот процесс называется «лужение», и здоровый наконечник утюга должен выглядеть блестящим. Вы также должны залудить новые наконечники перед их использованием.
Если вы чувствуете, что ваш наконечник перестал работать должным образом, а очистка и лужение не помогают, у вас есть несколько вариантов. Можно попробовать обработать его активатором наконечников или просто заменить. Наконечники относительно недороги, но вы должны выбрать подходящий для вашего утюга.
Не дуйте Припой не следует считать «металлическим клеем», который просто протирают утюгом и дают застыть. Припой должен течь на детали, чтобы образовалось хорошее соединение, а для этого требуется правильная техника пайки.
Будь то ножка резистора, торчащая через ушко или отверстие в печатной плате, или провода вывода конденсатора, намотанные на турель или метку, утюг следует использовать для нагрева области, где выполняется соединение. Когда область предварительно нагрета, а наконечник утюга все еще касается детали, доведите припой до контакта с соединением.
Припой должен плавиться и течь почти мгновенно, и главное здесь то, что припой проникает в соединение, а не образует каплю на поверхности. Не пытайтесь расплавить припой на наконечнике утюга, а затем перенести его на соединение, потому что флюс, который помогает припою склеиваться, испарится, не успев выполнить свою работу.
Изображение: Shutterstock Знание того, какую температуру установить и как долго нужно нагревать помещение, приходит с опытом. Свинцовый припой плавится при температуре около 190°C, а бессвинцовый припой – при температуре около 200°C. При работе с печатными платами температура железа около 325°C должна быть безопасной отправной точкой, поскольку крайне важно не повредить плату.