Свинцовая и бессвинцовая пайка

Количество композиций металлов, не включающих свинец, постоянно увеличивается. Благодаря многолетнему применению на практике, известность получили несколько основных составов. Для многих из них характерно явление эвтектики.

Оно заключается в том, что температура плавления сплава с тщательно подобранным соотношением металлических компонентов ниже, чем у любой другой смеси выбранных металлов. Эвтектические качества бессвинцового припоя позволяют снижать температуру нагрева рабочей зоны, экономить количество потребляемой электроэнергии.

Существуют общее требования к припоям без свинца – отсутствие лишних примесей. Посторонние металлы негативно влияют на качества шва:

• если в сплавах в небольших количествах находится никель, то шов может иметь полости;
• примеси алюминия приведут к получению тусклого и зернистого соединения;
• железо значительно увеличивает вероятность образования окалины;
• медь в избыточном количестве склонна увеличивать смачиваемость;
• сурьма может вызвать образование шва, хрупкого при невысоких показателях температуры.

Важно применять припои, сделанные авторитетными производителями. На предприятиях, профессионально занимающихся получением бессвинцовых припойных сплавов, много внимания уделяется контролю чистоты всех компонентов. Качеству такой продукции можно доверять.

• У сплавов олова с другими металлами понижается смачиваемость, в сравнение со свинцовыми;
• Нет возможности использовать в электронике, несмотря на высокую электропроводность, так как во время термоциклирования здесь образуется рост «усов» и появляется интерметаллическая поверхность, на которой потом возникают трещины;
• Температура плавления бессвинцового припоя является относительно высокой, как для пайки, что не позволяет использовать его для тонких металлов и чувствительных к термообработке.

Разновидности

С содержанием меди. Эта разновидность была создана для того, чтобы спаивать печатные платы. Это осуществляется волной припоя. Но он имеет более низкие механические качества в наплавленном состоянии, если сравнивать с другими разновидностями. Также не всегда требуется столь высокая температура плавления.

Бессвинцовый припой с содержанием меди

С содержанием серебра. Припой оловянный бессвинцовый является одной из самых популярных разновидностей. Они обладают высокими качествами спаивания, а также хорошими механическими характеристиками в наплавленном состоянии. Температура плавления их достигает более 220 градусов Цельсия. Это один из немногих вариантов, надежность которого может конкурировать со свинцовыми припоями.

Бессвинцовый припой с содержанием серебра

Многосоставный сплав меди, серебра и олова. Трехкомпонентный состав применяется долгое время, так как он был изобретен еще до появления серебряных припоев. У него более низкая температура плавления. Большую часто состава занимает олово, которое достигает более 90%. Здесь наблюдается хорошее свойство спаивания, а также повышенная крепость соединения. Исходя из экономических соображений, он является наиболее выгодным.

Висмут, серебро и олово. В нем наиболее низкая температура плавления, что улучшает способности к спаиванию, но понижает температурный предел эксплуатации. Спаивание у него наиболее высокое среди бессвинцовых разновидностей, тогда как смачиваетесь не всегда себя хорошо проявляет.

Химический состав

Выделяется несколько примеров содержание элементов в сплаве относительно металла, который используется как добавка, хотя в каждой марке оно может быть свое.

Основной элемент (олово), %

Технические характеристики популярных марок

Максимальная температура плавления, градусы Цельсия

Arconium Specialty Alloy

Для бессвинцовых покрытий и печатных плат.

AIM Products U.S. Deptartament of Energy

AIM Products U.S. Deptartament of Energy

Особенности выбора

Выбор подходящей марки зависит от состава бессвинцового припоя.

Если нет подходящего варианта, то иногда применяют в качестве заменителя отечественную марку ПСР 45, которая содержит всего 0,5% свинца.»

В большинстве случаев олово занимают основное место в составе, так что его характеристики больше всего влияют на общие свойства. Чем его больше, тем мягче будет проходить спаивание, но будет ниже крепость соединения. Также у него ниже температура плавления. Материал в итоге получается очень мягким.

Повышение количества меди в составе увеличивает температуру плавления и твердость. Ее зачастую немного, но даже нескольких процентов вполне достаточно, чтобы изменить характеристики состава. Серебро также повышает температуру плавления и крепость, но делает это более мягко. Его наличие в составе позволяет повысить качество шва без особых негативных моментов, но он же влияет и на стоимость марки. Следует обратить внимание, что существуют также добавочные материалы, как висмут, сурьма и прочие. Они предназначаются для особых случаев спаивания, которые требуются в производстве и не всегда нужны в частной сфере. Как правило, они имеют более высокую стоимость.

Особенности пайки

У многих может возникнуть вопрос, как паять бессвинцовым припоем. Здесь нет больших отличий от стандартной процедуры. Требуется подготовить поверхность металла, расплавить припой и нанести его на спаиваемую часть. Затем нужно дать остыть и проверить качество соединения. Особенностью является температура пайки бессвинцовым припоем, так как она ниже и соответственно, подогрев должен производиться в другом режиме.

Популярные фирмы производители

Данная продукция производится следующими компаниями:

• Castolin;
• Chemet;
• Asahi;
• KingBo;
• MasterTool.

Возможности термодинамики

Передача тепла между установкой для пайки оплавлением
и электронным модулем может быть описана
при помощи следующего соотношения:

где α— коэффициент теплообмена (Вт/м 2 K); t — время (с); A — площадь (м 2 ); ΔT — разница температур (K).

При этом в процессе пайки оплавлением время определяется
скоростью перемещения электронных модулей.
Разная скорость перемещения при постоянно
одинаковой разнице температур (температура печи
минус температура электронных модулей) должна
приводить к различным тепловым потокам в электронный
узел. Иначе говоря — изменение скорости
перемещения неизбежно влияет на температурный
профиль, использующийся для конкретного электронного узла. Это отчетливо видно на рис. 1.

При уменьшении скорости перемещения,
то есть увеличении времени пребывания
в печи, увеличиваются и все временны´е показатели
пайки оплавлением (время предварительного
нагрева, время над точкой плавления
припоя, время охлаждения), максимально достижимые
значения температуры возрастают,
а разница температуры между малыми и большими
термическими массами в электронном
модуле уменьшается.

Таким образом, скорость перемещения
оказывает огромное комплексное влияние
на профиль пайки оплавлением, что заставляет
задуматься: могут ли оловянно-свинцовые
и бессвинцовые (SnAgCu) процессы пайки
быть реализованы при одних и тех же температурах
зон печи лишь при помощи различной
скорости конвейера?

Для того чтобы дать наиболее полный
ответ на этот вопрос, необходимо сначала
определить рабочие окна для обоих процессов.
При этом следует обратиться к нормам
IPC/JEDEC J-STD-020D.1 и J-STD-075, которые
определяют максимальные значения температуры
пайки оплавлением (максимальная
температура процесса T_p меньше допустимой
температуры T_c) для соответствующих типов
и классов электронных модулей. Нижние границы
рабочего окна процесса могут быть вычислены
из общего опыта по необходимому
превышению температуры ликвидуса конкретного
припоя для изготовления надежных
паяных соединений. На рис. 2 изображены
возможные рабочие окна процесса для чувствительных
к влаге электронных компонентов.
Конечно, при определении рабочего окна
процесса необходимо всегда ориентироваться
на наиболее «слабый» компонент — электронный
компонент с наименьшей термостойкостью
при пайке. Насколько это может быть
сложно, показано на рис. 3. Здесь приведена
максимальная температура процесса для больших
и малых электролитических конденсаторов
и чувствительных к влаге электронных
компонентов в больших и малых корпусах.
Таким образом, процесс пайки электролитических
конденсаторов зачастую возможен
лишь при определенных условиях.

Если нужно провести два различных процесса
параллельно на одной и той же установке
для пайки оплавлением и если к тому же
присутствуют термически чувствительные
компоненты, необходима высокая гибкость
при определении параметров.

Технические параметры установки Dual
Lane VX позволяют гибко организовать процесс
и обеспечивают, таким образом, большое
рабочее окно для процессов пайки. В серии
Dual Lane модель VX оборудована двумя конвейерами,
которые могут работать асинхронно
с разной скоростью. В модели Multitrack оба
конвейера также можно эксплуатировать асимметрично,
с различной шириной (рис. 4).

Термически хорошо изолированные зоны
нагрева длиной 350 мм, которые расположены
над и под конвейерами на протяжении всей
длины печи, способствуют реализации различных
профилей пайки оплавлением. По ширине камеры и над обоими конвейерами располагается
одна равномерная тепловая зона только
с одним относящимся к ней поддувом. Между
конвейерами отсутствуют какие-либо термические
барьеры (газовые дефлекторы) или раздельные
области сопел, что не позволяет влиять
на газовый поток отдельно в правом или левом
конвейере. В связи с этим температура и скорость
газа, протекающего в правом и левом
конвейере, не отличаются друг от друга.

В случае одновременного размещения на оба
конвейера установки Dual Lane VX свинецсодержащих
и бессвинцовых электронных модулей
оптимальные профили пайки оплавлением
могут быть достигнуты только при помощи
различной скорости перемещения. Модель
Dual Lane VX обеспечивает для этого оптимальные
условия.

Химический состав и физические характеристики бессвинцовых припоев популярных производителей

Производством бессвинцового припоя занимается достаточно большое число разнообразных производителей. Стоит поподробнее рассмотреть химический состав и физические свойства наиболее популярных брендов.

Indalloy 227 – основным назначением данной модели припоя является пайка бессвинцовых материалов и печатных плат. Вещество начинает плавиться при достижении температурной отметки в 187 градусов по Цельсию. Состав выглядит следующим образом (значения в процентах):

• Sn – 77.2;
• In – 20;
• Ar – 2.8.

Alloy H – использования данного припоя в процессе пайки, требует применять метод «волны». Данное вещество категорически нельзя применять для пайки с содержанием свинца и висмута. Оно подвергается плавлению при достижении температурной отметки в 212 градусов по Цельсию. Химический состав выглядит так:

• Sn – 84.5;
• Bi – 7.5;
• Cu – 5;
• Ar – 2.

TinZinc Indium – данную модель припоя можно использовать только для материалом, в химическом составе которых отсутствует свинец. Она начинает подвергаться плавлению при достижении температурно отметки в 178 градусов по Цельсию. Химический состав:

• Sn – 81;
• Zn – 19.

Castin – при спаивании чего-либо данным припоем требуется использование повышенных температур. Материал начинает плавиться при достижении температурной отметки в 215 градусов по Цельсию. В химический состав припоя входят следующие вещества:

• Sn – 96.2;
• Ar – 2.5;
• Cu – 0.8
• Sb – 0.5.

Tin Silver-Copper – при совершении пайки с помощью данного припоя требуется использовать температуру равную значению 260 градусов по Цельсию и выше. Вещество подвергается плавлению при достижении отметки в 217 градусов по Цельсию. Химический состав включает в себя три химических элемента и выглядит следующим образом:

• Sn – 93.6;
• Ar – 4.7;
• Cu – 1.7.

Проблемы, с которыми придется столкнуться

Замена техники и переход на новый вид работы всегда связано с массой проблем. Помимо того, что придется заменить старое оборудование, так еще и операторы должны будут научиться пользоваться новыми приборами. А это дополнительные затраты и время. Но это далеко не все. Во-первых, паяльные головки очень быстро приходят в негодность. Значит их нужно постоянно менять. Во-вторых, готовый контакт имеет очень тусклый вид, что нельзя сказать, про использование свинца вместе с оловом. В-третьих, временные рамки значительно увеличиваются. Чтобы произвести качественную пайку, нужно потратить в два раза больше времени. В-четвертых, высокая температура, которая держится во время работы, может привести к деформации пластмассовых компонентов, плат. В-пятых, могут возникать замыкания из-за сильного напряжения.

Итак, чем же заменить свинец, который раньше был в припоях? Для замены свинца нашли другие металлы. Это:

• Медь;
• Серебро;
• Висмут;
• Индий;
• Цинк;
• Золото.

При создании электроники, стали применять сплав: олово + серебро + медь, вместо свинца. Количество металлов, которые применяют в работе, каждый раз разное. Нет точного стандарта. Но все же, олову в этом деле отдают предпочтение (95% от всего сплава).

HAKKO Corporation — это ведущая компания, которая изготавливает технику, предназначенную для пайки. Существует эта фирма с 1952 года. В это далекое время они изготавливали кузнечные инструменты и ручные паяльники. Хоть и первая фабрика была очень маленькой и работало на ней примерно 10 человек, продукция была качественной и стоила довольно дешево. Именно это и сделало компанию знаменитой, а выпускаемую продукцию востребованной, не только на территории Японии, но и по всему миру.

Ассортимент паяльных инструментов очень широк. Это и паяльные станции (разных размеров), и ручные паяльники, устройства, которые предназначены для демонтажа и многое другое. Самым популярным инструментом среди всего многообразия, принято считать паяльные станции.

Второй важный компонент пайки

Как и при выборе паяльного флюса, припой также виляет на результат, долговечность и надежность контакта.

От чего зависит качество и почему это важно

Качество припоя зависит от количества примесей и шлаков. Если производитель нарушает технологию изготовления, то припой получается неудовлетворительного качества. Например, при производстве дешевого припоя, производитель может добавлять примеси для увеличения массы продукта. После пайки таким припоем на контакте остаются микротрещины, которые не смогли расплавиться с оловом. Такой контакт ненадежен априори, и не соответствует стандартам пайки. С течением времени контакт полностью разрушится. Поэтому, так важно читать отзывы о производителе и его продукции, особенно новичкам. Начинающие не могут сразу отличить хороший припой от плохого по причине недостаточного опыта работы. Даже если делать пайку по правилам, с плохим припоем не получится ничего хорошего.

Процесс деградации контакта

Рассмотрим схематично несколько примеров.
Хороший контакт блестит и не имеет никаких трещин и разводов.

А если контакт плохо спаян или припой некачественный, на нем сразу же после пайки появляется небольшие разводы. На фото ниже показан припой с большим содержанием примесей.

Это микротрещины, которые со временем начинают окисляться, повышать сопротивление контакта.

По итогу контакт обрывается, образуются видимые трещины по всей поверхности.

Не всегда контакт с разводами означает признак плохой пайки или припоя. Если на контакте есть небольшие разводы, то это в пределах нормы. Другое дело, когда на всей поверхности контакта такие разводы.

Бессвинцовый припой

Разработка бессвинцового припоя была проблемой, и некоторые из лучших сплавов доступны только в виде паяльной пасты. Первым введенным бессвинцовым сплавом был SAC305 (96,5 / 3 / 0,5 — Sn / Ag / Cu). Соединения, изготовленные из этого сплава, имеют тусклый и зернистый внешний вид, поэтому их невозможно отличить от холодных (поврежденных) паяных соединений, изготовленных из припоя 60/40. Я предлагаю отказаться от этого сплава.

Два более удобных для пользователя сплава, не содержащих свинец:

AIM Sn100C . Этот сплав почти на 100% олово. Он содержит 0,7% меди, 0,05% никеля, ≤0,01% германия. Остальные ок. 99,25% составляет олово. Это эвтектический сплав с температурой плавления 227 ºC. Поскольку этот припой является единственной в городе игрой для бессвинцовой проволочной пайки, он довольно дорогой, вдвое дороже свинцовой пайки 63/37.

95/5 (Sn / Ag). Характеристики припоя 95/5 очень похожи на содержание свинцового припоя 60/40, что очень привлекательно. Этот сплав имеет довольно большую пластическую область. Он входит в пластичность при 221 ºC и плавится при 254 ºC. Это не так полезно для любителя, как он доступен только в виде пасты.

Не рекомендуется смешивать свинцовый и бессвинцовый припой. Таким образом, убедитесь, что паяльные наконечники используются только для свинцового или бессвинцового припоя. Наконечник с луженым припоем можно использовать для бессвинцовой пайки после 4-5 циклов очистки / повторного лужения, однако настоятельно рекомендуется выбрать один тип припоя для наконечника и придерживаться его. В некоторых научно-исследовательских лабораториях предусмотрена отдельная паяльная станция для бессвинцовой пайки, чтобы избежать перекрестного загрязнения.

В общем случае припой не следует смешивать. Сохранение химического состава припоя гарантирует, что только сплавы, которые изготовитель припоя намеревался сформировать, действительно образуются, когда припой охлаждается.

В связи с недавним запретом в Европе применения в аппаратуре припоев со свинцом в продаже повсеместно начали появляться безсвинцовые припои. Естественно у большинства радиолюбителей, специализирующихся на пайке звуковых устройств стали появляться вопросы по влиянию на звучание паяемых кабелей и аппаратуры — припоев, не содержащих свинец. Как новые припои, имеющие в своем составе серебро, медь и всевозможные присадки, которыми эти припои начали снабжать для того, чтобы их физические свойства не сильно отличались от свойств припоев со свинцом – РЕАЛЬНО влияют на звук?

В сети информация по влиянию материалов для пайки на звучание, в особенности новых — бессвинцовых припоев «размазана» по форумам и найти сколько-нибудь подробное описание на эту тему – довольно проблематично. Исследование по влиянию на звучание, не только безсвинцовых припоев, а вообще всех – делали Аббас из Украины и Пехтерев из РФ. Там основной вопрос был по поиску «идеального» для звука припоя, который бы по аудифильским канонам был на голову выше любого промышленного. Исследования очень интересные и показательные, но практически могут быть применимы только самими авторами или ограниченным кругом тех, кто решится на «варку» идеального припоя по их формулам. Народ же больше интересует, какой из припоев промышленного изготовления «звучит» и чтобы он не стоил как «Кардас» и его не нужно было заказывать и ждать пол года. Многих интересует мнение о разрекламированных аудиофильских припоях: WBT, Waco-Tech, Audio Note, Cardas, их физических качествах и степени реального влияния на звук. Насколько актуально для тракта допустим, средней ценовой категории, 400 – 600 $ на каждый компонент применение дорогостоящего аудиофильского бессвинцового припоя.

Дальше собраны короткие отчеты радиолюбителей, которые в своей практики пробовали разнообразные припои и их мнение об звуковых свойствах этих припоев:

Александр = Мне очень понравился припой Cardas (никогда раньше не думал, что припой оказывает такое сильное влияние на звук), особенно если соблюдать температурный режим 170 С и пользоваться им как написано в инструкции по эксплуатации. Я им паяю где-то месяц, на выходе куча межблочных кабелей, сделанных на заказ. Разъемы применяю — честный «Нойтрик» со сдвижным земляным контактом. Кабель — разный и Сайлент Вайр и Кимбер и если подешевле – микрофонный Klotz. Кардас (ИМХО) по звуку — один из лучших припоев. Сравнивал его с Асахи, и WBT примерно одного состава, Кардас их уделал. Про ПОС вообще не говорю, по сравнению с этими он – отстой.

WGGt56 = Я постоянно пользуюсь припоем фирмы Multicore, с флюсом внутри. Состав: Олово 62 %, Свинец 36 %, Серебро 2 %. Пару дней назад попробовал безсвинцовый припой WBT 0805 Silver 42 g (серебра в нем в два раза больше, чем в моем Multicore) купив катушку за сумасшедшие 2000 рублей (40 грамм)! Хотелось узнать, даст ли он прирост в качестве звука по сравнению с моим обычным припоем. Спаял этим припоем с двух сторон кабель для довольно дорогих наушников MDR-Z1000 new Sony (со стороны наушников и коннекторов). Результат не порадовал. Звук стал очень ярким с перекосом баланса в сторону ВЧ. Для чистоты эксперимента снял отсосом и зачистил контакты на одном из «Ушей» и спаял своим Multicore. При параллельном включении двух «Ушей» в один канал усилителя та сторона, что распаяна мультикором сыграла намного ровнее, чем сторона с припоем WBT. Вот вам и хваленый бессвинцовый припой WBT с высоким содержанием серебра… Почему так получилось, не знаю. Может быть повлиял мультикоровский свинец, а может быть, чем больше серебра, тем ярче и кривее получается звук. Купился на хвалебную статью и красивую рекламу(.

Левин Игорь = Припой припоем, но намного важнее то, каким образом — паять. Любая пайка должна быть:

• Скелетной (минимум припоя);
• Блестящей (не перегретой);
• Обтекаемой формы;
• Механически прочной (проводники должны быть закручены на ушко клеммы и держаться там прочно без пайки!).

Если эти условия не выполняются, то тип припоя не поможет, хоть супер дорогим WBT паяй, хоть базарным ПОС-61. Вот для серебро содержащих припоев нужен паяльник с более высокой температурой жала, это — да. Раньше я использовал обычный ПОС, потом в связи с всеобщей модой и помешательством в аудио прессе – перешел на различные безсвинцовые припои Asahi Solder: Sn96,5Ag3,5; Sn99,3Cu0,7; SCS7 с серебром и медью. Сейчас для пайки применяю бессвинцовый припой Asahi Solder Viromet. Звуковыми свойствами припоев если честно, не особо заморачиваюсь, т.к. занимаюсь ремонтом бытовой аппаратуры, а там больше не усилители и колонки, а ноутбуки и видеокарты… Интересно, кто какими припоями пользуется для пайки своих изделий? Если это не составляет коммерческую тайну конечно.

Константин Мусатов = Я применяю безсвинцовый припой и со свинцом марок Asahi и Radiel. В ходу у меня постоянно четыре типа припоя для разных целей:

• Олово-медь для бессвинцовых печатных плат с обычными деталями;
• Олово-серебро для безсвинцовой пайки печатных плат и разъемов;
• Олово-свинец 60% / 40% для силовой пайки звуковых и не звуковых цепей;
• Олово-свинец 63% / 37% для печатных плат со свинцом.

Для начала, припой должен соответствовать поставленной задаче. Если нужна пайка лампового усилителя или корректора навесным монтажом, то лучше применять ПОС-60/40 или его более дорогие импортные аналоги. Если нужно паять печатные платы, то сначала нужно разобраться с покрытием платы и материалом контактов тех деталей, которые на эту плату будут ставиться. Припой должен им соответствовать. На пример, если на плате и контактах деталей есть позолота, то припой должен содержать серебро.

Если заморачиваться с тем как эти припои звучат, то это вопрос на самом деле – неоднозначный и темный. Я согласен с мнением одного спеца по металлам, что чем сложнее в припое состав, тем кристаллическая структура у пайки получается — хуже. В любом припое без олова — никуда. Из-за последних тенденций по увлечению экологией и бессвинцовыми припоями — без меди тоже. Потому я частично перешел на медно-оловянный припой. У него смачиваемость хуже, чем у ПОС-а и припоев с серебром, и жала из меди — растворяются в нем «со скоростью звука». Но если паять паяльником с многослойным не обгорающим жалом и медно-оловянный припой с внутренним флюсом, то на результат не жаловался. По моему мнению, звук припоя, в значительной степени определяется чистотой того, что в нем намешано: олова, меди, серебра и других элементов, и качеством примененного флюса. Припой, родом из шарашкиной конторы, может содержать много всякого дерьма, поэтому применять его не советую. Сам в основном паяю F99U10B13. Но, хоть по звуку они мне и не нравятся — приходится пользоваться и серебросодержащими, т.к. золотое покрытие на платах и деталях им плохо смачивается. А припой с серебром золото смачивает хорошо. К корням надо возвращаться, к корням… Олово есть, чего нам еще надобно? Золота, не надо — оно портит структуру пайки, а медь не портит, ее там и так — много. Сейчас вот слушаю усилитель, спаянный безсвинцовым припоем Radiel-Fondаm F99U10B13 с оловом и медью в составе. Припой безо всякого серебра и золота — нравится!

Аlexx = Получается, что серебро в припое хуже, чем просто медь и олово? А оно ж со временем на поверхности наверно — окисляется? Интересно, у олова окисел – ток проводит? Читал, что окисел серебра, таки-да, токопроводящий.

Константин Мусатов = Олово окислению как раз не подвержено, здесь проблема не в окислах. Олово подвержено оловянной чуме. Что бы чума не уничтожала пайки из чистого олова, в него нужно добавлять посторонние металлы, и выбор тут весьма широк: свинец, медь, серебро… Кроме разной температуры отвердения, у припоев есть еще параметры по смачиваемости материалов и по тому, какая при отвердении образуется структура. Вот последнее как раз — очень влияет на звучание. Если в составе припоя много второго компонента, например, как свинца в ПОС-61, то при застывании в первую очередь кристаллизуется область эвтектичного расплава, а потом застывает — остаток. Получается, что структура пайки с глубиной — меняется и в ее кристаллической структуре образуются дефекты. Припои с небольшим содержанием примесей, такого сбоя в кристаллической структуре не дают.

Аlexx = Константин, по вашему мнению с точки зрения звука, оловянно-медный припой намного лучше, чем оловянно-серебряный? А то я повелся на хвалебную рекламу припоя с серебром и рассказы о том какое волшебное влияние на звук он оказывает, купил за непонятные деньги и только после этого нашел информацию от Аббаса и Пехтерева. Я читал, что в последнее время проблемы экологии и появившиеся в связи с ними бессвинцовые припои вызывают повышенный интерес изготовителей радиоэлектронной аппаратуры. Куча информации о том, что безсвинцовые припои по массе характеристик отличаются от эвтектического сплава 63/37, поэтому, когда производитель переходит к пайке без применения свинца, обычно растет число дефектов. А про звук бессвинцового припоя ни где ни слова. Как вы считаете, безсвинцовый припой намного ли хуже по звучанию того, что со свинцом, при условии, что в том и в том есть медь – например?

Константин Мусатов = Бессвинцовые припои, особенно оловянно-медные, имеют плохую смачиваемость, паять ими намного сложнее и вероятность получить плохую пайку — выше. Если соблюдать рекомендации производителей припоев, то пайку изделий с золотым покрытием они рекомендуют делать олово-свинцово-серебряным, дела с надежностью пайки у них по-видимому обстоят — совсем плохо. У меня, при ручной пайке оловянно-медным припоем по золотому покрытию, получаются вполне нормальные результаты, но на мат я не скупился. Оловянно-серебряным я паял раньше, только производитель был Асахи. Насчет разницы звука оловянно-медного и оловянно-серебряного однозначно сказать не могу, оба по своему — хороши. Тот, что с серебром более яркий на высоких частотах. А так, надо одно и то же, желательно — ламповое спаять тем и другим и сравнивать, такого пока у меня сделать не получается.

Контакты с золотым покрытием паяю безсвинцовым припоем Asahi Viromet. Это дорогой четырехкомпонентный припой: Олово как основа, медь, серебро и индий. Я им свои кабели распаивал очень долго, пока он из-за начала кризиса, не подорожал. Asahi Viromet из-за дороговизны перестали возить, и он пропал. Сначала пришлось перейти на медно-оловянный Асахи, а потом на новый SCS7 (в составе — олово, кремний и медь). Медно-оловянный применяю для силовых кабелей, т.к. там нет контактов с позолотой.

Опыт Евгения Гущева

А я «подсел» на WBT-0825 Silver Solder (3,8 % серебра, lead free). Он хорошо звучит, пайки довольно быстро прогреваются и получаются аккуратными. Оказывается, что припою тоже нужен прогрев и выход на звук. Я вот сколько паял — всегда думал только о времени прогрева кабелей и никогда — о времени прогрева припоя. А потом немного углубился в тему и оказалось, что каждая новая пайка добавляет в звук «зерно» и резкость. Сделал так. На прогретом межблочном кабеле перепаял разъемы тем же припоем, каким они были распаяны год назад и послушал. Первую неделю звук был – катастрофа… Потом все выровнялось… почти. У меня для контроля был такой же самый кабель и до эксперимента они играли совершенно одинаково. Просто вопрос что в первое время вносит больше изменений в звук — прогрев пайки или прогрев кабеля.

Я как-то по просьбе Бабайцева Игоря спаял два одинаковых межблочных кабеля. Один — припоем Асахи с серебром, второй припоем, который мне дал Бабайцев (припой, стыренный из одного из наших НИИ с висмутом). С висмутом играл лучше, чем с Асахи и явно. Бабайцев различал эти провода на слух в слепом тесте — мгновенно. Кардинальных различий между ними в звуке не было, но кое-какие были. У распаянного припоем с висмутом было ощущение, что меньше высоких, это если грубо описать. Но когда прислушался, понял, что звук у него очень ровный, а там, где Асахи – приподнятый на ВЧ. С висмутом было одно хорошо слышимое отличие, вокал был более естественным, отсутствовала механистичность. Это не изменение в тембрах, это естественность, аналоговость и плавность в звучании. Тогда провода были совершенно не прогреты. Как бы они повели себя после прогрева, я не знаю, потому что, были очень быстро проданы.

Некоторые применяют перед пайкой скрутку жил проводов. Не уверен, что это — нужно, вроде бы контакт медь к меди и площадь контакта выше, чем при пайке, но по практике, скрутка не всегда лучше звучит, чем играющий припой. Пайка работает как специя в ресторанном блюде, акцентируя внимание на чем–то и усиливая вкус всего блюда при минимальном собственном количестве. Вот возникла мысль, а что если от припоя и его влияния на звук отказаться совсем? Даже если везде применить скрутку от некоторого количества паек ни как, не избавиться. Все делать на скрутках, думаю, что нереально. Сварка? Клей? Как они звучат? Как быть с пайками, например, в октальной лампе? Может припой, это и есть — специя, ведь без соли с перцем, еда совсем не вкусная! Пайка отобранными припоями, улучшает передачу сигнала, ясность и звучание в целом. Чтобы тракт был прозрачным, нужен соответствующий припой.

Итоги: Влияние припоев на звук

Результаты исследований влияния припоев с разным составом на звук разными людьми имеют некоторые закономерности. Так, всевозможные промышленные безсвинцовые припои, хоть дорогие, хоть дешевые – по многочисленным наблюдениям звучат явно хуже припоев, содержащих свинец. Припои с серебром, которые в последнее время получили повсеместное распространение в большинстве случаев имеют перекошенный тональный баланс в области высоких частот, что в звуковых цепях не всегда нужно. Припои с содержанием меди оказались самыми сбалансированными по звуку, но с ними тяжело работать, они плохо смачивают контакты и требуют точного подбора температуры пайки. Самыми лучшими по звуковым свойствам оказались винтажные припои, стандартного состава ПОС, добытые из старых радиоприемников 20-40 годов прошлого века.

Оптимальным для радиолюбителей звуковиков видится поиск винтажого припоя в катушках или прутках на интернет аукционах типа: Авито ОЛКС или E-Bay. Но тут не всегда возраст припоя соответствует качеству его звучания и можно потерять деньги, прельстившись просто годом выпуска винтажного припоя. Иметь гарантированно звучащий припой можно либо отбирая его самостоятельно, либо обратившись к трем достаточно известным в звуковом мире людям: Аббасу в Украине, или Александру Пехтереву и Константину Мусатову в России. Они изготовляют авторский припой по своей методике из винтажных компонентов. Их припой звучит, абсолютно – точно. Координаты этих людей можно легко найти на аудиофильских форумах.

Какой флюс и припой лучший для пайки электроники

Для соединения металлов существуют много различных способов, это и сварка электрическим током, который плавит металл и резьбовые/клепочные соединения и конечно же пайка. В отличие от контактного соединения (разъёмы и колодки) пайка обеспечивает более долговечное и что самое важное электропроницаемое соединение, что способствовало ее применению в электронике.

Для любой пайки металлов нужно два элемента ПРИПОЙ и ФЛЮС. В редких случаях, когда пайка производится однородных и чистых от оксидный пленки металлов применяют исключительно припой, но в большинстве случаев добавляют еще и флюс, который выступает дезинфектором поверхности перед нанесением припоя

ПРИПОЙ

Припой может быть флюсованый и офлюсованый , где отличие одного от другого расположение флюса, как правило для высокотемпературной пайки МАПП газом припои офлюсованые т.е. снаружи идет флюс, а припой внутри. Для низкотемпературной пайки припой идет со флюсом внутри и называется флюсованым.

Температура плавления олова 231 °C, а температура плавления свинца 327,5°C но если их смешать то температура плавления будет ниже

ПОС-15 — 280 °C. (15% олова, 85% свинца)
ПОС-25 — 260 °C.
ПОС-33 — 247 °C.
ПОС-40 — 238 °C
ПОС-61 — 183 °C
ПОС-90 — 220 °C (90% олова, 10% свинца)

Как мы поняли оптимальное содержание свинца и олова 39 на 61, хотя многие иностранные припои купленные на аллиэкспресс и других сайтах имеют соотношение 63 на 37.

Оценка припоя на качество

Основных оценок припоя две, это текучесть, т.е. насколько хорошо припой растекается по поверхности контакта и структура поверхности после пайки (матовая или блестящая). Считается что чем легче растекается припой и чем блестящей его поверхность после пайки, тем лучше его качество. Так же встречаются припои которые после пайки на своей поверхности оставляют бугры и неровности, что считается недопустимым, так же как и трещины после остывания

Что лучше ПОС 40 или ПОС 61

Если изогнуть эти два припоя то ПОС 40 будет гнуться без хруста, в то время как пос 60 грустить при изгибании, это и говорит о недостатки одного и преимуществах другого, ведь именно гибкость и пластичность очень часто нужна в радиомонтаже, так же встречается и вибрационные нагрузки, которые естественно лучше выдерживает ПОС 40, но при его применение поднимается температура, а следовательно возрастает риск перегрева радиокомпонентов или дорожек

Сплав розе

Олово 25 Свинец 25 Висмут 50
Температура плавления 95%

В отличие от справа ВУДА обладающего теми же параметрами менее тактичный, так как не содержит кадмий

Для пайки не применяется, так как материал более хрупкий по сравнению с ПОС 61 припоем, но лудить можно в воде, где поднимают температуру кипения добавлением глицерина (кипение 290 градусов), чтобы не было испарение воды и металлы не попадали вместе с паром в легкие человека

Так же при лужении в раствор воды и глицерина можно добавлять лимонную кислоту, что увеличивает качество, так как раствор становится флюсом. Процентное соотношение 1 грамм лимонной кислоты на 100 грамм раствора

Безсвинцовые припои

В последнее время все больше и больше трубиться тема экологии, если ты не сделал экономичную шубу или электрокар ты плохой и не нужно покупать товар у тебя больше. Не важно, что для производства электрокара урон экологии идет такой же если не больше, но на начальном этапе производства батарей и их утилизации в дальнейшем. Да сам процесс безопасен для экологии по сравнению с бензиновыми двигателями, но это лишь иллюзия если считать со стадии производства до стадии утилизации.

Экологичный вопрос терзает и производителей электроники, которые стали убирать из состава своих припоев свинец, на мой субъективный взгляд это приводит к более сложному ремонту и одноразовости техники.

Какой диаметр припоя купить?

Основным правилом в выборе диаметра припоя считается объем пайки, если Вы используете припой для пайки силовых установок с толстыми проводниками, то Вам необходим припой с диаметром 1.5 мм или даже 3 мм, а иногда и все 10 мм. Если же Вы паяете исключительно «тонкую» электронику, микроконтроллеры и симисторы в малых корпусах, то Вам достаточно диаметра в 1 мм. Некоторые предпочитают не увлекаться с количеством припоя, так как его излишек, так же не считается нормой и используют диаметры в 0.5 мм

ФЛЮСЫ

Второй элемент любой качественной пайки является флюс, который может быть в двух состояниях жидкий и твердый. Под твердыми флюсами мы понимаем классическую канифоль, а под жидкими ЛТИ или раствор глицерина

Отмывочный и безотмывочный

Профессиональные мастера по ремонту электроники очень чистоплотны, ведь после их работы не должно остаться ни единого следа, тем более на плате не должно оставаться следов флюса. В зависимости от агрессивности флюса он может хорошо работать в процессе пайки, но и так же хорошо разрушать проводник после пайки и через 2-3 года после ремонта техника может вернуться обратно в ремонт, изрядно подмочив репутацию мастера. Поэтому большинство мастер предпочитают всегда отмывать плату от флюса.

Канифоль

Канифоль применяется для пайки/лужения меди и ее сплавов, а так же стали и цинка, но она не применятся для пайки алюминия и алюминиевых сплавов, для их необходим свой флюс по алюминию

Сама по себе канифоль является диэлектриком, но по мимо этого она очень хорошо впитывает влагу из атмосферы, поэтому возникает коррозия соединения и места пайки, а так же усиливает вероятность токов утечки, которые приводят к сбоям в работе

Глицерин

Глицерин это органическое вещество относящееся к спиртам, но в отличие от своих младших братьев метанола (один атом углерода) и этиленглюколя (два атома углерода) не токсичен и имеет сладковатый вкус. По мимо применения в пайки радиокомпонентов глицерин применяется и в популярный на текущий момент у молодежи, электронных сигаретах, а в прошлом глицерин применялся для производства динамита

По мимо глицерина часто применяют такие вещества как вазелин или паяльный жир, но по сравнению с флюсом ТАГС на основе глицерина они уступают в спектре применения, ведь ТАГС подходит для пайки как меди, так и стали, никеля и сплавов меди (латунь и бронза)

ЛТИ-120

По своей сути флюс ЛТИ состоит из канифоли, растворенной в спирту и добавлены активаторы, которые позволяют паять комфортно не только медь, но и латунь с бронзой. В отличие от глицерина флюс ЛТИ хуже справляется со сталью, но окислительный процесс у него ниже чем у глицерина, хотя так же как и глицерин требует тщательной отмывки изопропиловым спиртом

Удачи в ремонте!

Припои и флюсы

В ремонте электроники необходимо иметь не только паяльное оборудование в виде паяльника или паяльной станции, но так же необходимы припои и всевозможные флюсы, как отмывочные, так и безотмывочные. При этом припои тоже деляться по содержанию свинца и олова в своем сплаве и в зависимости от этих пропо.

Бессвинцовый припой в Туле

Припой ПСрО 3-97

Бессвинцовый припой

К бессвинцовым припоям относятся все виды материалов для пайки металлов в которых отсутствует свинец. В настоящее время повсеместно идет тенденция к увлечению использования таких припоев практически во всех отраслях производственно-промышленной деятельности. В первую очередь это связано с тем, что свинец является токсичным металлом и работа с ним связана с определенным риском для здоровья. Именно поэтому в Европейских странах запрещено использование свинецсодержащих припоев в электронной технике. Производство бессвинцовой металлопродукции осуществляется в соответствии с действующими нормативными документами и одним из наиболее известных вариантов являются серебряные припои.

Купить бессвинцовый припой стремятся многие предприятия промышленного комплекса и в качестве основных достоинств продукции выделяют следующее:

• Припои бессвинцовые не выделяют токсичных веществ, опасных для человека и окружающей среды.
• При правильном подборе компонентов, такие материалы для пайки выделяются оптимальными показателями электро- теплопроводности.
• Современная промышленность предлагает припои не содержащие свинец в широком ассортименте и можно подобрать продукцию наиболее подходящую для выполнения поставленных производственных задач.
• В зависимости от необходимых параметров по термической устойчивости или устойчивости к агрессивным средам производитель может корректировать добавление тех или иных химических элементов.
• В основном в состав бессвинцовых припоев входят компоненты хорошо противостоящие образованию очагов коррозии и невосприимчивые к воздействию химически активных реагентов.

Температура плавления бессвинцовых припоев выделяется повышенным значением и поэтому они с успехом могут применяться для пайки толстостенных металлов, без опасности их перегрева. Но это же обстоятельство мешает их использовать при изготовлении устройств для которых перегрев не допустим.

Разновидности припоев не содержащих свинец:

1. Медные припои. Такие материалы являются наиболее востребованными в электронной промышленности для изготовления печатных плат по специально разработанной технологии. Отличительной особенностью продукции являются хорошие показатели электро- теплопроводности.
2. Сплавы на основе серебра. Отличаются хорошей пластичностью и высокой электропроводностью.
3. Многокомпонентные припои на основе олова, меди и серебра. Такие материалы отличает низкая температура плавления, так как они почти на 90 процентов состоят из легкоплавкого олова. Это дает возможность использовать такие припои в процессе изготовления печатной электронной продукции в промышленных масштабах.
4. Сплав олова с серебром и висмутом. На сегодняшний день такой припой выделяется самой низкой температурой плавления и с успехом заменяет свинцовых собратьев в случаях если другие варианты металлопродукции не могут быть применены.

Исходя из вышеприведенных сведений можно сказать, что применение бессвинцовых припоев будет с каждым годом расширятся и в скором времени они полностью вытеснят свинцовые аналоги. Это конечно же благотворно скажется на экологической обстановке.

ru_radio_electr

Для тех, кто ищет

Бессвинцовые припои

Знаю, что тема поднималась, однако время идет, что-то меняется.

Стал задумываться о не полезности работы со свинцовыми припоями. В связи с этим хочется поднять два вопроса.

Вопрос 1:
Какие методы защиты следует использовать при работе со свинцовыми припоями, помимо очевидных.

Вопрос 2:
Порекомендуйте бессвинцовых припоев, которые можно купить у нас или с ебея/али.
Интересуют как обычные проволочные припои, обязательно с флюсом, желательно 0.5мм, так и паяльные пасты.

• 49 comments
• —
• Leave a comment

На счет радости я бы не стал утверждать. Например олово с медью намного менее гадость чем свинец.

Тут есть другая сторона медали: для бессвинцовых припоев нужна более высокая температура, соответственно больше нагревается изоляция проводов. Из разогретого ПВХ выделяется диоксин, и у него ПДК намного меньше чем у свинца.

Не совсем про припои, а скорее про «вредность» свинца.
Есть у меня приятель из Питера.
Была у них квартира однушка, которую сдавали, арендаторы попались склочные, денег не платили вовремя, хамили и вообще.
Короче выгоняли их из квартиры долго и муторно, с ментами.
На прощанье тётка-арендатор сказал нечто вроде «вы все козлы, вам же хуже будет!».
Короче, въехал в эту квартиру мой приятель и жил там лет 5, как-то я заехал к нему в гости и меня взбесило, что из кранов вода еле-еле течет, ни душ принять ни чайник налить.
Достал из рюкзака ключ, скинул смесители в ванной и кухне — а там в водопроводные трубы куски свинца насованы!
И в ХВС и в ГВС, колбаски похожие на грузила, диаметром с карандаш, и длинной сантиметров по пять.

Короче, чувак лет 5 со свинцом, пил воду, мылся, дышал паром когда принимал душ.
Хоть бы хрен!
Из заметных «спецэффектов» — у него появились залысины на висках, с другой стороны у кого они к сороковнику не появляются?

Короче вынул я из труб свинец, собрал обратно, вода бодрей полилась и усе.
Да, т.к. свинец металл мягкий наверняка его фрагменты на трубах остались.

Короче, ИМХО, если ты не паяешь в режиме 12х7х365 — можно не париться.

Edited at 2013-12-12 05:32 am (UTC)