Припой пос 10 характеристики: Припой ПОС-10 – цена, технические характеристики

alexxlab | 27.08.1972 | 0 | Разное

Содержание

Припой ПОС-10 – цена, технические характеристики

Пруток

Изделия изготавливаемое методом прессования. Имеет длину 400мм и круглое сечение от 7 до 10мм. ГОСТ 21931-76.

Цена от 427,00 руб/кг*
*Цена указана при покупке партии не менее 50кг диаметром 8 мм.
Чтобы узнать подробную информацию или купить пруток ПОС-10 нажмите кнопку «ЗАКАЗАТЬ»

Проволока

Тонкий вид изделия припоя в види нити. Диаметр от 0,5 до 6мм. Производится по ГОСТ 21931-76.

Цена от 437,00 руб/кг*
*Цена указана при покупке партии не менее 50кг диаметром от 1.5 до 6.0 мм
Чтобы узнать подробную информацию или купить проволоку ПОС-10 нажмите кнопку «ЗАКАЗАТЬ»

Чушка

Чушка – большой слиток весом 20-30кг. Размер и формы отгрузки соответствуют ГОСТ 21930-76.

Цена от 427,00 руб/кг*
*Цена указана при покупке партии не менее 150кг.
Чтобы узнать подробную информацию или купить чушку ПОС-10 нажмите кнопку «ЗАКАЗАТЬ»

Анод

Прямоугольная форма выпуска припоя используемая в гальванических целях. Изготавливается отливанием в формы различных размеров.

Цена от 437,00 руб/кг*
*Цена указана при покупке партии не менее 50кг.
Чтобы узнать подробную информацию или купить анод ПОС-10 нажмите кнопку «ЗАКАЗАТЬ»

Трубка с канифолью

Трубка – это проволока с наполнителем. Роль наполнителя играет сосновая канифоль, очищающая поверхность паяемого материала.

Цена договорная*
*Цена формируется в зависимости от размера и объема.
Чтобы узнать подробную информацию или купить трубку с канифолью ПОС-10 нажмите кнопку «ЗАКАЗАТЬ»

Порошок

Рассыпчетое мелкодисперсное вещество. Используется для распыления и покрытия поверхностей.

Цена договорная*
*Цена формируется в зависимости от объема.
Чтобы узнать подробную информацию или купить порошок ПОС-10 нажмите кнопку «ЗАКАЗАТЬ»

Лента

Изготавливается из любых видов припоя на специализируемом оборудовании. Размеры и предельные отклонения в ГОСТ 21931-76.

Цена договорная*
*Цена формируется в зависимости от объема.
Чтобы узнать подробную информацию или купить ленту ПОС-10 нажмите кнопку «ЗАКАЗАТЬ»

Фольга

Сплав прокатанный до тончайшего слоя не превышающего 1мм. Форма листов прямоугольная или квадратная.

Цена договорная*
*Цена формируется в зависимости от размера и объема.
Чтобы узнать подробную информацию или купить фольгу ПОС-10 нажмите кнопку «ЗАКАЗАТЬ»

Припой ПОС 10 цена в Екатеринбурге

Припой ПОС 10 – поставки напрямую с завода в любом количестве в Екатеринбурге
Для заказа звоните: +7 (343) 226-71-61   Пишите: info@uralocm.ru

Технические характеристики

Описание

Припой оловянно свинцовый – это полуфабрикат, предназначенный для спайки двух и более деталей любой металлической конструкции. Используется данное изделие в том случае, когда невозможен процесс спайки без дополнительного припоя – к примеру, в изделиях из алюминия.

Температура плавления припоя ПОС не может превышать 400 градусов Цельсия, за что изделие и получило альтернативное название “мягкий припой”.

Купить припой для пайки можно у нас. Цена припоя здесь намного ниже, чем у конкурентов. Чтобы заказать изделие, достаточно совершить один звонок по номеру, размещенному на нашем сайте.

Цветной металлопрокат
с доставкой по всей России

Есть вопросы?

Звоните +7 (343) 226-71-61
или отправьте запрос на почтовый адрес
info@uralocm.ru

Припои для пайки. | МеханикИнфо

 

Припои — это сплавы способные соединять две разные металлические детали с помощью пайки. Это происходит в расплавленном состоянии, когда сплав припоя заполняет все зазоры между деталями и при остывании образуется твердое, прочное соединение.

Возможно вам будет интересная другая моя статья припой ПОС 40 Технические характеристики.

Таблица 1.

Основные применения припоев.

Марка припояОбласть применения
ПОС 90Пайка и лужение приборов и аппаратов в медицинской промышленности, а также в пищевом хозяйстве.
ПОС 61МПайка и лужение радиоэлектронной техники, тонкой медной проволоки, фольги (толщина менее 0.2 мм).
ПОС 61Пайка и лужение радиоаппаратуры, схем, где недопустим перегрев.
ПОС 40Пайка и лужение электроаппаратуры и деталей из латуни, железа и оцинкованного железа с герметичными швами.
ПОС 30Пайка и лужение деталей машиностроения
ПОС 10Пайка и лужение электрических аппаратов, реле и контактных поверхностей.
Сурьмянистые
ПОССу 95-5Пайка трубопроводов в электропромышленности, работающих при повышенных температурах.
ПОССу 40-2Пайка и лужение тонколистовых упаковок, холодильников. Припой широкого применения.
ПОССу 30-2Пайка и лужение в холодильном аппаратостроении, электроламповом производстве, автомобилестроении, для абразивной пайки.
ПОССу 8-3Пайка и лужение в электроламповом производстве.
ПОССу 5-1Пайка и лужение деталей, работающих при высоких температурах (трубчатые радиаторы).
ПОССу 4-6Пайка и лужение деталей с клепанными и закатанными швами из меди и латуни. Пайка белой жести, шпатлевка кузовов автомобилей.
ПОССу 4-4
ПОССу 10-2
ПОССу 15-2
ПОССу 18-2
ПОССу 25-2		Пайка и лужение деталей в машиностроении
Малосурьмянистые
ПОССу 61-0,5Пайка и лужение электроаппаратуры, пайки элементов печатных плат, обмоток электрических машин, оцинкованных радиодеталей при жестких требованиях к температуре.
ПОССу 50-0,5Пайка и лужение авиационных радиаторов, для пайки пищевой посуды.
ПОССу 40-0,5Пайка и лужение жести, обмоток электрических машин, для пайки монтажных элементов, моточных и кабельных изделий, радиаторных трубок, оцинкованных деталей холодильных агрегатов.
ПОССу 35-0,5Пайка и лужение свинцовых кабельных оболочек электротехнических изделий неответственного назначения, тонколистовой упаковки.
ПОССу 30-0,5Пайка и лужение радиаторов и оцинкованного листа.
ПОССу 25-0,5Пайка и лужение радиаторов.
ПОССу 18-0,5Пайка и лужение электроламп и трубок теплообменников.

Обозначение припоев.

 

ПОС-40 – припой оловянно-свинцовый с содержанием Олова (Sn) 39-41 %, Свинца (Pb) 59-61 %.

ПОССу 40-2 – припой оловянно-свинцовый с добавлением в сплав сурьмы (Sb) 1.5-2.0 %. Такие сплавы называют «

сурьмянистые».

ПОССу 40-0,5 – припой оловянно-свинцовый с добавлением в сплав сурьмы (Sb) 0.05-0.5 %. Такие сплавы называют «малосурьмянистые».

 

С добавлением в сплав олово-свинец присадки сурьмы (Sb), увеличивается прочность припоя. Висмут (Bi) понижает температуру плавления припоя.

Ниже Вы можете ознакомиться с таблицей массовой долей примесей, содержащихся в разных припоях.

 

Таблица 2.

Таблица примесей в оловянно-свинцовых припоях по ГОСТ 21931-76.

Марка припояНе более %
Сурьма (Sb)Медь (Cu)Висмут (Bi)Мышьяк (As)Железо (Fe)Никель (Ni)
Сера (S)Цинк (Zn)Алюминий (Al)Свинец (Pb)
Бессурьмянистые
ПОС 900,100,050,10,010,020,020,020,0020,002—
ПОС 630,050,050,02
ПОС 610,100,050,200,02
ПОС 400,100,050,02
ПОС 300,100,050,02
ПОС 100,100,050,02
ПОС 61М0,20—0,01
ПОСК 50-180,200,080,03
ПОСК 2-18
0,05		0,050,01
Сурьмянистые
ПОСу 95-5—0,050,10,040,020,020,020,0020,0020,07
ПОССу 40-20,080,20,020,08—
ПОССу 35-20,080,02
ПОССу 30-20,080,02
ПОССу 25-20,080,02
ПОССу 18-20,080,02
ПОССу 15-20,080,02
ПОССу 10-20,080,02
ПОССу 8-30,10,05
ПОССу 5-10,080,02
ПОССу 4-60,10,05
ПОССу 4-40,10,05
Малосурьмянистые
ПОССу 61-0,5—0,050,200,020,020,020,020,020,02—
ПОССу 50-0,50,050,100,02
ПОССу 40-0,50,050,200,02
ПОССу 35-0,50,050,02
ПОССу 30-0,50,050,02
ПОССу 25-0,50,050,02
ПОССу 18-0,50,050,02

 

Припои для пайки. Твердые и мягкие припои.

 

Припои бывают двух видов: твердый и мягкий. У мягкого припоя температура плавления до 400 ºС, а у твердого температура плавления выше 400 ºС.

Какие же отличаются у этих припоев кроме температурных режимов?

По физическому характеру твердые припои ничем не отличаются от мягких. Различия есть по химическому составу, прочности соединения и термоустойчивости.

По прочности соединения мягкие припои уступают твердым. Твердые припои выдерживают более высокие нагрузки чем мягкие. Прочность при растяжении твердых припоев составляет 100-500 МПа, а у мягких – 16-100 МПа. В свою очередь мягкие припои отличаются простотой процесса пайки. Для их разогрева подойдут обычные, удобные паяльники, с температурой плавления от 183 °C, чем не могут похвастаться твердые припои. Из-за своих высоких температур плавления приходится использовать более дорогие и неудобные паяльники. Чем больше содержание олова в мягкой смеси, тем меньше температура плавления припоя.

ПОС 90 — от 183°C до 220°C

ПОС 61 — от 183°C до 190°C

ПОС 40 — от 183°C до 238°C

ПОС 10 — от 268°C до 299°C

К мягким припоям относят:

Сурьмянистые припои (ПОССу) – используют для пайки оцинкованных изделий;

Оловянно-свинцово-кадмиевые (ПОСК) – используют для пайки чувствительных к перегреву деталей;

Оловянно-цинковые (ОЦ) – используют для пайки алюминия:

Бессвинцовые – обладает высокой электропроводностью и используют для пайки радиоэлектронной аппаратуры.

 

Твердые припои используют для пайки металлорежущих инструментов, систем трубопроводов, работающих под высоким давлением, в автомобилестроении, судостроении, тонкостенных деталей и т.д. Твердые припои играют огромную роль в промышленности. Без них был бы невозможен мелкий ремонт или изготовление различных металлических деталей.

Твердые припои подойдут для пайки медных, латунных, нержавеющих сплавов.

К твердым припоям относят:

Медно-цинковые (ПМЦ) – используются для пайки деталей с высокими внутренними давлениями. Ими паяют медь, латунь, бронзу.

Серебряные (ПСр) – данные припои подойдут для пайки черных и цветных металлов.

Медно-фосфорные (ПМФ) – используют для пайки деталей из меди и ее сплавов. Пайка такими припоями возможна без использования флюсов.

Таблица 3.

Физико-механические свойства припоев.

Маркаприпояt, оСP, г/см3ρ, Ом мм2/мλ, ккал/см с градσ, кгс/мм2Относительное удлинение, %КС, кгс/см2Твердость по Бриннелю
СолидусЛиквидус
ПОС 901832207,60,1200,1304,9404,215,4
ПОС 611831908,50,1390,1204,3463,914,0
ПОС 401832389,30,1590,1003,9524,012,5
ПОС 1026829910,80,2000,0843,2443,212,5
ПОС 61М1831928,50,1430,1174,5401,114,9
ПОСК 50-181421458,80,1330,1304,0404,914,0
ПОССу 61-0,51831898,50,1400,1204,5353,713,5
ПОССу 50-0,51832168,90,1490,1123,8624,413,2
ПОССу 40-0,51832359,30,1690,1004,0504,013,0
ПОССу 35-0,51832459,50,1720,1003,8473,913,3
ПОССу 30-0,51832558,70,1790,0903,6453,913,2
ПОССу 25-0,518326610,00,1820,0903,6453,913,6
ПОССу 18-0,518327710,20,1980,0843,6503,6—
ПОСу 95-52342407,30,1450,1104,0465,518,0
ПОССу 40-21852299,20,1720,1004,3482,814,2
ПОССу 35-21852439,40,1790,0904,0402,6—
ПОССу 30-21852509,60,1820,0904,0402,5—
ПОССу 25-21852609,80,1850,0903,8352,4—
ПОССу 18-218627010,10,2060,0813,6351,911,7
ПОССу 15-218427510,30,2080,0803,6351,912,0
ПОССу 10-226828510,70,2080,0803,5301,910,8
ПОССу 8-324029010,50,2070,0814,0431.712,8
ПОССу 5-127530811,20,2000,0843,3402,810,7
ПОССу 4-624427010,70,2080,0806,5150,817,3

t – Температура плавления, оС;

P — Плотность, г/см3;

ρ — Удельное электросопротивление Ом мм2/м;

λ — Теплопроводность, ккал/см с град;

σ — Временное сопротивление разрыву, кгс/мм2;

КС — Ударная вязкость, кгс/см2.

 

Технические характеристики оловянно-свинцового припоя ПОС-40

Чтобы металл лучше спаивался, во время пайки используют припои, которые специально разрабатываются для того или иного металла. Состав материалов определяет основные рабочие свойства, которые помогут повысить качество процесса. Припои оловянно свинцовые бессурьмянистые марки ПОС-40. Они относятся к типу, который создается на основе специального материала, где имеется свинец и олово, а также встречаются другие элементы. Все это придает припою высокую текучесть, чтобы он мог растекаться по поверхности основного металла, проникая во все неровности, чтобы образовать наиболее крепкое соединение. Такая текучесть, которая достигается даже при условии использования стандартных домашних инструментов. Более комфортные условия для пайки обеспечивает хорошая смачиваемость. Она дает нормально скрепиться поверхности металла. Стандарты изготовления припоя ПОС-40 ГОСТ 21931-76, только в этом случае можно гарантировать соблюдение всех технических характеристик.

Припой для пайки ПОС 40

Припой ПОС-40 часто применяется в промышленности, но его берут и для частного использования, так как он обладает универсальными свойствами, которые задают свинец и олово, основные элементы данной серии, в которую входит припой ПОС 30 и прочие разновидности. Такой состав позволяет спаивать самые распространение и востребованные металлы. Припой ПОС-40 используется для соединения оцинкованных деталей, пайки и лужения проводов. С его помощью можно создавать герметичные швы, что оказывается достаточно полезным для трубопроводов и различных емкостей, в которых может хранится жидкость. Благодаря относительно низкой температуре плавления сплав отлично подходит для лужения, поэтому, можно не иметь большого количества различных материалов, а использовать припой оловянно свинцовый ПОС-40 для нескольких операций одновременно. Его можно применять в радиотехнике и для ремонта электроприборов.

Припой ПОС 40 ГОСТ 21631-78

Припой ПОС-40 не содержит в своем составе сурьму, что отличает его от других разновидностей. Свинец с оловом образуют плотный слой металла после застывания и надежно прикрепляются к заготовкам. Здесь не возникает таких серьезных проблем, как при пайке алюминия, поэтому, его можно использовать для ответственных герметических конструкций. При профессионально пайке не возникает трещин, не пропаянных мест, где шов плохо держится, и других неприятностей. Благодаря относительно высокой проводимости, а также отсутствию большого сопротивления, при пайке контактов не возникает сложностей в последующей эксплуатации, так как в дальнейшем все происходит также корректно. В данном случае достаточно только подобрать более тонкую проволоку, чтобы легче было работать. Температура плавления припоя ПОС 40 составляет менее 300 градусов, так что этот состав относится к легкоплавким и плавится быстрее, чем основная масса металлов, для пайки которых он предназначен. Естественно, что качество соединения уступает различным видам и способам сварки металла, но все же дает жесткую и надежную фиксацию.

Припой оловянно-свинцовый 40%

За счет того, что припой ПОС-40 имеет относительно небольшую температуру плавления, так что использовать спаянные им изделия при высоком температурном воздействии будет невозможно. Тогда в первую очередь будет плавиться место шва.

Разновидности

Основной разновидностью выпуска является проволока, которая представлена в различном диаметре. Самым тонким диаметров является 0,5 мм. Это отличных вариант для пайки проводов и прочих мелких деталей. Для более толстых заготовок подойдет проволока на 2-3 мм. Это один из самых распространенных вариантов для домашнего использования и промышленности. Припой ПОС 40 пруток 8 мм является самым толстым из всех разновидностей, тогда как проволока представлена максимум в диаметре на 7 мм. Он подходит для работы с заготовками, толщина которых составляет более.

Припой ПОС 40 в виде проволоки

Помимо проволоки и прутков производится выпуск в виде ленты фольги, литых чешуек, небольших трубок, диаметр которых достигает до 5 мм, в которых уже имеется канифоль. Иногда встречаются пасты и жидкие флюсы.

Припой ПОС 40 в виде прутков

Химический состав припой ПОС 40

Название элемента состава

Примерное содержание в припое, %

Олово

40

Свинец

60

Физические свойства

Технические характеристики припоя ПОС 40

Наименование свойства

Значение

Температура начала плавления

183 градусов Цельсия

Температура полного расплавления

238 градусов Цельсия

Плотность припоя ПОС 40

10,1 кг/ метр кубический

Относительное удлинение сплава

60%

Временное сопротивление механическому воздействию на разрыв

32 МПа (или 3,3 кгс/мм квадратный)

Интервал кристаллизации

69 градусов

Сортамент и размеры

Диаметр проволоки, мм

Возможная погрешность, мм

0,5

0,05

0,6

0,06

0,8

0,07

1

0,08

1,2

0,09

1,5

0,1

1,8

0,1

2

0,1

2,5

0,12

3

0,15

3,5

0,16

4

0,16

5

0,17

6

0,18

7

0,2

Примеры расшифровки маркировки

Если рассматривать характеристики припоя ПОС-40, то они обозначены в составе, который определяется маркировкой:

  • ПОС – припой оловянно-свинцовый. Все марки этой серии содержат подавляющее количество свинца и олова, относительно других элементов.
  • 40 – процентное содержание олова в этом составе. Как правило, свинец занимает остальную долю сплава.
Фирмы производители

Производители припоя ПОС 40 :

  • КиевЦветМет;
  • Арсенал;
  • Техноскрап;
  • Вадис-М;
  • Укр-Спецсплав;
  • «Технологические Линии»;
  • УкрИнтерсталь.

Температура плавления припоя и технические характеристики

Припой — это металл или смесь металлов, используемых при пайке с целью соединения деталей. Как правило, используются сплавы на основе, олова, меди и никеля. Припой на базе олова входит в группу легкоплавких припоев. И температура плавления припоя здесь не превышает 450 °C. Эти составы широко используются для работы с радиоаппаратурой. Весьма распространенными являются припои на базе олова и свинца, они широко применяются в нашей металлопромышленности: аббревиатура ПОС.

Для сборки самодельных устройств простейшей конструкции достаточно наиболее распространенного припоя ПОС-61 или подобного. Сплав можно добыть из старой печатной платы от электронного прибора и собрать его паяльником с паяных контактов.

Виды и характеристики припоев

Бывают мягкими (легкоплавкими) и твердыми. Для монтажа радиоаппаратуры используются легкоплавкие, с температурой плавления 300−450 °C. Мягкие припои уступают по прочности твердым, хотя для сборки электроприборов используются как раз они.

Легкоплавкие сплавы — это обычно сплав свинца и олова главным образом. Немного есть легирующих элементов.

Примеси иных металлов вводятся для получения определенных характеристик:

  • пластичности;
  • температуры плавления;
  • прочности;
  • устойчивости к коррозии.

Число в обозначении марки говорит о том, сколько процентов олова в нем содержится. Так, у припоя ПОС-40 технические характеристики таковы, что в нем 40% Sn, а ПОС-60 — 60%.

Если марка неизвестна, состав можно оценить по косвенным признакам:

  • Температура плавления ПОС — 183−265 °C .
  • Если у припоя металлический блеск, значит, в нем достаточно много Sn (ПОС-61, ПОС-90). Если цвет темно-серый, а поверхность матовая, это говорит о высоком содержании свинца, именно он придает сероватый оттенок.
  • Припои, содержащие большое количество свинца очень пластичны, а олово придает прочности и жесткости.

Использование сплавов оловянно-свинцовой группы

К таким сплавам относятся следующие:

  • ПОС-90 содержит в составе: Pb — 10%, Sn — 90%. Используется для ремонта медицинского оборудования и пищевой посуды. Токсичного свинца немного, так как нельзя, чтобы он соприкасался с пищей и водой.
  • ПОС-40: Pb — 60%, Sn — 40%. Главным образом используется для пайки электроаппаратуры и изделий из оцинкованного железа, также с его помощью чинят радиаторы, латунные и медные трубопроводы.
  • ПОС-30: Sn — 30%, Pb — 70%. Применяется в кабельной промышленности, для пайки и лужения и листового цинка.
  • ПОС-61: Pb 39%, Sn 61%. Как с ПОС-60. Нет особой разницы.

С помощью ПОС-61 осуществляется лужение и пайке печатных плат радиоаппаратуры. Это — главный материал для сборки электроники. Плавиться начинает с 183 °C, полное расплавление при 190 °C. Паять с этим припоем можно при помощи обыкновенного паяльника, не боясь того, что радиоэлементы перегреются.

ПОС-30, ПОС-40, ПОС-90 расплавляются при 220−265 °C. Для многих радиоэлектронных элементов эта температура предкритическая. Сборку самодельных электронных устройств осуществлять лучше с ПОС-61, чьим зарубежным аналогом можно считать Sn63Pb37 (где Sn 63%, а Pb 37%). Также с его помощью паяется радиоаппаратура и самодельная электроника.

Припои продаются, как правило, в тюбиках или катушках по 10−100 г. Состав сплава можно прочесть на упаковке, к примеру: Alloy 60/40 («Сплав 60/40» — ПОС-60). Выглядит, как проволока диаметром 0,25−3 мм.

Нередко в его составе находится флюс (FLUX), заполняющий сердцевину проволоки. Содержание указывается в процентах и составляет 1−3,5%. Благодаря этому форм-фактору во время работы отсутствует необходимость подавать флюс отдельно.

Разновидность ПОС — ПОССу представляет собой оловянно-свинцовый сплав c сурьмой, и используется в автомобилестроении, в холодильном оборудовании, для пайки элементов электроаппаратуры, обмоток электромашин, кабельных изделий и моточных деталей; подходит для спаивания оцинкованных деталей. Кроме свинца и олова в сплаве 0,5−2% сурьмы.

Как показывает таблица, ПОССу-61−0,5 больше всего подходит для замены ПОС-61, ведь температура его полного расплавления — 189 °C. Существует также припой совершенно не содержащий свинца, оловянно-сурьмянистый ПОСу 95−5 (Sb 5%, Sn 95%) с температурой плавления 234−240 °C .

Низкотемпературные припои

Есть припои, предназначенные специально для пайки деталей с большой чувствительностью к перегреву. Наиболее «высокотемпературный» среди низкотемпературных — это ПОСК-50−18 с температурой плавления 142−145 °C. В ПОСК-50−18 содержится 8% кадмия, 50% олова и 32% свинца. Кадмий усиливает устойчивость к коррозии, однако наряду с тем придает токсичности.

По убыванию температуры следует РОЗЕ (Sn 25%, Pb 25%, Bi 50%), маркирующийся ПОСВ-50. Т пл. — 90−94 °C. Предназначен для пайки латуни и меди. Олова в составе этого сплава 25%, свинца — 25%, висмута — 50%. Соотношение металлов в процентах может несколько разниться, а количество их, как правило, указывается на упаковке в графе «Состав». Этот припой крайне популярен у электронщиков. Используется при демонтаже/монтаже элементов, чувствительных к перегреву. Помимо всего прочего сплав идеален для лужения медных дорожек новехонькой печатной платы.

Применяется в плавких защитных предохранителях в радиоаппаратуре.

Еще более низкотемпературный сплав ВУДА (Sn 10%, Cd 10%, Pb 40%, Bi 40%). Т плавления — 65−72 °C. Поскольку в сплаве содержится 10% кадмия, он токсичен, в отличие от РОЗЕ.

И РОЗЕ, и ВУДА — это довольно дорогие припои.

Паяльная паста

Главным образом используется для пайки компонентов монтируемых поверхностно (SMD’шек), а также безвыводных микросхем в BGA корпусах.

Выглядит как кашица серого цвета, состоит из мельчайших шариков сплава Sn62Pb36Ag2 (серебра 2%, свинца 36%, олова 62%), также в составе содержится безотмывочный флюс. О том, что флюс безотмывочный, говорят две буквы на упаковке NC (No Clean). Флюс, содержащий шарики припоя, высыхает на воздухе, поэтому хранится паста в закрытой упаковке.

Используется это средство при сложном ремонте сотовых и для пайки микросхем в корпусе BGA. Ее применение предполагает использование дополнительного оборудования для ремонта мобильных, к примеру, специальные трафареты. Стоит паста довольно дорого, поскольку содержит серебро.

Сейчас в производстве электроники массово применяются припои без свинца.

ГОСТ, технические характеристики, температура плавления

Припой ПОС 40 относится к категории сплавов, который позволяет получить надёжное соединение деталей из металла при пайке. Он обладает определёнными достоинствами, которые позволяют применять его не только в промышленности, но и в бытовых условиях.

Припой ПОС 40

Припой оловянно-свинцовый ПОС 40

Он  относится к категории так называемых легкоплавких присадочных материалов. Его легкосплавность определяется относительно невысокой температурой плавления, которую можно обеспечить простым бытовым паяльником. С одной стороны это является достоинством, с другой стороны недостатком, так как полученные соединения невозможно использовать в условиях воздействия высоких температур.

Основными достоинствами ПОС 40 являются:

  • доступная температура плавления;
  • высокая текучесть;
  • хорошая смачиваемость деталей;
  • простота применения;
  • создание надёжного соединения;
  • отсутствие вредных примесей;
  • высокая стойкость к коррозии;
  • широкий сортамент выпускаемых видов припоя.

Припой ПОС 40 в виде прутка

Под смачиваемостью понимают полученную при нагреве прочность связи между частицами припоя. Чем ниже эта прочность тем выше возможность отдельных частиц проникать в самые труднодоступные места поверхности деталей, подверженных спайке.

Химический состав припоя ПОС 40

Основным отличием ПОС 40 от близких по классу припоев является то, что в его составе практически отсутствует сурьма. Если быть более точным, она не превышает 1,6%. Поэтому справедливо считается — основными химическими элементами являются свинец (до 60%) и олово (до 40%). На остальную часть менее 2% приходятся различные незначительные примеси (никель, железо, цинк и так далее). Как уже отмечалось – достоинством этого припоя является отсутствие таких соединений как висмут и мышьяк, которые являются токсичными. Это позволяет применять ПОС 40 в обычных условиях.  Такой химический состав придаёт сплаву следующие химические и механические свойства.

Температура плавления припоя ПОС 40

Припой ПОС 40 обладает характерными температурными показателями:

  • температура начала плавления составляет 183 °С;
  • температурного полного расплавления равняется 238 °С;
  • температурный интервал кристаллизации — 52 °С. Эти показатели позволяют отнести этот сплав к так называемым легкосплавляемым.

Физико — механические свойства припоя ПОС 40

Большую роль в качестве пайки играют физические и механические свойства. К физическим свойствам относятся:

  • плотность сплава – 9,28 г/см2;
  • удельное электрическое сопротивление – 0,171 МОм×м;
  • удельная теплопроводность – 44 ВТ/м×К;
  • относительное удлинение – 32 МПа;
  • ударная вязкость – 400 кДж/м2.

Свойства припоя ПОС 40 и других припоев

К механическим свойствам, определяющим преимущества припоя, следует отнести:

  • предел кратковременной прочности пр растяжении – 3,2 кг/мм2;
  • предел текучести для достаточной деформации ;
  • временное сопротивление на разрыв – 380 кг×с/см2;
  • твёрдость по Бринеллю – 12 НВ;
  • удлинение при разрыве до 25%;

Область применения

ПОС 40 применяется при проведении низкотемпературной пайки с непосредственным применением припоя. Она является более экономичной, по сравнению  с высокотемпературной или композиционной. Обеспечивает достаточно надёжное и долговечное соединение.

Данная присадка применяется для решения следующих задач:

  • термического соединения металлических деталей, в основном латуни, жести;
  • соединения элементов электрической и радиоэлектронной аппаратуры, не имеющей высоких термических показателей;
  • устранение трещих и пробоев в медных и оцинкованных ёмкостях, которые не будут подвергаться нагреву.

Сварка припоем ПОС 40

Широкое применение он получил на предприятиях электрической и радиоэлектронной промышленности для закрепления деталей на печатных платах, аппаратурных корпусах. Он позволяет обеспечить надёжное соединение и прекрасную электропроводность. С его помощью осуществляют пайку и лужение выводов деталей (резисторов, конденсаторов, ножек микросхем и транзисторов), соединительных проводов. Производят пайку медных жил многожильных проводов и кабелей. Облуживают медные наконечники и припаивают к оболочке кабеля (стальной или свинцовой). Не смотря на различие металлов соединение получается достаточно прочным.

Он позволяет осуществлять герметизацию швов в различных сосудах и устранения герметичности в трубопроводах по которым проходят не реактивные жидкости. Благодаря своей невысокой температуре плавления он широко применяется для лужения участков металла, который необходимо подготовить для последующей пайки. Наличие в составе присадки только олова и свинца позволяет после остывания получить надёжное соединение. Для пайки изделий из латуни, железа или меди применяют именно прутки диаметров 8 миллиметров.

Технологически процесс лужения и последующей пайки не вызывает трудностей и не отличается от технологий работы с другими припоями. Для получения качественного соединения целесообразно провести подготовительные работы. Они заключаются в обезжиривании поверхности пайки и предварительному лужению. Паяльник или паяльная станция выбирается таким образом, чтобы можно было обеспечить температуру плавления припоя. То есть температура плавления припоя должна быть ниже температуры плавления спаеваемых деталей, иначе произойдет не спайка, а полная диффузия. В этом случае не удастся получить надёжного соединения. Для припоя ПОС 40 также необходимо учитывать температуру солидуса (точка плавления самого легкоплавкого компонента присадки) и температуру так называемого ликвидуса (наименьшая температура при которой припой становиться жидким – для ПОС 40 это 238 °С).

Этой температуры достаточно для полного расплавления присадки, хорошего прогрева металлической детали и обеспечения надёжного соединения за счёт присущей текучести и прекрасной смачиваемости.

Данная присадка может применяться практически со всеми аппаратами, применяемыми для паяния. Это могут паяльники, паяльные станции, газовые горелки.

Кроме нагревательных аппаратов, для обеспечения качественной пайки необходимо подобрать флюс для ПОС 40. При выборе флюса следует учитывать следующие параметры совместимости: вид флюса, температурный интервал пайки, агрессивности и агрегатному состоянию. На практике с ПОС 40 применяют два вида флюса: активные или пассивные. Первый вид позволяет удалять с поверхности металла любые окислы. Это происходит за счёт их растворения. Однако растворяется и поверхностный слой самого металла. Такими флюсами является соляная кислота, хлористый цинк и хлористый аммоний. Пассивные флюсы лишены этого недостатка. С их помощью только защищают место будущей пайки от возможной коррозии. Яркими представителями этого класса является хорошо известные воск и канифоль.

Припой ПОС 40 ГОСТ21931-76

Технические характеристики присадки ПОС 40 определяются, принятым ГОСТ 21931-76.  В соответствии с этим стандартом допускается его применение как в промышленных масштабах, условиях мелких мастерских, и в бытовых условиях. Для этого предлагается следующий сортамент:

  1. Проволока
  2. Пруток.
  3. Лента.
  4. Фольга.
  5. Литые заготовки в виде небольших чушек.
  6. Коротких трубок диаметром до 5 мм.
  7. Паста.
  8. Жидкий флюс.

Две последние разновидности встречаются достаточно редко и не получили широкого распространения.

Припой ПОС 40 в виде ленты
Чушка из припоя ПОС 40

Проволока выпускается толщиной от 0,5 мм, 0,6мм и в интервале от 0,8 мм до 1,2 мм с шагом в 0,2 мм. Начиная с 2 мм, шаг увеличивается до 0,5 мм, а после 5 мм до 1 мм.

Проволока, брусок, трубка могут выпускаться с содержанием внутри канифоли или специального флюса. Такие добавки значительно облегчают процесс пайки, повышают её качество и надёжность.

Скачать ГОСТ 21931-76

Прутки изготавливаются длиной 40 см. Проволока наматывается на катушки с общим весом около 1 кг.

Маркировка этой присадки расшифровывается следующим образом. Первые три заглавные буквы, образующие аббревиатуру ПОС, обозначают, что данный сплав относится к категории Припоев Оловянно-Свинцовых. Двузначное число 40 показывает количество олова в составе сплава. Оно составляет 40%.

Аналог Sn60Pb40E

Зарубежными аналогами ПОС 40 считаются следующие марки припоев: Sn60Pb40E или Alloy 60/40.

Припой ПОС 90

Для значительного улучшения качество соединения, созданного с помощью пайки, могут использоваться разнообразные присадочные материалы. Наиболее популярной категорией являются припои. Их отличительной особенностью является то, что их состав побирается непосредственно под определенный металл или сплав. Это обуславливает большое количество разнообразных моделей припоев присутствующих на рынке. Если учитывать особенности материала, с которым предстоит работать, и правильно подобрать расходный материал, можно добиться соединения максимально возможного качества. В данной статье будет рассмотрен «от и до» припой модели ПОС. 90.

Технические характеристики

Основным элементов в химическом составе этой модели присадочного материала является олово. Однако несмотря на это, температурная отметка, при достижении которой припой начинает подвергаться процессу плавления, находится на среднем уровне. Также для получения уникальных свойств припоя к его основному составу могут добавляться разнообразные дополнительные химические элементы.

Стоит отметить, что расходный материал этой модели обладает достаточно высоким уровнем текучести в расплавленном состоянии, что позволяет ему во время работы проникать даже в самые мельчайшие трещины, что, несомненно, увеличивает качество итогового результата соединения. Также можно выделить свойство смачиваемости. Благодаря тому, что оно достаточно высоко, работа с присадочным материалом данной модели не вызывает трудностей. Производство припоя ПОС 90 и всех его модификация на территории нашей страны выполняется в строгом соответствии с государственными стандартами.

Применение

Припой ПОС 90 является универсальным веществом. Его можно использовать как в домашних условиях с обычным оборудованием, так и на производствах со специализированной техникой. Можно сказать пару слов о широком спектре применения. Припой можно использовать при пайке медных, латунных, цинковых и т.д. изделий, что значительно расширяет область его применения.

Благодаря тому, что с помощью пайки с применением припоя данной модели удается создать полностью герметичное соединения, его используют в процессе работы с изделиями, чья рабочая деятельность проходит в постоянном контакте с водой и другими жидкостями, а также газами.

Отсутствие каких-либо трудностей при должном умении обуславливает высокий уровень популярности этой модели присадочного материала, предназначенного для пайки. Отдельно можно выделить способность проводить электрический ток. Это открывает возможность использования припоя данной модели для работы с микросхемами, радиодеталями и т.д. Низкая температурная отметка, при достижении которой материал начинает плавиться, позволяет применять припой для работы с тонким металлом. Можно отметить один значимый недостаток – изделие спаянное припоем ПОС 90 не может работать при высоких температурах, так как соединения просто-напросто начинает плавиться.

Модификации припоя ПОС 90

Присадочный материал для пайки модели ПОС 90 выпускается в нескольких различных вариациях, которые могут отличаться друг от друга химическим составом, механическими свойствами и формой. Приобрести ПОС 90 в специализированных магазинах можно в следующих формах.

  1.  В форме проволоки. Самым распространенным вариантом припоя в форме проволоки, является модель с диаметров в три миллиметра. Также он может принимать значения в диапазоне от 0,5 до 8 миллиметров. Стоит отметить, что припой в этой форме является наиболее распространенным как среди любителей, таки профессионалов своего дела.
  2. В форме ленты. Основным назначением припоя данной формы является его использование при работе с металлическими листами большого размера, но малой толщины. Размеры ленты могут принимать разнообразные значения.
  3.  В форме пасты. Это самая редкая разновидность. Его отличительные особенности заключаются в том, что вещество не требует предварительного плавления перед использованием.
  4.  В форме трубки. Особенность данной версии присадочного материала ПОС 90 заключается в том, что в структуре материала (в пустом пространстве трубки) присутствует какой-либо дополнительный материал. Чаще всего им является канифоль или же флюс, соответственно пайка с припоем этой модификации не требует наличие каких-либо дополнительных материалов.

Химический состав и физико-механические свойства припоя ПОС 90

Химический состав материала включает в себя три элемента, которые присутствуют в составе материала в следующем процентном соотношении:

  • Sn – 90;
  • Pb – от 9 до 10;
  • Sb – 0.5.

Такой набор химических элементов в основе состава присадочного материала обеспечивает ему следующие физические и механические свойства:

  1. температурная отметка, при достижении которой материал начинает подвергаться процессу плавления, равняется 220-ти градусам по Цельсию;
  2. плотность материала равна 7,9 килограммам на один квадратный метр рабочей поверхности;
  3. материал способен увеличиваться относительно своего изначального размера примерно на шестьдесят процентов;
  4. прочность на разрыв равна 47-ми Мпа.

Номенклатура и маркировка

Присадочный материал для пайки модели ПОС 90  выпускается в достаточно разнообразном спектре размеров. В специализированных магазинах можно приобрести припой, диаметр которого равен следующим значениям:

  • 0,5 и 0,6 мм;
  • от 0,8 до 1,2 мм с шагом в две десятых доли миллиметра;
  • 1,5 и 1,8 мм;
  • от 2 до 4 мм с шагом в пять десятых долей миллиметра;
  • от 5 до 8 с шагом в один миллиметр.

Маркировка присадочного материала позволяет узнать категорию, к которой он относится, и процентное содержание доминирующего химического элемента в составе. В данном случае аббревиатура ПОС говорит нам о том, что припой относиться к группе оловянно-свинцовых материалов, где доминирующим элементов в составе является олово. Соответственно число указывает на процентное содержание олова.

Производством припоя для пайки модели ПОС 90 занимается достаточно большое количество разнообразных компаний, среди которых Вадис-М, Техноскрап, КиевЦветМет и другие.

Припой POS10 / Auremo

Обозначение

Имя Стоимость
Обозначение ГОСТ Кириллица ПОС10
Обозначение ГОСТ латинское POC10
Транслитерация POS10
Химические элементы ПСнПб10

Описание

Припой ПОС10 применяемый : для производства слитков, круглой проволоки, круглых стержней с заполнением флюсовых трубок, порошка для лужения и пайки контактных поверхностей электроаппаратов, приборов, реле, заливки и лужения контрольных труб печей. локомотивов.

Примечание

оловянно-свинцовый припой без сурьмы.

Стандарты

Имя Код Стандарты
Цветные металлы, включая редкие, и их сплавы В51 ГОСТ 21930-76, ГОСТ 21931-76, ГОСТ 28873-90

Химический состав

Стандартный S Ni Fe Cu Как Al Zn Sn Сб Пб Bi
ГОСТ 21930-76 ≤0.02 ≤0,02 ≤0,02 ≤0,05 ≤0,02 ≤0,002 ≤0,002 9-10 ≤0,1 Остальные ≤0,1

Pb является основой.

Механические характеристики

σ B , МПа д кДж / м 2 , кДж / м 2 Число твердости по Бринеллю, МПа
Свинья в состоянии поставки
≥31.4 ≥44 ≥313,6 ≥12,5

Описание механических знаков

Имя Описание
σ B Ограничение краткосрочной численности
кДж / м 2 Прочность

Физические характеристики

Температура r, кг / м3 л, Вт / (м · ° С) Р, НОм · м
20 10800 3517 200

Припой оловянно-свинцовые сплавы.Проволока, пруток Мягкие припои, Твердые припои, Припои для алюминия Купить прайс поставка служба доставки.


Мягкие припои

Припой – металл или сплав, используемый при пайке для заполнения зазора между соединяемыми частями с целью получения монолитного соединения. Используются сплавы олова, свинца, кадмия, меди, никеля и др. Припои можно разделить на две группы – мягкие и твердые. К мягким припоям относятся с температурой плавления до 300 ° C, к твердым – выше 300 ° C. Кроме того, припои широко различаются по механической прочности.Мягкие припои имеют предел прочности на разрыв 16-100 МПа, а твердые – 100-500 МПа.

Мягкие припои – это оловянно-свинцовые сплавы (ПОС) с содержанием олова от 10 (ПОС-10) до 90% (ПОС-90), остальное – свинец. Электропроводность этих припоев составляет 9-15% чистой меди. Большое количество оловянно-свинцового припоя содержит небольшой процент сурьмы.

Состав и характеристики мягких припоев
Марка Состав,% Температура плавления, ° С Предел прочности Применение
ПОС-18 Олово – 18 Сурьма –2,0 ÷ 2,5 Свинец – остаток 277 2,8 ÷ 3,0 Пайка деталей из меди, оцинкованного железа и стали
ПОС-30 Олово – 30 Сурьма – 1,5 ÷ 2,0 Свинец – остальное 256 4,0 ÷ 5,0 Паяльные части из меди, железа, стали и олова
ПОС-40 Олово – 40 Сурьма – 1,2 ÷ 2,0 Свинец – остаток 235 3,5 ÷ 4,5 Пайка ответственных деталей из стали и латуни.Оборудование для лужения и пайки проводов и кабельных наконечников
ПОС-61 Олово – 61 Сурьма – 0,8 Свинец – упор 190 4,7 ÷ 5,5 Пайка токопроводящих деталей из меди и латуни, а также тонких и выводных концов обмоточных проводов
ПОСК-50 Олово – 50 кадмий – 18 Свинец – 32 145 5,5 ÷ 6,0 Монтаж деталей и пайка медной проволоки
АВИА-1 Олово – 55 Цинк – 25 кадмий – 20 200 7,5 Пайка электрических компонентов из алюминия и алюминиевых сплавов

При выборе типа припоя учитывать его характеристики и применять в зависимости от назначения паяемых деталей.При пайке деталей, предотвращающих перегрев, используйте припой с низкой температурой плавления.

Наибольшее распространение получил припой ПОС-40. Применяется при пайке соединительных проводов, резисторов, конденсаторов. Припой ПОС-30 применяется для пайки защитных покрытий, латунных пластин и других деталей. Наряду с примэием стандартных марок применяется и припой ПОС-61 (60% олова и 40% свинца).

Мягкие припои изготавливаются в виде прутков, заготовок, проволоки диаметром 3 мм и трубок, заполненных флюсом.Технология пайки проста и вполне реализуема в мастерской: свинец плавится в металлической чашке и небольшая часть добавляет олово, содержание которого определяется в зависимости от типа припоя. Сплав удаляет нагар с поверхности расплавленного припоя и заливается вдеревянными или стальными формами. Необходимо добавить висмут, кадмий и другие добавки.

При пайке различных деталей, не допускающих значительного нагрева, используются легкоплавкие сплавы, которые получают добавлением к свинцу-олову висмута и кадмия или одного из этих металлов.

Состав и характеристики легкоплавких припоев
Олово Свинец Висмут Кадмий Точка плавления
45 45 10– 160
43 43 14– 155
40 40 21– 145
33 33 34– 124
15 32 53– 96
13 27 50 10 70
12,5 25 50 12,5 66

При использовании висмутовых и кадмиевых припоев следует учитывать, что они очень хрупкие и создают менее прочный переход, чем свинцово-оловянные.

Твердые припои

Припой – металл или сплав, используемый при пайке для заливки соединяемых деталей с целью получения монолитного соединения. Используемые сплавы олова, свинца, кадмия, меди, никеля и других припоев можно разделить на две группы – мягкие и твердые. Температура плавления припоя 300 ° C, до твердого – выше 300 ° C. Кроме того, припои отличаются механической прочностью.

Состав и характеристики твердых припоев
Марка Медь Цинк Сурьма Свинец Олово Железо Точка плавления
PMC-42 40-45 остальное 0,1 0,5 1,6 0,5 830
PMC-47 45-49 0,1 0,5 1,5 0,5 850
PMC-53 49-53 0,1 0,5 1,5 0,5 870

Припой меняет цвет в зависимости от содержания цинка.Эти припои используются для пайки бронзы, латуни, стали и других металлов, имеющих высокую температуру плавления. Припой PMC-42 используется при пайке латуни с содержанием меди 60-68%. Припой PMC-52 используется при пайке меди и бронзы. Медно-цинковые припои, получаемые путем плавления меди и цинка в электрических печах в графитовом тигле. По мере плавления медного тигля добавлен цинк, после плавления цинка добавлено около 0,05% фосфора меди. Температура плавления припоя должна быть меньше температуры плавления припоя металла.Помимо этих медно-цинковых припоев, нашел применение серебряный припой.

Состав и характеристики серебряных припоев
Сорт Серебро Медь Цинк Свинец Всего Точка плавления
ПСР-10 9,7-10,3 52-54 остальное 0,5 1 830
ПСР-12 11,7-12,3 35-37 0,5 1 785
ПСР-25 24,7-25,3 39-41 0,5 1 765
ПСР-45 44,5-45,5 20,5-30,5 0,3 0,5 720
ПСР-65 64,5-65,5 19,5-20,5 0,3 0,5 740
ПСР-70 69,5-70,5 25,5-26,5 0,3 0,5 780

Серебряные припои обладают высокой прочностью, сварными соединениями и просты в обращении.Припои SEP-10 SEP-12 предназначены для пайки латуни с содержанием меди не менее 58%, припоя SEP-25 SEP-45 – пайки меди, бронзы и латуни, припоя SEP-70 с высшим содержанием серебра – пайки объемных петель волноводов и др. Кроме стандартных серебряных припоев используются и другие.

Состав и характеристики нестандартных серебряных припоев
Серебро Медь Цинк Кадмий Фосфор Точка плавления
20 45 30 5– 780
72 18––– 780
15 80–– 5 640
50 15,5 16,5 18– 630

Первый используется для пайки меди, стали, никеля, второй с высокой проводимостью – для пайки проволоки, а третий может использоваться для пайки меди, но не подходит для черных металлов, а четвертый имеет специальный легкоплавкий припой – универсальная пайка меди и ее сплавов, никеля и стали.

В некоторых случаях в качестве припоя используется технически чистая медь плавления стемпературой 1083 ° С.

Припои для алюминия

Пайка алюминия вызывает большие трудности из-за его способности легко окисляться на воздухе. В последнее время стали паять алюминий с помощью ультразвуковой пайки.

Состав и характеристики пайка алюминия
Олово Цинк Кадмий Алюминий Кремний Медь Примечание
55 25 20––– Мягкие припои
40 25 20 15––
63 36– 1––
45 50– 5––
78-69 20-25 2-6–––
––– 69,8-64,5 5,2-6,5 25–29 Пайка, точка плавления 525 ° С

В качестве флюса используют канифоль и стеарин.Пайка наносится специальным флюсом. Состав: хлорид лития (25-30%), фторид калия (8-12%), хлорид цинка (8-15%), хлорид калия (59-43%). Температура плавления до 460 ° С.

MS 3106A-10SL-4S 2 POS Женский круглый разъем под пайку

Характеристики продукта:

  • MS3106A-10SL-4S Разъем, штекер, прямой, металлический круглый, прямой штекер, припой, гнездовой контакт
  • Meduim для тяжелых цилиндрических форм;
  • Прочная, проверенная на практике конструкция;
  • Устойчивый к воздействию окружающей среды;
  • Упругие вставки;
  • Высокое качество с 30 днями 100% возврата денег;
  • От оригинальной фабрики OEM, такое же качество по гораздо более выгодной цене.


Электрические характеристики

  • Удар: 490 м / с2
  • Относительное смирение: 95 + -4% при 40 ℃
  • Сопротивление изоляции: минимум 5000 МОм (при 25 ° C)
  • Диапазон частот: 10-2000 Гц / 147 м / с2
  • Номинальное напряжение: 500 В переменного тока 700 В постоянного тока

Механические характеристики

  • Тип соединения: резьбовая муфта
  • Прекращение: припой
  • Долговечность (стыковка) ≧ 500 циклов

Характеристики окружающей среды

  • Диапазон температур: -55 ° C ~ + 125 ° C
Материал:
Деталь Материал Отделка
Кузов Алюминиевый сплав Хромат оливкового цвета
Центральный контактный штифт Латунь Золото
Изолятор Синтетический каучук–


Где происходит ваша продукция? Они сертифицированы?

Elecbee имеет долгосрочные соглашения о сотрудничестве со многими OEM-заводами в Китае, чтобы снизить стоимость промежуточных каналов и помочь вам сэкономить деньги.Все наши продукты производятся в строгом соответствии с относительными мировыми стандартами, чтобы гарантировать совместимость и отличное качество.

Какие формы оплаты вы принимаете?

Наш основной способ оплаты включает Paypal, кредитную карту, банковский перевод и так далее. Вы могли выбрать кого угодно по своему усмотрению

Когда вы организуете отгрузку?

После подтверждения получения вашего платежа мы организуем доставку в кратчайшие сроки и загрузим номер курьера на веб-сайт для упрощения отслеживания.

При нормальных обстоятельствах товар будет отправлен в течение 48 часов, если посылка не может быть отправлена ​​вовремя из-за особых обстоятельств, мы свяжемся с вами заранее и сообщим конкретные причины.

Как обменять или вернуть?

1. Подать заявку на возврат можно в течение 30 дней после получения товара. Пожалуйста, убедитесь, что внешняя упаковка не повреждена, а товары находятся в исходном состоянии. После получения посылки мы организуем возврат средств согласно соответствующим положениям.

2. Процесс возврата: вы подаете заявку на возврат – утверждаете возврат – вы организуете возврат – получаете продукты и проводите осмотр – мы организуем возврат;

3. Мы будем нести расходы по доставке в случае возврата, вызванного нами, например, проблемы качества; Что касается возврата, вызванного клиентом, он должен нести ответственность за стоимость доставки;

(PDF) СВОЙСТВА И СТРУКТУРА МАГНИТНО-ЧУВСТВИТЕЛЬНОГО ПРИПОЯ Fe -SAC305

Публикация на материалах Технической конференции Юго-Восточной Азии по технологиям сборки электроники, Пенанг (8-11 апреля 2014 г.) ПАЙКА SAC305

Yiteng Lin, Xu Ke, Justin Zhou Yong, Eng Soon TOK, R.Гопала Кришнан

Лаборатория прикладных исследований поверхностей и границ раздела (LASIR),

Департамент физики, Национальный университет Сингапура,

Сингапур

Электронная почта: phyrgk@nus.edu.sg

&

G. Yaadhav Raaj & G Srayes

Advanced Integrated Analytical Test Services (A-IATS)

№ 9, Kaki Bukit road 2, # 02-16 Gordon Warehouse Building

Singapore-417842 (www.a-iats.com)

Аннотация: Низкая -частотная электромагнитная индукция

(EMI) методология и ферромагнитные материалы

исследуются в последние годы на предмет прецизионности и быстрого оплавления

, чтобы обеспечить повышение надежности и производительности интерфейса припой-подложка

.В этой статье

набор технологических и аналитических методов, таких как

, как низкотемпературное механическое измельчение, традиционный процесс высокотемпературного плавления

, XRD, DSC, SEM-

EDX и VSM, были использованы для научных исследований

понимание роли и влияния Fe на матрицу припоя SAC305

. Микроструктурные и микроскопические исследования

подтверждают фазообразование FeSn2

и элементарную форму Fe в процессе расплава

и механическом измельчении соответственно.Сильное присутствие

фазы FeSn2 с преобладающей кристаллической ориентацией

<211> указывает на

потенциальные возможности улучшения процесса пайки

для методологии оплавления на основе электромагнитных помех.

Ключевые слова: припой SAC, FeSn2, процесс плавления, XRD,

SEM / EDX, BH

ВВЕДЕНИЕ

Бессвинцовые припои на основе Sn широко используются

для электронных корпусов в течение многих лет. Припой SAC305 с включением

металлических частиц, инертных частиц, наночастиц металла

, интерметаллических композитов и углеродных нанотрубок

недавно был предметом интенсивных исследований

для улучшения характеристик припоя для нанокомпозитов

(1-2).Обычным методом

формирования соединения припой / подложка является оплавление в печи

, при котором весь собранный электронный блок

будет подвергаться процессу нагрева. Этот глобально нагревающийся профиль оплавления

для бессвинцового припоя может вызвать несколько проблем

, таких как коробление пластиковой части устройства

, чрезмерный рост интерметаллического соединения (IMC)

на границе раздела припой / подложка и, следовательно,

ниже урожайность и урожайность.Непрерывное стремление

к миниатюризации, неизбежный рост IoT

(Интернет вещей) и аналитика данных, следовательно,

требуют усовершенствования в традиционных инновационных процессах оплавления печи

.

Припои SAC305, ориентированные на ферромагнитные материалы,

их процессы и низкочастотный магнитный

индукционная методология! Исследованы в последние! Годы

для точного и быстрого оплавления для повышения надежности интерфейса припоя-

подложки.(3-4)

Прецизионность позволяет избежать повреждения пластиковых компонентов.

. Процесс быстрого нагрева и охлаждения

предпочтителен для контроля роста IMC

и образования игольчатого Ag3Sn. .

В этой работе, один из экономически эффективных и распространенных ферромагнитных материалов

, Fe вводится в стандартный припойный порошок

SAC305 путем механического измельчения

и процесса высокотемпературного плавления.Систематическое исследование

природы, распределения и воздействия

Fe на припой SAC305 также было исследовано с помощью хорошо известной дифракции рентгеновских лучей

(XRD), дифференциальной сканирующей калориметрии

(DSC), сканирующих электронов. Микроскопия с использованием методологий

электронно-дисперсионной рентгеновской спектроскопии

(SEM / EDX) и магнитометра с вибрирующим образцом

(VSM) для целей применимости EMI

.

МЕТОДОЛОГИЯ

Припойная смесь SAC305 с необходимыми количествами

Fe (0, 5, 10, 20 мас.%) Была систематически приготовлена ​​

, измельчена в шаровой мельнице и помещена в керамический тигель

в вакуумной печи. уровень

. Образцы припоя

в форме стержней были удалены после охлаждения печи и поверхности припоя

были отполированы под аналитический припой

Pos-40, pos-61 в Кишиневском интернет-магазине Aspect-3, SRL | Купить Припой ПОС-40, ПОС-61 Кишинев (Молдова)

Припой – металл или сплав, применяемый при пайке для соединения заготовок и имеющий температуру плавления ниже, чем соединяемые металлы.Применяют сплавы на основе олова, свинца, кадмия, меди, никеля и др.

Пайка осуществляется либо с целью создания механически прочного (иногда герметичного) шва, либо для получения электрического контакта с малым переходным сопротивлением. При пайке спай и припой нагревается. Поскольку припой имеет температуру плавления намного ниже, чем связанный металл (или металлы), он плавится, в то время как основной металл остается твердым. На границе контакта расплавленного припоя и твердого металла происходят различные физико-химические процессы.Припой смачивает металл, растекается по нему и заполняет зазоры между соединяемыми деталями. При этом компоненты припоя диффундируют в основной металл, основной металл растворяется в припое, в результате чего образуется промежуточный слой, который после затвердевания соединяет детали в единое целое.

Выбирайте припой с учетом физико-химических свойств соединяемых металлов, требуемой механической прочности шпиона, его коррозионной стойкости и стоимости. При пайке токоведущих частей необходимо учитывать удельную проводимость припоя.

Припои можно разделить на две группы – мягкие и твердые. Припои с температурой плавления до 300 ° С относятся к мягким, к твердым – выше 300 ° С. Кроме того, припои существенно различаются по механической прочности. Мягкие припои имеют прочность при растяжении 16 – 100 МПа, а твердые – 100 – 500 МПа.

Мягкие припои – это оловянно-свинцовые сплавы (ПОС) с содержанием олова от 10 (ПОС-10) до 90% (ПОС-90), остальное – свинец. Электропроводность этих припоев составляет 9-15% от чистой меди.Плавление этих припоев начинается при температуре 183 ° С (температура эвтектики системы олово-свинец) и заканчивается при следующих температурах:

° С.


POS15 – 280’C.

POS25 – 260’C.

POS33 – 247’C.

POS40 – 235 ° C.

POS90 – 220’C.

Припои ПОС-61 плавятся при постоянной температуре 183 ‘С, так как его структура практически совпадает со структурой эвтектического олова-свинца.

Марка

припой

Температура

плавление, ° С

Область применения

POS 40

235

Допускается пайка толстых проводов токопроводящих деталей безответственного назначения, наконечников, соединений проводов с лепестками при более высоком нагреве, чем для POS 61 или POS 50

поз. 61

190

Пайка тонких спиральных пружин в измерительных приборах и других ответственных деталях из стали, меди, латуни, бронзы при сильном нагреве в зоне пайки недопустима или нежелательна.Пайка тонких (диаметр 0,05 – 0,08 мм) обмоточных проводов, в том числе высокочастотных (лицендрат), выводы обмоток, радиоэлементов и микросхем, монтажные провода в поливинилхлоридной изоляции; а также пайка, когда требуется повышенная механическая прочность и проводимость

Характеристики пайки и механические свойства припоя Sn-1.0Ag-0.5Cu с небольшими добавками алюминия

Материалы (Базель). 2016 июл; 9 (7): 522.

Джеминиано Манкузи, академический редактор

Центр перспективных материалов, факультет машиностроения, инженерный факультет, Малайский университет, Куала-Лумпур 50603, Малайзия; гм.ude.mu.awsis@iemeeygnoel

Поступила в редакцию 26 мая 2016 г .; Принято 16 июня 2016 г.

Лицензиат MDPI, Базель, Швейцария. Эта статья представляет собой статью в открытом доступе, распространяемую в соответствии с условиями лицензии Creative Commons Attribution (CC-BY) (http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/). Эта статья цитировалась в других статьях в ЧВК.

Abstract

Руководствуясь тенденциями к миниатюризации бессвинцовых электронных продуктов, исследователи прилагают огромные усилия для улучшения свойств и надежности припоев на основе Sn.В последнее время большой интерес был проявлен к припою с низким содержанием серебра (Ag) SAC105 (Sn-1.0Ag-0.5Cu) из-за экономических причин и улучшения ударопрочности по сравнению с SAC305 (Sn-3.0Ag-0.5Cu. Настоящая работа исследует влияние незначительной добавки алюминия (Al) (0,1–0,5 мас.%) к SAC105 на межфазную структуру между припоем и медной подложкой во время оплавления. Добавление незначительного количества алюминия способствовало образованию небольших равноосных частиц Cu-Al, которые обозначен как Cu 3 Al 2 .Cu 3 Al 2 находился на ближней поверхности / краях припоя и демонстрировал более высокую твердость и модуль. Результаты показывают, что незначительное добавление Al не изменяет морфологию межфазных интерметаллических соединений, но они существенно подавляют рост межфазного интерметаллического соединения Cu 6 Sn 5 после оплавления. Во время изотермического старения незначительное легирование Al уменьшило толщину поверхности раздела Cu 6 Sn 5 IMC, но не оказало значительного влияния на толщину Cu 3 Sn.Предполагается, что атомы алюминия оказывают свое влияние, препятствуя потоку реагирующих частиц на границе раздела.

Ключевые слова: интерметаллид , механические свойства, наноиндентирование, межфазная реакция, микроструктура, дифференциальная сканирующая калориметрия, сканирующая электронная микроскопия, незначительное добавление алюминия

1. Введение

Ограничение на использование припоя на основе свинца в электронной промышленности привело к к обширным разработкам в области бессвинцовых припоев. Руководствуясь необходимостью повышения надежности электронных продуктов, не содержащих свинец, и тенденцией к миниатюризации, исследователи прилагают активные усилия для улучшения свойств припоев на основе Sn.Сплавы Sn-Ag-Cu (припой SAC) предпочитали заменять припоям Sn-Pb. Однако используемые в настоящее время тройные эвтектические (T m = 217 ° C) или близкие к эвтектическим припои SAC имеют некоторые недостатки. Сообщалось, что эти припои SAC имеют относительно высокое переохлаждение (10–30 ° C), поскольку β-Sn требует большого переохлаждения для зародышеобразования и затвердевания. Такое сильное переохлаждение способствует образованию больших пластинчатых структур Ag 3 Sn, которые, как сообщается, вызывают охрупчивание суставов и проблемы с надежностью [1].Были проведены исследования припоев с более низким содержанием серебра, например Sn-1.0Ag-0.5Cu (SAC105), в попытке подавить образование Ag 3 Sn, а также снизить стоимость припоя, так как цена За последние годы резко возросло содержание Ag [2,3,4,5]. Хотя сообщалось, что SAC105 лучше показывает себя при испытаниях на падение, он имеет более высокую температуру ликвидуса, что требует более высокого профиля оплавления, чем эвтектический сплав Sn-3.8Ag-0.7Cu (SAC387) [5]. Он также плохо работает в тестах на термоциклирование [6].Эти недостатки побудили исследователей изменить состав припоя путем добавления небольших количеств других легирующих элементов, чтобы еще больше повысить его надежность и снизить температуру плавления.

Четвертые второстепенные легирующие элементы (0,05–0,1 мас.%), Которые были добавлены в припой SAC, включают Ni, Co, Fe, Mn, Zn, Ti, Ce, In и Al [7,8,9,10]. Исследовано влияние четвертого легирующего элемента на микроструктуру и механические свойства. Сообщалось об улучшении механических свойств, таких как прочность на сдвиг [10], прочность на разрыв [7], сопротивление удару [5] и сопротивление ползучести [7].Было замечено, что добавление четвертых легирующих элементов влияет на механические свойства, изменяя микроструктуру припоя. Было замечено, что четвертый легирующий элемент изменяет микроструктуру посредством: (i) улучшения микроструктуры матрицы припоя; (ii) подавление образования хрупких интерметаллических соединений (IMC); и (iii) изменение морфологии IMC в матрице припоя / интерфейсе [11].

Добавление алюминия вызывает большой интерес в последние годы.Сообщалось об исследованиях добавления Al в качестве наночастиц или второстепенного легирующего элемента [12,13,14,15,16,17,18]. Амагаи [12] заметил, что добавление 0,05% наночастиц Al не оказало значительного влияния на межфазный IMC. Что касается добавления алюминия в качестве второстепенного легирующего элемента, было опубликовано несколько работ по влиянию Al на механические свойства, микроструктуру и межфазную реакцию припой / подложка Cu [2,9,11,14,15,16,17, 18]. Предыдущие исследования показали, что незначительное добавление Al дает многообещающие результаты в подавлении переохлаждения β-Sn и ​​уменьшении образования хрупкой фазы Ag 3 Sn в матрице припоя SAC [14].Было обнаружено, что добавление Al (0,05 мас.%) Приводит к превосходному сохранению прочности на сдвиг после термического старения при 150 ° C в течение до 1000 часов. Файзул и др. исследовали влияние Al (0,1–2 мас.%) на предел прочности SAC105 [12,19]. Они обнаружили, что при добавлении 0,1 мас.% Al Al снижает предел текучести и предел прочности при растяжении (UTS) и способствует пластичному разрушению. Когда добавка Al составляла более 0,1 мас.%, Предел текучести и предел прочности при растяжении припоя повышались в зависимости от содержания Al и наблюдались режимы хрупкого разрушения.

В нескольких исследованиях изучались эффекты Al на объемную микроструктуру и межфазную ИМС между припоем и медной подложкой [15,16,18]. С добавлением Al в припой Sn-Ag (SA), в объемной микроструктуре припоя SA на медной подложке после оплавления были обнаружены Al 2 Cu IMC и неоднозначная Al-Cu IMC [16,18]. С другой стороны, только неоднозначный ИМС Al-Cu (Андерсон и др. Сообщили о нем как δ-Cu 33 Al 17 ) был обнаружен в объемной микроструктуре SAC [14,19].Хотя сообщаемое влияние Al на объемную микроструктуру, наблюдаемое другими исследователями, кажется последовательным, существуют противоречивые сообщения о влиянии добавления Al на межфазную реакцию припой / Cu. При добавлении 0,5 мас.% Алюминия в припой SA Xia et al. наблюдали отколы слоя соединения Al 2 Cu около границы раздела и подавление роста слоя Cu 6 Sn 5 . Когда Al был добавлен до 1 мас.%, На границе раздела припой / Cu образовался слой соединения Al 2 Cu, который полностью заменил слой Cu 6 Sn 5 [15].С другой стороны, Kotadia et al. сообщили, что сферический Al-Cu IMC откололся от матрицы припоя, когда Al был истощен в припое, и не было подавления роста межфазного слоя Cu 6 Sn 5 при добавлении от 0,5 до 2,0 мас.% Al в припой SA [18]. Ли и др. сообщают, что при добавлении 1 мас.% Al в припой SAC387 слоистый δ-Al 2 Cu 3 образовался на границе раздела после 10 мин оплавления и роста слоя Cu 6 Sn 5 уменьшено [16].Dhaffer et al. исследовали влияние добавления 0,1 мас.% алюминия на межфазную реакцию методом погружения, они сообщили, что добавление 0,1% алюминия подавляет рост слоя Cu 6 Sn 5 [20]. До сих пор не проводилось подробных исследований влияния незначительного добавления Al (<1 мас.%) На межфазную реакцию SAC / Cu.

Наноиндентирование как метод механических испытаний привлекло большое внимание во многих областях исследований, поскольку оно позволяет измерять свойства образца в чрезвычайно малых масштабах, таких как тонкие пленки и покрытия в нанометровом диапазоне [21].Этот метод хорошо подходит для исследования механических свойств IMC, толщина которых составляет всего несколько нанометров / микрометров. Сообщалось, что Cu-Al IMC образуется в ПАВ даже при добавлении всего 0,05 мас.% [22]. Кроме того, сообщалось, что Al может замещать Cu 6 Sn 5 [14] Предыдущие исследования с добавками, такими как Ni и Mn, показали, что растворимость второстепенных легирующих элементов в Cu 6 Sn 5 может изменить наномеханические свойства Cu 6 Sn 5 [14].Таким образом, понимание механических свойств Cu-Al IMC и Cu 6 Sn 5 важно для понимания поведения деформации и механизмов разрушения в бессвинцовых паяных соединениях.

В настоящей работе исследуется влияние Al на межфазную ИМС между припоем SAC105 и медной подложкой. В данной работе основное внимание уделяется влиянию более низкого процентного содержания Al (0,1–0,5 мас.%) На реакцию Cu – Sn во время оплавления и изотермического старения. Как было отмечено ранее [15,16], отсутствие Cu в припое приводило к образованию ИМС Al 2 Cu и Al-Cu рядом / на границе раздела во время оплавления, и ИМС имели тенденцию отколоться от припоя. матрица, когда Al был обеднен припоем, что усложняло ситуацию на границе раздела.При наличии Cu в припое SAC ожидается, что Al будет реагировать с Cu в объеме и, таким образом, обеспечит более упрощенный сценарий на границе раздела, что может привести к лучшему пониманию эффектов Al. В этом исследовании основное внимание уделяется более низкому процентному содержанию Al (0,1% –0,5%), поскольку более высокие процентные содержания могут привести к образованию Al 2 Cu и других IMC на границе раздела. Кроме того, это исследование исследует наномеханические свойства частиц Cu-Al IMC, а также исследует, повлияет ли добавление Al на наномеханические свойства Cu 6 Sn 5 .

2. Результаты

2.1. Дифференциальная сканирующая калориметрия

,

показывает кривые дифференциальной сканирующей калориметрии (ДСК) для SAC105, SAC105 + 0,1Al, SAC105 + 0,3Al и SAC105 + 0,5Al. Во время нагрева припой SAC105 и SAC105 + 0,1Al показывает температуру начала плавления (T m ) 216,84 ° C ± 0,50 и 216,43 ° C ± 0,38 соответственно. Эта температура начала соответствует тройной эвтектической реакции (T m = 217 ° C) сплава Sn-Ag-Cu, L → Ag 3 Sn + Cu 6 Sn 5 + Sn [23].Два заметных пика наблюдались при ~ 221 ° C и ~ 228 ° C в SAC105 и SAC105 + 0.1Al (a, b). Эти два пика были связаны с температурой эвтектики для Sn-Ag (L → Ag 3 Sn + Sn) и Sn-Cu (L → Cu 6 Sn 5 + Sn) соответственно. Когда количество Al было добавлено до 0,3 мас.%, Наблюдается изменение кривой DSC (c). Начальная температура была сдвинута до 221,14 ° C ± 0,36 и 221,65 ° C ± 1,02 соответственно для SAC105 + 0,3Al и SAC105 + 0,5Al, что соответствовало температуре эвтектики Sn-Ag (T m = 221 ° C).Для SAC105 + 0.3Al первый небольшой пик поглощения тепла появляется при 224 ° C, за ним следует второй больший пик поглощения тепла при ~ 231 ° C (c). Для SAC105 + 0.5Al появляется только большой пик поглощения тепла при ~ 231 ° C (г). Пик при ~ 231 ° C соответствует температуре плавления Sn (T m = 231 ° C).

Кривые DSC для литых сплавов SAC105, SAC105 + 0.1Al, SAC105 + 0.3Al и SAC105 + 0.5Al: ( a ) нагрев; и ( b ) охлаждение.

Во время охлаждения температуру зародышеобразования определяли по началу затвердевания экзотермического пика (b).SAC105 начинает затвердевать при 200,12 ± 0,64 ° C. Добавление алюминия к SAC105 сдвинуло экзотермический пик вправо, где температура начала затвердевания составляет 215,84 ° C ± 1,39, 217,74 ° C ± 0,83 и 219,17 ° C ± 0,21 для SAC105 + 0,1Al, SAC105 + 0,3Al и SAC105 + 0,5. Al соответственно.

Степень переохлаждения, ∆T, определялась разницей двух начальных температур на кривой охлаждения и нагрева. В видно, что у SAC105 самое большое переохлаждение ~ 17 ° C.Добавление Al в припой SAC105 значительно снизило степень переохлаждения во всех случаях, когда был добавлен Al.

Таблица 1

Начало плавления, начало затвердевания и переохлаждение SAC105, SAC105 + 0,1Al, SAC105 + 0,3Al и SAC105 + 0,5Al.

4
Припой Начало плавления (° C) Начало затвердевания (° C) Переохлаждение (° C)
SAC105 216,84 ± 0,50.12 ± 0,64 ~ 17
SAC105 + 0,1Al 216,43 ± 0,38 215,84 ± 1,39 ~ 0,6
SAC105 + 0,3Al 221,14 ± 0,36
217 3,4
SAC105 + 0,5Al 221,65 ± 1,02 219,17 ± 0,21 ~ 2,48

2.2. Микроструктура

a – h показывает изображения поперечного сечения, полученные с помощью сканирующей электронной микроскопии (СЭМ), полученных припойных сплавов и оплавленных паяных соединений, полученных на медных подложках.Изображения поперечного сечения образцов SAC105 в исходном состоянии показывают первичную фазу Sn, имеющую более светлый контраст, в то время как более темная контрастная фаза представляет собой Cu 6 Sn 5 . Cu 6 Sn 5 образует непрерывную сеть в литом припое SAC105, и мелкие частицы Ag 3 Sn также видны в литом припое. При добавлении 0,1 мас.% Al фаза Cu 6 Sn 5 и частицы другой новой более темной фазы видны распределенными в более светлой контрастной фазе Sn.Видно, что более темные частицы агломерируются в фазе Sn (b). При добавлении 0,3 мас.% И 0,5 мас.% Al можно видеть удлиненные формы новой более темной фазы IMC, распределенные в более светлой контрастной фазе Sn. Видно, что размер зерна Sn уменьшается с добавлением Al в сплавы в исходном состоянии. После оплавления основная микроструктура оплавленного припоя отличалась от микроструктуры припоя в исходном состоянии. Из e, f видно, что частицы Cu 6 Sn 5 и Ag 3 Sn после 1-кратного оплавления становятся больше по сравнению с a, b.После 1-кратного оплавления с добавлением 0,3 мас.% И 0,5 мас.% Al было видно, что равноосные более темные ИМС распределены в фазе Sn вместо удлиненной формы новых более темных ИМС в исходном образце. Уменьшение размера зерен Sn в зависимости от содержания Al все еще сохраняется в оплавленном образце.

СЭМ-изображения поперечных сечений образцов объемной микроструктуры в литом состоянии ( a – d ) и после однократного оплавления ( e – h ) SAC105, SAC105 + 0.1Al, SAC105 + 0.3Al и SAC105 + 0.5Al.

a показывает изображения поперечного сечения SAC105 + 0.5Al вблизи верхней поверхности припоя после однократного оплавления, полученные с помощью оптического микроскопа. Можно видеть, что новый, равноосный IMC с более темной фазой агломерировался и обнаруживался в основном около верхней поверхности паяного соединения. Агломерация новой более темной фазы около верхней поверхности припоя также обнаруживается SAC105 + 0.3Al. b показывает новую более темную фазу равноосной ИМС при большом увеличении. Видно, что новые ограненные частицы ИМС имеют разный размер от 1 до 5 мкм.

( a ) Изображения поперечного сечения SAC105 + 0.5Al в оптическом микроскопе вблизи верхней поверхности припоя после 1-кратного оплавления и ( b ) FESEM-изображения равноосных, но фасетных IMC, обнаруженных в поперечном сечении SAC105 + 0.5Al.

Энергодисперсионный рентгеновский спектроскопический анализ (EDS) был проведен на новой фазе IMC, обнаруженной в SAC105 + 0,1Al, SAC105 + 0,3Al и SAC105 + 0,5Al. Результаты анализа показали, что состав новой фазы был 60–65 ат.% Cu, 35–40 ат.% Al.Линейное сканирование EDS и анализ элементарного картирования также проводились на новой фазе IMC (и). Оба анализа подтвердили, что эта более темная фаза IMC состоит только из Al и Cu. Основываясь на соотношении содержания Al и Cu, возможная идентификация этой более темной фазы IMC: Cu 3 Al 2 (δ) или Cu 9 Al 4 (γ 1 ), оба из которых могут существовать. в интервале температур ниже 300 ° C [24].

Линейное сканирование EDS через равноосные IMC в SAC105 + 0.5Al.

( a ) Изображение поперечного сечения SAC105 + 0.5Al после однократного оплавления. Элементные карты для составных элементов: ( b ) Al; ( c ) Cu; ( d ) Sn; и ( e ) Ag.

В предыдущих исследованиях незначительного добавления Al многие исследователи пытались идентифицировать Cu-Al IMC с помощью EDS-анализа. Существует несколько бинарных фаз Cu-Al, которые имеют близкие друг к другу составы, такие как γ 1 -Cu 9 Al 4 , ζ 2 -Cu 4 Al 3 и δ- Cu 3 Al 2 .Это затрудняет для исследователей точное определение точной фазовой формы Cu-Al [2,17,20]. Аналогичным образом, в этом исследовании EDX-анализ не смог обеспечить четкую идентификацию соединения Cu-Al. Андерсон и др. исследователи, изучавшие влияние добавления алюминия на микроструктуру припоя, идентифицировали Cu-Al IMC как δ-Cu 33 Al 17 . Они сделали это путем отливки блока Cu-Al, который имеет аналогичный состав с Cu-Al IMC, который они получили в массивном припое, и проанализировали его с помощью дифракции рентгеновских лучей (XRD) [14].Хотя Андерсон и др. решили называть его δ-Cu 33 Al 17 , общая номенклатура для этих IMC также известна как δ-Cu 3 Al 2 [24]. Сравнивая морфологию Cu-Al IMC (a) в этом исследовании с δ-Cu 33 Al 17 [14], можно увидеть, что они оба имеют схожую морфологию (равноосный и граненый темный цвет в поле Field -эмиссионная сканирующая электронная микроскопия (FESEM) и размер (размер варьировался от 1 до 5 мкм)). Таким образом, было бы логично предположить, что оба IMC относятся к одному и тому же типу, и в последующем обсуждении он будет обозначаться как Cu 3 Al 2 .

2.3. Межфазная реакция после оплавления

показывает микрофотографии поперечного сечения FESEM на границе раздела припой / медь после 1-кратного оплавления. Типичный слой гребешка Cu 6 Sn 5 формируется на границе раздела SAC105 / Cu после оплавления (а). После добавления алюминия морфология гребешка все еще видна, но IMC становится более плоским, когда Al добавляется до 0,5 мас.% (C). Высота IMC уменьшается с добавлением Al. Средняя толщина всего слоя IMC представлена ​​как функция содержания Al в.Влияние добавки Al на толщину межфазной ИМС очевидно. Толщина межфазной ИМС не зависит от содержания Al в припое в диапазоне 0,1–0,5 мас.%. Это может указывать на то, что добавление Al сверх определенного процента не приносит дополнительных преимуществ с точки зрения подавления роста IMC. Cu 6 Sn 5 был единственным IMC, обнаруженным на границе раздела, и никаких следов алюминия в Cu 6 Sn 5 и соединении Al-Cu на границе всего припоя с добавлением алюминия не было обнаружено.

Микрофотографии поперечного сечения FESEM: ( a ) SAC105; ( b ) SAC105 + 0,1Al; ( c ) SAC105 + 0,3Al; и ( d ) SAC105 + 0.5Al после однократного оплавления.

Изменение толщины Cu 6 Sn 5 с содержанием Al при однократном оплавлении.

2.4. Вид сверху Cu

6 Sn 5 Припой после 1-кратного оплавления

a показано изображение вида сверху глубоко протравленного SAC105 + 0.5Al после 1-кратного оплавления. Перед визуализацией методом FESEM оба образца были глубоко протравлены в смеси 93% CH 3 OH, 5% HNO 3 и 2% HCl, чтобы удалить матрицу припоя и тем самым обнажить межфазный IMC.Зерна IMC, обнаруженные на границе раздела SAC105 и SAC105 + 0.5Al, были идентифицированы как Cu 6 Sn 5 . Из изображений видно, что SAC105 + 0.5Al показывает несколько ограненные зерна Cu 6 Sn 5 зерен. При большом увеличении в области высокой концентрации Al видны маленькие агломерированные частицы (обведены желтой пунктирной линией). EDS-анализ был проведен на частице с высокой концентрацией Al. b – d показаны элементные карты EDS. При визуализации с высоким разрешением и элементном картировании Al, Ag и Cu были обнаружены на поверхности экспонированного IMC.В b присутствие Al указано зеленым цветом. Область высокой концентрации Al обведена желтым кружком. Видно, что область с высокой концентрацией Al соответствует области Cu (ср. Б, в). Агломерированные частицы идентичны Cu-Al IMC, который был обнаружен в объемной микроструктуре. Удлиненные и пластинчатые частицы (правый угол d) на зернах Cu 6 Sn 5 IMC идентифицированы как Ag 3 Sn.

( a ) Изображение сверху глубоко протравленного SAC105 + 0.5Al после 1-кратного оплавления. Элементные карты для составных элементов: ( b ) Al; ( c ) Cu; и ( d ) Ag.

2,5. Межфазная реакция после изотермического старения

После однократного оплавления некоторые образцы припоя также были подвергнуты изотермическому старению при 150 ° C в течение до 720 часов, чтобы изучить влияние добавления алюминия на твердофазную реакцию между припоем и медью. субстрат. показывает изображения поперечного сечения изотермически состаренных SAC105, SAC105 + 0.1Al, SAC105 + 0,3Al и SAC105 + 0,5Al. После термического старения в течение 720 часов между первым интерметаллическим слоем и медной подложкой в ​​припоях SAC и SAC + Al образовался еще один интерметаллический слой (более темный слой). EDS использовался для определения состава каждого слоя. Анализом EDS подтверждено, что внешний слой представляет собой Cu 6 Sn 5 , а внутренний слой – Cu 3 Sn. В пределах разрешения EDS после термического старения как в Cu 6 Sn, так и в Cu 3 Sn не было обнаружено алюминия.Видно, что морфология Cu 6 Sn 5 и Cu 3 Sn одинакова в припоях SAC105 и SAC105 + Al.

Изображения в поперечном сечении: ( a ) SAC105; ( b ) SAC105 + 0,1Al; ( c ) SAC105 + 0,3Al; и ( d ) SAC105 + 0.5Al после старения при 150 ° C в течение 720 часов.

Из этого видно, что добавление Al до 0,5 мас.% Замедлило рост общих межфазных ИМС. показывает толщину Cu 6 Sn 5 и Cu 3 Sn в зависимости от содержания Al.Видно, что Cu 6 Sn 5 уменьшается при добавлении Al до 0,5 мас.%. Однако толщина Cu 3 Sn практически одинакова для всех образцов.

Изменение толщины ИМС в зависимости от содержания Al после старения при 150 ° C в течение 720 ч.

2.6. Механические свойства

Испытания на вдавливание проводились на объемном припое и интерметаллической фазе в припоях, например, Cu 6 Sn 5 и Cu 3 Al 2 .Твердость припоя в массе определялась методом твердости по Виккерсу, тогда как твердость отдельной интерметаллической фазы определялась методом наноиндентирования. показывает твердость припоя с различным содержанием Al. Видно, что твердость припоя увеличивается в зависимости от содержания Al. SAC105 показал твердость 9,78 HV, тогда как SAC105 + 0,5Al показал наивысшее значение твердости 14,12 HV. Результат SAC105 хорошо согласуется с другими исследованиями [25,26].

Изменение твердости по Виккерсу в зависимости от содержания Al для полученных образцов.

показывает типичные данные смещения нагрузки, полученные путем вдавливания, выполненного на Sn, Cu 6 Sn 5 и Cu 3 Al 2 при максимальной нагрузке 500 мкН. Для испытания с той же максимальной нагрузкой максимальное проникновение индентора для припоя Sn-Ag-Cu примерно в 4,5 раза больше, чем измеренное для Cu 6 Sn 5 и Al 3 Cu 2 . Матрица припоя, как и ожидалось, очень мягкая, с твердостью 0,23–0,3 ГПа. Матрица показала значительную пластичность.После разгрузки припой восстанавливает только приблизительно 10 нм из 230 нм, через которое проникал индентор. В отличие от припоя, оба интерметаллида значительно тверже: Cu 6 Sn 5 (~ 6,2 ГПа) и Al 3 Cu 2 (~ 10,50 ГПа). Интерметаллиды обычно восстанавливают около 40% максимального проникновения индентора после разгрузки. Исходя из этого, деформация интерметаллических фаз оказалась как упругой, так и пластической, в то время как деформация припоя оказалась преимущественно пластической [26].Сканирующая зондовая микроскопия (СЗМ) использовалась для точного выполнения отпечатков на определенных фазах IMC. Он также использовался для наблюдения за остаточными вмятинами, как показано на. Как и ожидалось из данных наноиндентирования в, остаточные вмятины в припое были намного больше, чем в интерметаллидах (). Все остаточные вмятины, наблюдаемые для интерметаллидов, имеют гладкий профиль без обнаруженных скоплений или погружений материала, в то время как более мягкие материалы, такие как Sn, демонстрируют поведение скоплений.

Данные о смещении нагрузки получены для вдавливаний с максимальной нагрузкой 500 мкН, выполненных на Sn, Cu 6 Sn 5 и Cu 3 Sn.

Изображение, полученное с помощью сканирующей зондовой микроскопии: ( a ) Sn и Cu 3 Al 2 до вдавливания; ( b ) Sn и Cu 3 Al 2 после вдавливания; ( c ) Cu 6 Sn 5 до вдавливания; и ( d ) Cu 6 Sn 5 после вдавливания SAC105 + 0.1Al.

Hysitron nanoDMA с коррекцией CMX и максимальной нагрузкой 1000 мкН использовался для непрерывных наноразмерных динамических механических измерений Cu 3 Al 2 .Твердость и модуль упругости Cu 3 Al 2 могут быть получены как функция глубины вдавливания. показывает твердость и модуль упругости Cu 3 Al 2 в зависимости от смещения отпечатка. Твердость и модуль упругости Cu 3 Al 2 были ниже у поверхности, но были довольно постоянными на глубине более ~ 15 нм. Результаты аналогичны результатам, полученным при квазистатическом измерении с максимальной нагрузкой 500 мкН.

Твердость и модуль упругости Cu 3 Al 2 в зависимости от смещения отпечатка.

Как видно на фигуре, Sn имеет твердость и модуль упругости 0,22–0,36 ГПа и ~ 50 ГПа соответственно, а Cu 6 Sn 5 имеет твердость и модуль упругости ~ 6,2 ГПа и ~ 92–110 ГПа соответственно. . Результаты хорошо согласуются с другими исследованиями [27,28,29]. С другой стороны, Cu 3 Al 2 демонстрирует гораздо более высокую твердость и модуль упругости по сравнению с Sn и Cu 6 Sn 5 , с твердостью ~ 10,50 ГПа и модулем упругости ~ 170.08 ГПа.

Таблица 2

Твердость и модуль чистого Sn, Cu 6 Sn 5 и Cu 3 Al 2 .

0 Sn (ГПа12)

0

3. Обсуждение

Из кривых ДСК () обнаружено, что при добавлении 0,1 мас.% Алюминия в припой эндотермическая кривая остается аналогичной кривой SAC105. И SAC105, и SAC105 + 0.1Al демонстрируют эндотермическую кривую двойного пика.Температура начала плавления SAC105 + 0.1Al такая же, как и у SAC105, которая составляет ~ 217 ° C. Это соответствует температуре тройной эвтектики Sn-Ag-Cu. Когда процентное содержание Al увеличивается до 0,3 и 0,5 мас.%, Начало температуры плавления смещается до ~ 221 ° C (температура эвтектики Sn-Ag) [30]. Кривые ДСК припоев SAC105 + 0.3Al и SAC + 0.5Al аналогичны кривой ДСК неэвтектического припоя Sn-Ag [31]. Это показывает, что свободные атомы Cu отсутствуют в SAC105 + 0.3Al и SAC + 0.Припои 5Al как припой Sn-Ag-Cu всегда начинают плавиться при ~ 217 ° C [32]. Одним из возможных объяснений этого является образование соединения Cu 3 Al 2 , которое восстановило доступную Cu в объемном припое для реакции с Sn и Ag. Соединение Cu 3 Al 2 уже образовалось в образцах в том виде, в котором они были получены, которые были поставлены в литом состоянии. Как видно на b – d, Cu 3 Al 2 образуется в литом припое. Cu 3 Al 2 имеет более высокую температуру плавления 960 ° C [33].Таким образом, при плавлении припоев до 300 ° C стабильный Cu 3 Al 2 IMC не вступал в реакцию, и это снижает активность Cu в расплавах припоев. Отсутствие свободного атома Cu в припое дополнительно указывается смещением заметного пика на кривых ДСК SAC105 и SAC105 + 0.1Al. Пик ~ 228 ° C (температура эвтектики Sn-Cu) в SAC105 и SAC105 + 0.5Al сместился до ~ 231 ° C (T m Sn = 232 ° C) в SAC105 + 0.3Al и SAC105 + 0.5Al. Этот сдвиг указывает на недостаток атома Cu в SAC105 + 0.3Al и SAC105 + 0.5Al уменьшили сильную эвтектическую реакцию Sn-Cu, L → Cu 6 Sn 5 + Sn. При добавлении Al наблюдается пик, указывающий на плавление Sn, поскольку фракции нерасплавленного Sn, оставшиеся в припое, расплавились при повышении температуры до 232 ° C [30].

показывает, что у SAC105 самое большое переохлаждение ~ 17 ° C. Это находится в пределах диапазона значений переохлаждения, 10–30 ° C, указанных для припоя Sn-Ag-Cu [1]. Это связано с тем, что β-Sn требует сильного переохлаждения, чтобы вызвать зародышеобразование и затвердевание [1].Присутствие Al в SAC105 значительно снизило переохлаждение. Видно, что при добавлении Al до 0,5% переохлаждение снизилось до 1–5 ° C. Kotadia et al. и Андерсон и др. наблюдали эффект Al в снижении переохлаждения припоев Sn-3.5Ag и Sn-3.5Ag-0.95Cu до 7 ° C и 4 ° C соответственно [14,34]. Добавление в припой второстепенных легирующих элементов было одним из эффективных способов уменьшения переохлаждения за счет стимулирования зародышеобразования β-Sn. Незначительные легирующие атомы, которые имеют гораздо более высокую температуру плавления, могут существовать в расплавленном Sn и обеспечивать гетерогенное место для зародышеобразования β-Sn.В случае Al в качестве второстепенного легирования соединение Cu 3 Al 2 образуется, даже если добавка Al составляет всего 0,1%. Во время экзотермической реакции в DSC существующие интерметаллические соединения Al-Cu действуют как предпочтительный сайт, способствующий гетерогенному зарождению β-Sn и, таким образом, понижая переохлаждение SAC105.

Segregated Cu 3 Al 2 IMC был обнаружен около верхней поверхности образца с добавлением Al после однократного оплавления. Одна из возможных причин может заключаться в том, что во время оплавления припои плавятся на подложках Cu при 250 ° C, частицы Cu 3 Al 2 не смачиваются расплавленным припоем, поэтому они не втягиваются в расплав. по мере затвердевания расплавленных частиц припоя.Это приводит к отказу от Cu 3 Al 2 , которые остаются вблизи поверхности / краев припоя после оплавления. Другая возможная причина сегрегации частиц Cu 3 Al 2 на краю / поверхности может быть связана с эффектами плавучести. Плотность частиц Cu 3 Al 2 составляет 6,278 г / см 3 , что ниже плотности жидкого Sn, 6,99 г / см 3 [35]. Таким образом, во время оплавления менее плотные частицы Cu 3 Al 2 мигрируют к поверхности / краям.Kotadia et al. сообщили о сегрегации Al 2 Cu в припое SA. Они предположили, что сегрегация фазы, богатой алюминием, и соединения Al-Cu вызвана движением Стокса и Марангой, которое связано с большой устойчивой жидкостью зазора смешиваемости в двойном Sn-Al и тройном Sn-Ag-Al [18].

Незначительные легирующие элементы, которые могут повлиять на рост соединения Cu-Sn, делятся на две категории: (i) элементы, проявляющие заметную растворимость в одном или обоих IMC Cu-Sn; и (ii) элементы, которые не растворяются в значительной степени ни в одном из ИМС Cu – Sn [11].Влияние элементов категории 1 на рост ИМС можно объяснить с помощью термодинамических аргументов. Эти элементы стабилизируют Cu 6 Sn 5 и уменьшают рост Cu 3 Sn. Элементы категории 2 не оказывают заметного влияния на IMC, поскольку они влияют на рост слоев IMC только косвенно. Из и видно, что добавление Al уменьшило рост Cu 6 Sn 5 . Хотя Андерсон и др. предположили, что Al имеет некоторую растворимость в Cu 6 Sn 5 , в этом исследовании не удалось обнаружить следов Al в Cu 6 Sn 5 .В этом исследовании добавление до 0,5 мас.% Al не изменило морфологию гребешка Cu 6 Sn 5 [14]. Формированию IMC типа гребешок способствует более высокое значение межфазной энергии IMC / жидкий припой.

Имеется очень ограниченное количество информации о влиянии Al на реакцию Cu – Sn. Ли и др. сообщили о подавлении роста ИМС Cu 6 Sn 5 при добавлении 1% Al. Они предположили, что подавление связано с образованием слоя ИМС Al-Cu на границе раздела, который действует как барьер для диффузии Cu и Sn [16].Однако в этом исследовании слой ИМС Al-Cu не обнаружен на границе раздела, поскольку количество добавленного алюминия меньше (≤5%). Dhaffer et al. также сообщили о подавлении роста ИМС Cu 6 Sn 5 добавлением 0,1% Al во время пайки погружением и твердотельной реакции [20]. Cu 3 Al 2 IMC, обнаруженный на границе раздела Cu 6 Sn 5 / Sn (), может объяснять подавление Cu 6 Sn 5 . Это видно из предыдущей работы, где Zn, обнаруженный на границе раздела Cu 6 Sn 5 / Sn, препятствовал потоку атомов меди к припою, тем самым замедляя рост IMC [36].Таким образом, сегрегация атомов Al на границе раздела IMC / Sn может иметь аналогичный эффект на рост IMC, препятствуя потоку атомов Cu или Sn. При незначительном добавлении Al большая часть Al реагирует с Cu в объеме припоя с образованием Cu 3 Al 2 . Следовательно, Al не образует слой соединения на границе раздела. Уменьшение свободного атома Cu в объемном припое также можно объяснить замедлением роста Cu 6 Sn 5 . Когда количество Al в припое увеличилось (≥0.5 мас.% Al в SA, ≥1 мас.% Al в SAC), он образовывал слой соединения Cu-Al на границе раздела припой / Cu [15,16]. Благодаря их присутствию на границе раздела Cu 3 Al 2 IMC препятствует потоку атомов Cu или Sn к припою, тем самым замедляя рост IMC во время оплавления.

Во время изотермического старения слой ИМС Cu 6 Sn 5 растет за счет взаимной диффузии Cu и Sn и взаимодействия друг с другом, в то время как ИМС Cu 3 Sn образуется и растет в результате реакций между подложкой Cu и Cu . 6 Sn 5 Слой IMC, как указано в уравнении ниже [11]:

Cu 6 Sn 5 + 9Cu → 5Cu 3 Sn

(1)

Присутствие Cu 3 Al 2 IMC на границе раздела Cu 6 Sn 5 / Sn препятствует потоку атомов Cu или Sn к припою, однако не влияет на реакцию в уравнении (1).Cu 3 Sn растет за счет потребления Cu 6 Sn 5 , который образуется во время оплавления. Таким образом, на толщину Cu 3 Sn добавление Al в припой существенно не повлияло. С другой стороны, при более медленной взаимной диффузии Cu и Sn на границе раздела (из-за присутствия Cu 3 Al 2 ) и образования Cu 3 Sn за счет потребления Cu 6 Sn 5 толщина Cu 6 Sn 5 был восстановлен в припое SAC105 + Al.

Добавление Al повысило твердость припоя в массе. Это могло быть связано с измельчением зерна Sn, которое можно увидеть на рис. Kim et al. также сообщил, что добавление Al всего лишь 0,01 мас.% может улучшить зерно Sn в припое Sn-Cu [8]. Из-за наноиндентирования Cu 3 Al 2 , которые присутствуют во всех припоях SAC + Al, демонстрирует более высокую твердость, чем другие элементы в SAC105 + Al. Это кажется многообещающим для укрепления паяных соединений. Однако следует также учитывать его высокий модуль упругости, поскольку высокий модуль упругости может быть вредным для испытаний на удар.Таким образом, необходимо провести дополнительные испытания для дальнейшей проверки эффектов упрочнения Cu 3 Al 2 .

Несмотря на то, что Al был введен лишь небольшой фракцией, ясно видно, что он оказывает решающее влияние на твердость, переохлаждение припоя и характеристики поверхности раздела во время оплавления. Однако количество Al должно быть ниже 0,3 мас.%, Чтобы избежать большой агломерации Cu 3 Al 2 , которая может повлиять на характеристики припоя.

4. Материалы и методы

SAC105-xAl (где x = 0, 0,1, 0,3, 0,5 мас.%) Были изготовлены компанией Beijing Compo Advanced Technology Co. Ltd. (Пекин, Китай). Все припои были приготовлены в форме стержня (диаметр 0,7 см, длина 15 см). Затем припой нарезали на тонкие диски толщиной 1 мм с помощью электроэрозионной обработки (EDM, A500W, Sodick, Schaumburg, IL, USA).

Припой в состоянии поставки был подготовлен к микроисследованию стандартным металлографическим методом, который включал резку, монтаж, шлифовку (зернистость бумаги до 3000) и полировку (алмазная паста размером 9 мкм, 6 мкм, 3 мкм, 1 мкм и коллоидный кремнезем размером 0.2 мкм). Микроструктура полученных припоев SAC105-Al была охарактеризована с помощью сканирующего электронного микроскопа с автоэмиссией (FESEM, FEI-FEG450, FEI, Хьюстон, Техас, США), а состав интерметаллических соединений (IMC) исследован с помощью энергодисперсионного рентгеновского спектроскопа. (EDS, EDAX-Genesis Utilities, EDAX, Махва, Нью-Джерси, США). Дифференциальный сканирующий калориметр, DSC (DSC Q20, TA Instruments, New Castle, DE, USA) использовали для оценки влияния добавления Al на начало плавления и температуру начала затвердевания припоя SAC105.Каждый из образцов взвешивали примерно до 10 мг и помещали на алюминиевый поддон и закрывали крышкой. Затем его нагревали от 25 ° C до 300 ° C и затем охлаждали до комнатной температуры со скоростью 10 ° C / мин. Для каждой композиции тест DSC повторяли 3 раза, чтобы гарантировать воспроизводимость результатов DSC.

Для оплавления в качестве подложек использовались листы поликристаллической меди (Cu) технического сорта (30 мм × 30 мм × 0,3 мм). Перед пайкой медные листы полировали карбидокремнеземной бумагой зернистостью 2000, промывали детергентом и пропитывали 10 об.% H 2 SO 4 раствор в течение 15–30 минут для удаления присутствующей оксидной пленки. Затем их промывали дистиллированной водой с последующей сушкой ацетоном. Затем на медную подложку равномерно нанесли Sparkle Flux WF-6317 (Senju Metal Industry, Токио, Япония). Тонкий диск SAC-xAl (диаметр = 6,5 мм, толщина = 1,24 мм) помещали в середину медной подложки, покрытой флюсом WF-6317. Оплавление проводили в печи при 250 ° C в течение 60 с. После процесса оплавления остаточный флюс очищали и удаляли промыванием образца проточной дистиллированной водой.После этого оплавленные образцы были подготовлены стандартной металлографической подготовкой образцов для исследования микроструктуры. Микроструктура объемного припоя и морфология IMC, образованных на границе раздела припой / подложка, были исследованы FESEM, а состав IMC был исследован EDS. Толщина IMC была рассчитана путем деления площади IMC на длину IMC с использованием встроенного программного обеспечения анализатора изображений в стереоскопе Olympus SZX10 (Olympus, Токио, Япония).Для каждого экспериментального условия значения толщины были измерены на 5 микрофотографиях, и указана средняя толщина IMC. Для наблюдения на виде сверху межфазных ИМС припои протравливали в смеси 93% CH 3 OH, 5% HNO 3 и 2% HCl для удаления матрицы припоя и обнажения межфазного интерметаллического соединения.

Измерение твердости по Виккерсу было выполнено для исследования взаимосвязи между микроструктурой и микротвердостью. Значения твердости по Виккерсу были получены как [36]:

где φ – угол при вершине индентора, P – приложенная нагрузка, а d – средняя длина диагоналей.Приложенная нагрузка и период нагружения составляют 1 кгс и 5 с соответственно. Для каждого образца было проверено пять баллов и получены средние значения.

Тестирование наноиндентирования было выполнено с использованием Hysitron Ubi-750 (Hysitron, Миннеаполис, Мичиган, США). На образцах были проведены два режима индентирования: квазистатическое и непрерывное динамическое измерение. Квазистатическое вдавливание проводилось с максимальной нагрузкой 500 мкН, временем выдержки 2 с, скоростью нагружения и скоростью разгрузки 16,67 мкН / с, а испытание непрерывных динамических измерений проводилось с максимальным значением 1000 мкН, временем выдержки 2 с и скорость загрузки и скорость разгрузки 16.67 мкН / с. Для каждого элемента было проверено 5 баллов и получены средние значения. Полученные данные «нагрузка-перемещение» были проанализированы с использованием метода, предложенного Оливером и Фарром [37] для определения твердости и модуля упругости как функций смещения индентора. Для квазистатических испытаний наноиндентирования можно получить твердость (H) и приведенный модуль (E). Модуль упругости E материала, подвергаемого выемке, связан с приведенным модулем упругости с помощью следующего уравнения [38]:

E = 1 − v21Er − 1 − vi2Ei

(3)

где v – коэффициент Пуассона материала с отступом (обычно принимается равным 0.3, если неизвестно), а v i и E i – коэффициент Пуассона и модуль упругости материала наконечника индентора, соответственно. Модуль упругости E i и коэффициент Пуассона v i индентора Берковича, использованные в данном исследовании, составляют 1141 ГПа и 0,07 соответственно. Для непрерывных динамических измерений могут быть получены результаты для твердости и комплексного модуля как функции глубины вдавливания.

Комплексный модуль упругости, также известный как динамический модуль, представляет собой отношение напряжения к деформации в условиях вибрации.Это можно определить с помощью следующего уравнения [39]:

где E * – приведенный комплексный модуль, E ‘- приведенный модуль накопления (или модуль упругости), E ″ – модуль потерь, а i – мнимая единица.

5. Выводы

Из этого исследования можно сделать следующие выводы:

  • Незначительное добавление алюминия значительно снизило переохлаждение припоя SAC105.

  • С добавлением 0,1–0,5 мас.% Al к SAC105 обнаружено Cu 3 Al 2 IMC.

  • Cu 3 Al 2 IMC отделяется около края припоя при оплавлении, поскольку Al был добавлен до 0,3 мас.%.

  • Незначительное легирование Al значительно уменьшило толщину межфазной поверхности Cu 6 Sn 5 IMC, но не изменило морфологию Cu 6 Sn 5 IMC.

  • Незначительное легирование Al уменьшило толщину межфазной поверхности Cu 6 Sn 5 IMC, но не оказывает существенного влияния на толщину Cu 3 Sn во время изотермического старения.

  • Предполагается, что влияние Al оказывает свое влияние на межфазную реакцию, препятствуя потоку реагирующих частиц на границе раздела во время оплавления.

  • Cu 3 Al 2 IMC имеет более высокие твердость и модуль упругости, чем другие микроструктуры в микроструктурах SAC105 + Al.

Благодарности

Авторы хотели бы поблагодарить за финансовую поддержку гранта High Impact Research (HIR), Университет Малайи (проект No.UM.C / 625/1 / HIR / MOHE / ENG / 26).

Вклад авторов

Y.M.L. и A.S.M.A.H. задумал и спланировал эксперименты; Ю.М.Л. провели эксперименты; Ю.М.Л. и A.S.M.A.H. проанализировали данные; A.S.M.A.H. предоставленные реагенты / материалы / инструменты анализа; и Ю.М. и A.S.M.A.H. написал газету.

Конфликт интересов

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

Ссылки

1. Кан С.К., Ши Д.-Й., Леонард Д., Дональд Н.Ю., Хендерсон Д.W., Gosselin T., Sarkhel A., Goldsmith N.Y.C. Ag 3 Образование Sn-пластин при затвердевании почти тройной эвтектики Sn-Ag-Cu. JOM. 2004; 56: 34–38. DOI: 10.1007 / s11837-004-0108-4. [CrossRef] [Google Scholar] 2. Шнава Д.А.А., Сабри М.Ф.М., Бадруддин Л.А., Саид С.Б.М., Че Ф. Объемная микроструктура сплава и механические свойства припоев Sn-1Ag-0.5Cu-xAl (x = 0, 0,1 и 0,2 мас.%) J. Mater. Sci. Матер. Электрон. 2012; 23: 1988–1997. DOI: 10.1007 / s10854-012-0692-у. [CrossRef] [Google Scholar] 3.Берк К., Панч Дж. А. Сравнение ползучести припоев совместных масштабов SAC105 и SAC305; Протоколы IEEE Transactions по компонентам, упаковке и технологиям производства; Киото, Япония. 12 февраля 2014 г .; С. 516–527. [Google Scholar] 4. Ченг Ф., Гао Ф., Чжан Дж., Цзинь В., Сяо Х. Прочность на растяжение и смачиваемость бессвинцовых припоев SAC0307 и SAC105 с низким содержанием серебра. J. Mater. Sci. 2011; 46: 3424–3429. DOI: 10.1007 / s10853-010-5231-8. [CrossRef] [Google Scholar] 5. Лю В., Ли Н.C. Влияние добавок к сплавам SnAgCu на микроструктуру и ударопрочность паяных соединений. JOM. 2007; 56: 26–31. DOI: 10.1007 / s11837-007-0085-5. [CrossRef] [Google Scholar] 6. Ли Т., Билер Т.Р., Ким К., Ма Х. Основы технологии соединения бессвинцовой пайкой. Springer; Нью-Йорк, Нью-Йорк, США: 2015. [Google Scholar] 7. Ахмад А.Э. Эволюция микроструктуры, термических свойств и свойств ползучести легированных никелем припоев Sn-0.5Ag-0.7Cu с низким содержанием серебра для электронных приложений. Матер. Des. 2013; 52: 663–670.[Google Scholar] 8. Ким К.С., Хух С.Х., Суганума К. Влияние четвертой легирующей добавки на микроструктуру и свойства растяжения сплава Sn-Ag-Cu и соединений с Cu. Микроэлектрон. Надежный. 2003. 43: 259–267. DOI: 10.1016 / S0026-2714 (02) 00239-1. [CrossRef] [Google Scholar] 9. Андерсон И.Е., Валлезер Дж.В., Харринга Дж.Л., Лаабс Ф., Крахер А. Контроль образования зародышей и сопротивление термическому старению припойных соединений Sn-Ag-Cu-X, близких к эвтектическим, в зависимости от конструкции сплава. J. Electron. Матер. 2009. 38: 2770–2779. DOI: 10.1007 / s11664-009-0936-7.[CrossRef] [Google Scholar] 10. Ши Ю.В., Тиан Дж., Хао Х., Ся З., Лей Ю., Го Ф. Влияние добавления небольшого количества редкоземельного элемента Er на микроструктуру и свойства припоя SnAgCu. J. Alloys Compd. 2008. 453: 180–184. DOI: 10.1016 / j.jallcom.2006.11.165. [CrossRef] [Google Scholar] 11. Лаурила Т., Вуоринен В., Пауласто-Крекель М. Влияние примесей и легирования на межфазные реакционные слои при бессвинцовой пайке. Мат. Sci. Англ. Р. 2010; 68: 1–38. DOI: 10.1016 / j.mser.2009.12.001. [CrossRef] [Google Scholar] 12.Амагай М.А. Исследование наночастиц в бессвинцовых припоях на основе Sn – Ag. Микроэлектрон. Надежный. 2008; 48: 1–16. DOI: 10.1016 / j.microrel.2007.05.004. [CrossRef] [Google Scholar] 13. Gain A.K., Chan Y.C. Влияние небольшого количества наночастиц Al и Ni на микроструктуру, кинетику и твердость припоя Sn-Ag-Cu на контактных площадках OSP-Cu. Интерметаллиды. 2012; 29: 48–55. DOI: 10.1016 / j.intermet.2012.04.019. [CrossRef] [Google Scholar] 14. Boesenberg A.J., Anderson I.E., Harringa J.L. Разработка припоев Sn-Ag-Cu-X для электронной сборки путем микролегирования Al.J. Electron. Матер. 2012; 41: 1868–1881. DOI: 10.1007 / s11664-012-1979-8. [CrossRef] [Google Scholar] 15. Ся Й.Х., Джи Дж.К., Ю Дж., Ли Т.Ю. Влияние концентрации алюминия на межфазные реакции припоев Sn-3.0Ag-xAl с медью и металлизацией ENIG. J. Electron. Матер. 2008; 37: 1858–1862. DOI: 10.1007 / s11664-008-0548-7. [CrossRef] [Google Scholar] 16. Ли Дж. Ф., Агьяква П. А., Джонсон К. М. Влияние следов Al на скорость роста слоев интерметаллических соединений между припоями на основе Sn и подложкой из меди.J. Alloys Compd. 2012; 545: 70–79. DOI: 10.1016 / j.jallcom.2012.08.023. [CrossRef] [Google Scholar] 17. Kantarcıolu A., Kalay Y.E. Влияние добавок Al и Fe на микроструктуру и механические свойства эвтектических бессвинцовых припоев SnAgCu. Мат. Sci. Англ. А. 2014; 593: 79–84. DOI: 10.1016 / j.msea.2013.11.025. [CrossRef] [Google Scholar] 18. Котадиа Х.Р., Паннеерсельвам А., Мохтари О., Грин М.А., Маннан С.Х. Массовое растрескивание интерметаллических соединений Cu-Zn и Cu-Al на границе раздела между припоями и медной подложкой во время реакции в жидком состоянии.J. Appl. Phys. 2012; 111: 074902–074906. DOI: 10,1063 / 1,3699359. [CrossRef] [Google Scholar] 19. Мохд Ф.М.С., Дафер А.С., Ирфан А.Б., Сухана Б.М.С. Влияние старения на припойные сплавы Sn-1Ag-0.5Cu, содержащие 0,1 и 0,5 мас.% Al. J. Alloys Compd. 2014. 582: 437–446. [Google Scholar] 20. Dhafer A.S., Mohd F.M.S., Suhana B.M.S., Iswadi J., Mohammad H.M., Mohamed B.A.B., Mohamed H.E. Межфазные реакции между Cu-подложкой и припоем Sn – 1Ag – 0.5 Cu, содержащим 0,1 мас.% Al, методом окунания. J. Mater.Sci. Матер. Электрон. 2015; 26: 8229–8239. [Google Scholar] 21. Уайтхед А.Дж., Пейдж Т.Ф. Исследования наноиндентирования систем с тонкопленочным покрытием. Тонкие твердые пленки. 1992; 220: 277–283. DOI: 10.1016 / 0040-6090 (92)
Элемент / соединение SAC105 SAC + 0.1Al
E (ГПа) H (ГПа) E (ГПа) H (ГПа12)
49,43 ± 7,93 0,29 ± 0,07 50,43 ± 4,86 ​​ 0,23 ± 0,04
Cu 6 Sn 5 92.25 ± 16,24 6,20 ± 0,59 100,99 ± 10,09 6,26 ± 1,07
Cu 3 Al 2 – – 170,08 ± 12,92-Y. [CrossRef] [Google Scholar] 22. Сун Дж.-М., Хуан Б.-Р., Лю С.-Й., Лай Ю.-С., Чиу Ю.-Т., Хуан Т.-В. Наномеханические отклики интерметаллической фазы на границе паяного соединения – ориентация кристаллов и металлургические эффекты. Матер. Sci. Англ. А. 2012; 534: 53–59. DOI: 10.1016 / j.msea.2011.11.037. [CrossRef] [Google Scholar] 23. Сондерс Н., Миодовник А.П. Система Cu-Sn (Медь-Олово). Оценка фазовой диаграммы сплавов. Бык. Диаграмма фазы сплава. 1990; 11: 278–287. DOI: 10.1007 / BF03029299. [CrossRef] [Google Scholar] 24. Фунамизу Ю., Ватанабе К. Взаимная диффузия в системе Al – Cu. Пер. Jpn. Inst. Встретил. 1971; 12: 147. DOI: 10.2320 / matertrans1960.12.147. [CrossRef] [Google Scholar] 25. Мольнар А., Кардос И., Мольнар И., Гачи З. Влияние содержания серебра на свойства бессвинцовых припоев. Матер.Sci. Англ. 2014; 39: 51–58. [Google Scholar] 26. Чен Х.-Т., Я Б.-Б., Ян М., Ма Х., Мингю Л. Влияние ориентации зерен на механические свойства и термомеханический отклик межсоединений припоя на основе олова. Матер. Charact. 2013; 85: 64–72. DOI: 10.1016 / j.matchar.2013.07.004. [CrossRef] [Google Scholar] 27. Maleki M., Cugnoni J., Botsis J. Моделирование влияния старения на деформационное поведение эвтектических микрокомпонентов в бессвинцовом припое SnAgCu на основе микроструктуры. Acta Mater. 2013. 61: 103–114.DOI: 10.1016 / j.actamat.2012.09.033. [CrossRef] [Google Scholar] 28. Маркиза В.М.Ф., Вундерлеб Б., Джонстона К., Гранта П.С. Наномеханические характеристики соединений Sn – Ag – Cu / Cu – Часть 2: Ползучесть наноиндентированием и ее связь с одноосной ползучестью как функция температуры. Acta Mater. 2013; 61: 2460–2470. DOI: 10.1016 / j.actamat.2013.01.019. [CrossRef] [Google Scholar] 29. Лотфиан С., Молина-Алдарегия Дж. М., Яззи К. Е., Ллорка Дж., Чавла Н. Механическое определение характеристик бессвинцовых паяных соединений Sn-Ag-Cu с помощью высокотемпературного наноиндентирования.J. Electron. Матер. 2013; 42: 1085–1091. DOI: 10.1007 / s11664-013-2517-z. [CrossRef] [Google Scholar] 30. Каракая И., Томпсон В.Т. Система Ag-Sn (Серебро-Олово). Бык. Фаза сплава. Диагр. 1987. 8: 340–347. DOI: 10.1007 / BF02869270. [CrossRef] [Google Scholar]

31. Като Р., Мунеката О., Тойода Ю. Предотвращение захоронения с помощью сплава припоя с двумя вершинами. 6554180 В1. Патент США. 2003 Apr 29;

32. Кубащевски О., Хари Кумар К.С. Цветные металлы. Тернарные системы. Springer; Берлин, Германия: 2007.Международная группа по материаловедению MSIT ® , Ag-Cu-Sn (серебро-медь-олово), стр. 47–62. [Google Scholar] 33. Массальский Т. Система Al-Cu (алюминий-медь). Бык. Диаграмма фазы сплава. 1980; 1: 27–33. DOI: 10.1007 / BF02883281. [CrossRef] [Google Scholar] 34. Котадиа Х. Р., Мохтари О., Боттрил О. М., Клод М. П., Грин М. А., Маннан С. Х. Реакции припоев на основе Sn-3.5Ag с добавками Zn и Al на подложках из Cu и Ni (P). J. Electron. Матер. 2010. 39: 2720–2731. DOI: 10.1007 / s11664-010-1382-2.[CrossRef] [Google Scholar] 35. Чаухан П.С., Чубей А., Чжун З.В., Печт М.Г. Склеивание медной проволоки. Springer; Нью-Йорк, Нью-Йорк, США: 2014. [Google Scholar] 36. Хасиб А.С.М.А., Леонг Ю.М., Арафат М.М. Легирование припоя Sn-3.5Ag на месте во время оплавления через добавление наночастиц Zn и его влияние на межфазные интерметаллические слои. Интерметаллиды. 2014; 54: 86–94. DOI: 10.1016 / j.intermet.2014.05.011. [CrossRef] [Google Scholar] 37. Оливер В.К., Фарр Г.М. Измерение твердости и модуля упругости с помощью инструментального вдавливания: успехи в понимании и уточнения методологии.J. Mater. Res. 2004; 19: 3–20. DOI: 10.1557 / jmr.2004.19.1.3. [CrossRef] [Google Scholar] 38. Фишер-Криппс А.С. Наноиндентирование. 3-е изд. Springer; Нью-Йорк, Нью-Йорк, США: 2011. С. 2–126. [Google Scholar] 39. Мейерс М.А., Чавла К. Механическое поведение материалов. 2-е изд. Издательство Кембриджского университета; Кембридж, Великобритания: 2008. [Google Scholar]

Зачем переходить с «хороших» свинцовых припоев на бессвинцовые при пайке вручную?

С 2006 года, после введения в действие Директивы ЕС 2002/95 / EC в Законе об электрическом оборудовании, большинство производителей промышленной электроники установили, что они должны использовать бессвинцовые припои для изготовления своих сборок.Согласно этому закону, «бессвинцовый» означает припои, которые содержат не более 0,1% свинца и, следовательно, ниже указанных предельных значений. Эта директива ЕС была заменена директивой 2011/65 / EU в 2013 году. Ничего не изменилось в допустимых предельных значениях для припоев для мягкой пайки; были также добавлены несколько антипиренов, которые использовались в области производства печатных плат. В июне 2018 года свинец был добавлен в список веществ, вызывающих очень серьезную озабоченность, в соответствии с Европейским законом о химических веществах (SVHC – «Вещества, вызывающие очень серьезную озабоченность»).Это приводит к изменению требований к маркировке для всех содержащих свинец припоев (например, припоев) с более чем 0,3% свинца в твердой форме, поскольку с этой даты свинец справедливо классифицируется как токсичный для воспроизводства. Это не шикана, но отражает необходимость того, чтобы обращение со свинцовыми припоями было адаптировано к современным знаниям об их опасности.

Эта классификация как токсичная для воспроизводства означала, что припой, содержащий свинец, можно было продавать только специально обученным людям.Собрались различные юридические требования, так что сегодня многие частные любители электроники также сталкиваются с темой преобразования сплавов. Конечно, есть исключения, RoHS относится к «размещению на рынке» электронных сборок. Это частный пользователь, который сам разрабатывает свои хобби-проекты, паяет, а затем использует их – и который не «выставляет их на рынок»? Вероятно, нет, но это не меняет того, что мы знаем об опасностях обращения со свинцом.

Переключатель на бессвинцовые припои

Переход от свинцовых припоев к бессвинцовым хорошо зарекомендовал себя в промышленности.Конечно, были необходимы корректировки технологии системы и, конечно же, корректировка производственных параметров. Тот или иной компонент, а также печатные платы должны были быть оптимизированы с точки зрения термостойкости. Но в области ручной пайки с помощью паяльной станции необходимые настройки сохраняются в узких пределах. Некоторые из первых бессвинцовых сборок эксплуатируются до 15 лет – и нет никаких причин отказов, которые можно было бы объяснить только использованием бессвинцовых сплавов.

Каковы основные различия между сплавами, используемыми в секторе сплавов? Содержит свинец Sn63Pb37 в виде эвтектического сплава с температурой плавления 183 ° C или вариаций с большим количеством свинца или небольшим количеством меди / серебра в качестве добавки с диапазоном плавления около 179–190 ° C. Они были стандартом на протяжении многих лет. Эти сплавы можно было хорошо обрабатывать с помощью паяльной станции мощностью 30-50 Вт с установленной температурой жала паяльника 300-320 ° C. Припой становился жидким, флюс удалял оксиды с поверхностей, подлежащих пайке, олово из припоя растворялось. медь (или другая металлизация) на компоненте или печатной плате и интерметаллическая фаза была создана.Это сделало паяное соединение хорошо сформированным, упругим и прочным.

В бессвинцовых сплавах обычно гораздо больше олова. Вместо 63% это больше похоже на 95-99% Sn. В результате температура плавления сплава повышается до 217–227 ° C, но олово всегда было компонентом припоя, который образует интерметаллическую фазу и может «ослабить» все паяемые металлические поверхности. Свинец всегда был только «инертным» (неактивным) компонентом сплава, с тем преимуществом, что он удешевлял и снижал температуру плавления олова с 232 до 183 ° C.Однако теперь больше олова в припое в сочетании с более высокой температурой пайки означает, что вам нужно уделять больше внимания своим инструментам и металлизации компонентов. Припой не только быстрее растворяет медные поверхности, но и растворяется быстрее. Прежде чем вы это узнаете, паяльная петля на печатной плате растворилась.

Стандартные бессвинцовые сплавы

Но давайте более подробно рассмотрим некоторые стандартные бессвинцовые сплавы: если вы хотите достичь вышеупомянутых 217 ° C как одной из самых низких возможных температур в диапазоне SnAgCu, воспользуйтесь составом с Sn95.5%, можно использовать Ag3,8% Cu0,7%. Преимущество – относительно низкая температура плавления, недостаток – почти 4% серебра в припое, что может почти вдвое дороже припоя. В принципе, этот серебросодержащий сплав можно немного удешевить, снизив содержание серебра до 3%. Тогда сплав имеет интервал плавления 217 – 223 ° С, но это не особо заметно ни при обработке, ни с учетом долговечности паяного соединения. Как самый дешевый сплав оловянно-медный сплав (Sn99.3% Cu0,7%) может использоваться в качестве эвтектического сплава с определенной температурой плавления 227 ° C без серебра. При использовании этого сплава также необязательно повышать температуру на паяльном наконечнике на 10 ° C по сравнению со сплавом, содержащим серебро.

Для всех бессвинцовых припоев применяется то же практическое правило для определения необходимой температуры паяльного жала, что и для этилированных припоев:
Ликвидус (точка разжижения) сплава + 120 ° C = рабочая температура на жале паяльника

Итак, арифметически, свинецсодержащий припой с диапазоном плавления 183–190 ° C дает температуру жала паяльника 310 ° C в качестве начального значения с Sn99.3 Cu0,7 с температурой 227 ° C, 350 ° C – хорошая отправная точка для начала пайки. Если для ввода определенного количества тепла за короткое время требуется на 10-20 ° C больше, это определенно может быть вариантом. Температура выше 380 ° C обычно больше повреждает печатные платы и компоненты, чем помогает. Флюс в проволоке также горит намного быстрее, поэтому он может выполнять свою работу только определенное время при определенной температуре. Каждые 10 ° C повышения температуры вдвое сокращают активную продолжительность флюса. Время, необходимое для удаления оксидов, становится меньше – в какой-то момент оно оказывается слишком коротким.В конечном счете, здесь речь не идет об абсолютных температурах. Мягкая пайка – это всегда подвод необходимого количества энергии и достижение определенных минимальных температур. Припой должен быть жидким, он должен быть на определенную температуру выше точки ликвидуса, чтобы позволить металлизации раствориться и, таким образом, образовать интерметаллические фазы и, следовательно, упругую точку пайки.

Все бессвинцовые сплавы, кратко описанные выше, обладают достаточной длительной стойкостью: можно грубо определить серебряные припои как более подходящие для применений с более высокими температурными изменениями, часто связанными с постоянным механическим напряжением (вибрацией).В качестве примера можно привести использование в автомобилях. Припои с низким содержанием серебра или без серебра часто, но не исключительно, используются в бытовой электронике. Отсутствие резких перепадов температуры, меньшая механическая нагрузка. Это те области, где можно обойтись без серебра. Кроме того, такие факторы, как количество припоя, расположение геометрии пайки и металлизация, используемая на компоненте и печатной плате, также имеют значительное влияние на оценку долговременной надежности паяного соединения.Так что вопрос не только в том, какой припой используется для разрушения, и на него ответить.

Entwicklungen der Lotlegierungen

Кроме того, в последние годы в области припоев было много разработок, которые могут оптимизировать долговременную надежность и другие свойства стандартных припоев. Эти микролегированные припои основаны на вышеупомянутых припоях на основе олово-медь или олово-серебро-медь, но добавлено около 500 ppm контролируемых микрокомпонентов. Часто это никель, кобальт или другие металлы и полуметаллы.Это снижает способность к растворению и улучшает микроструктуру паяного соединения. Что означает улучшение микроструктуры? Более мелкие границы зерен в припое позволяют паяльному соединению поглощать значительно больше механической энергии до того, как оно будет механически разрушено при испытаниях на термический удар – долговременная надежность выше. Жала паяльника снова живут дольше, потому что смачиваемый слой железа на жале растворяется намного медленнее. Медь также будет растворяться в припое намного медленнее, припой на печатной плате останется дольше, и процесс ремонта будет более надежным.Известной серией лотов являются лоты серии FLOWTIN. Более длительный срок службы жала паяльника по сравнению со стандартным припоем, составляющий 30-50%, может быть достигнут при аккуратном обращении с параметрами пайки и инструментами.

Поскольку паяльная проволока состоит не только из сплава, но и флюс, который она содержит, является важным компонентом, здесь мы сделаем краткий экскурс в разницу во флюсах, которые используются в бессвинцовых / содержащих свинец припоях. Задача флюса – удалить оксиды с задействованных компонентов: компонента, печатной платы и, конечно же, жидкого припоя.Делать это нужно как можно дольше, чтобы при пайке было большое технологическое окно. В зависимости от типа и количества оксида на паяемом элементе активность должна быть адаптирована. Есть флюсы без галогенов, а также несколько более сильные галогенсодержащие флюсы. Обе группы удаляют оксиды посредством реакции кислота-оксид металла. Однако флюс для бессвинцовых припоев должен выполнять этот механизм реакции при более высокой температуре и, таким образом, оставаться активным дольше даже при более высокой температуре пайки.Флюс должен иметь возможность течь в достаточном количестве перед припоем, удалять оксиды, отводить образовавшиеся соли перед припоем и оставлять жидкий припой с хорошо чистой, чистой металлической поверхностью. Затем может происходить процесс диффузии и образуется паяное соединение. При повышенных температурах пайки необходимо также отрегулировать флюс, чтобы оптимизировать распыление флюса и смачивание. Здесь вступают в игру два по-разному активированных флюса Kristall 600 и 611.Они были разработаны в сочетании с бессвинцовыми и микролегированными припоями и, таким образом, могут полностью раскрыть свой потенциал на различных окисленных поверхностях.

При выборе флюса всегда следует использовать более слабый. Все, что не остается на сборке в качестве активаторов и продуктов их реакции в остатке, не может вызвать никаких проблем с долговременной надежностью. Всегда настолько сильно и настолько, насколько вам нужно для достижения хорошей реакции смачивания.

Еще одним преимуществом этих припоев является то, что они сделаны только из олова из линейки Stannol Fairtin.Здесь играет роль не только качество сырья, но и другие факторы, такие как условия труда при добыче олова, применяемые экологические стандарты и многое другое.

Работа с бессвинцовым припоем

Рассмотрим теперь процесс работы с бессвинцовым припоем. Паяное соединение без свинца требует больше энергии, чем соединение, содержащее свинец, при тех же условиях. Это относится ко всем процессам пайки, независимо от того, используете ли вы припой или паяльную пасту.

Поскольку количество требуемой энергии выше, передача тепла к точке пайки также должна рассматриваться как наиболее важный аспект при пайке. Здесь важно создать оптимальную контактную поверхность для теплопередачи. В этом контексте оптимальный означает максимально большой! Сделать это довольно просто: просто используйте жало паяльника с наибольшей площадью контакта и не оставляйте тонкий кончик иглы прикрепленным весь день. Таким образом, для каждой задачи по пайке необходимо найти оптимальное паяльное жало.Из-за большей переходной площади это обеспечивает одновременно большее количество энергии, так что более высокие затраты энергии на плавление бессвинцового припоя не нужно компенсировать повышением рабочей температуры. Это снова привело бы к более быстрому износу жала паяльника.

Исследования показали, что повышение температуры с 360 ° C до 410 ° C увеличивает износ жала паяльника почти экспоненциально при использовании бессвинцовых сплавов. Срок службы жала не только сокращается вдвое, но и значительно сокращается.Поэтому, как правило, следует учитывать немного большее время пайки или контакта точки пайки, чтобы не повышать рабочую температуру без необходимости.

Еще один важный фактор – это правильный выбор инструмента. Важную роль играет технология теплопередачи. Быстрое время реакции паяльника на повышенную потребность в тепле является основополагающим фактором в поддержании максимально низкой рабочей температуры.

Технологии активных паяльных жало, в которых паяльное жало образует «блок» из нагревательного элемента, датчика и смачиваемой области, имеют очень быстрое время нагрева (прибл.3 секунды) и может быть быстро отрегулирован соответственно. Это преимущество насадок с прямым нагревом идет рука об руку с гораздо более высокой ценой. Но благодаря быстрому нагреву эти паяльные жала могут быстрее автоматически переходить в режим ожидания, что снижает износ и потребление энергии.

Технологии пассивного паяльника отделяют управляющую электронику в паяльнике (нагревательный элемент / датчик) от паяльного жала, которое затем можно заменить как изнашиваемую деталь – и это дешевле.Чтобы иметь возможность оптимально использовать эффективность пассивной технологии, важна хорошая поверхность контакта между паяльником и паяльником, а также необходим мощный паяльный инструмент с мощностью не менее 80 Вт или более (например, Weller WSP 80, WTP 90, WXP 120).

Если вы затем выбрали паяльную проволоку с оптимальным флюсом, который может удалить присутствующие оксиды, вы сможете добиться хорошей реакции смачивания.

Внешний вид бессвинцовых паяных соединений немного отличается от свинцовых паяных соединений.Хотя «правило 3G» (ровный, гладкий и блестящий) все еще применяется к паяным соединениям, содержащим свинец, эти критерии применимы лишь в ограниченной степени к бессвинцовым паяным соединениям. Самый важный критерий для бессвинцовой пайки – это чисто сформированный «мениск». Этот видимый угол смачивания можно увидеть на поверхности паяного соединения. Поскольку состав бессвинцовых и серебросодержащих сплавов означает, что поверхности становятся более шероховатыми, они не могут так хорошо блестеть и не могут соответствовать правилу «3G».Но и здесь есть припои без серебра с компонентами из микролегированных сплавов, которые могут создавать блестящие паяные соединения с припоем на основе SnCu. Flowtin TC или SN100c упомянуты здесь в качестве примеров.

Заключение

Бессвинцовая пайка не сложна – она ​​просто отличается от пайки свинцовыми припоями.

Критерии качества изменятся, и, возможно, придется адаптировать используемые паяльные инструменты. Но электробезопасность бессвинцового паяного соединения ничем не уступает свинцовому пайке! Если вы ознакомились с измененными характеристиками растекания и смачивания бессвинцового сплава и согласны с немного более длительным временем пайки, чтобы не повышать температуру без необходимости, вы быстро обнаружите, что пайка фактически не изменилась.

Испытайте различные бессвинцовые сплавы в качестве недорогих тестовых упаковочных карточек без больших финансовых затрат, чтобы найти подходящий припой для вашего применения:

Проволока для припоя станнола Kristall 600 FLOWTIN TC FAIRTIN Sn99 Cu1 диаметром 1,00 мм на карте обмотки (6g)

Проволока для припоя станнола Kristall 511 TC Sn99 Cu1 диаметром 1,00 мм на карте обмотки (6g)

Проволока для припоя станнола HS 10 TC Sn99 Cu1 диаметром 1,00 мм на упаковочной карте (6 г)

Проволока для припоя станнола HS 10 FAIR FLOWTIN TC + Sn99 Cu1 + ML в 1.Ø 00 мм на упаковочной карте (5г)

Этот взнос предоставлен компанией STANNOL GMBH & Co. KG

.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *