Для чего используются различные типы припоя?

Отличный вопрос, и поскольку для ответа на него, вероятно, можно было бы написать учебник, единого ответа, вероятно, не будет. Я хочу дать общий ответ, адаптированный для любителей, и надеюсь, что люди, более знающие, смогут прийти и связать детали.

Резюме
Припой — это в основном металлическая проволока с «низкой» температурой плавления, где низкая для наших целей означает достаточно низкую, чтобы ее можно было расплавить паяльником. Для электроники это традиционно смесь олова и свинца. Олово имеет более низкую температуру плавления, чем свинец, поэтому большее количество олова означает более низкую температуру плавления. Самый распространенный припой на основе свинца, который вы найдете в магазине гаджетов, будет 60Sn/40Pb (60% олова, 40% свинца). Есть и другие незначительные вариации, которые вы, вероятно, увидите, такие как 63Sn/37Pb, но для обычных целей я использовал 60/40 в течение многих лет без каких-либо проблем.

Научное содержание
Расплавленный металл — хитрый зверь, потому что он ведет себя немного как вода: особый интерес представляет его поверхностное натяжение. Расплавленный металл свернется, если не найдет к чему «прилипнуть». Вот почему маски для пайки предотвращают образование перемычек, и вот почему вы видите приемы пайки с поверхностным монтажом. В общем, металл любит прилипать к металлу, но не любит прилипать к маслам или окисленным металлам. Просто подвергаясь воздействию воздуха, наши детали и платы начинают окисляться, а при обращении с ними попадают грязь (например, масла с нашей кожи). Решение этой проблемы состоит в том, чтобы сначала очистить детали и платы. Вот где флюсовые сердечники вступают в пайку. Флюсовые сердечники плавятся при более низкой температуре, чем припой, и покрывают область пайки. Флюс очищает поверхности, и если они

Потоковые сердечники
Существует два распространенных типа флюсовых сердечников: кислотные и канифольные. Кислота предназначена для сантехники и НЕ должна использоваться в электронике (вероятно, она съест ваши компоненты или платы). Вам действительно нужно следить за этим, но в целом, если он находится в разделе электроники в магазине гаджетов, это хорошо, если он находится в разделе сантехники в магазине товаров для дома / товаров для дома, это плохо. В общем, для использования любителями, если вы содержите свои детали в чистоте и не позволяете им простоять слишком долго, флюсовый сердечник не нужен. Однако, если вы ищете припой, вам, вероятно, следует подобрать что-то с канифольным сердечником. Единственная причина, по которой вы не стали бы использовать припой с флюсовым сердечником в качестве любителя, это если бы вы точно знали, почему вам не нужен флюс, но опять же,

Без свинца
Это почти все, что нужно знать любителю, но знать о бессвинцовом припое не помешает, поскольку дела обстоят именно так. ЕС теперь требует, чтобы почти вся коммерчески доступная электроника (за исключением медицинской и аэрокосмической промышленности, насколько я помню) использовала бессвинцовые компоненты, включая припой. Это завоевывает популярность, и хотя вы все еще можете найти припой на основе свинца, это может привести к путанице. Назначение бессвинцового припоя точно такое же: это эволюция продукта, призванная стать более экологически чистой. Проблема в том, что свинец (который используется для снижения температуры плавления припоя) очень токсичен, поэтому теперь вместо него используются другие металлы, которые не так эффективны для контроля температуры плавления. В общем, вы можете использовать бессвинцовый припой и припой на основе свинца взаимозаменяемо для любительского использования. но с бессвинцовым припоем немного сложнее работать, потому что он не течет так хорошо и при такой низкой температуре, как его эквивалент на основе свинца. Ничто не помешает вам успешно что-то спаять, и в целом бессвинцовые припои и припои на основе свинца вполне взаимозаменяемы для любителей.

Учебники
На YouTube есть множество видеороликов о пайке, достаточно просто ввести слово «пайка» в поиске. У НАСА есть несколько старых обучающих видеороликов, которые очень хороши, потому что в них рассматривается множество сквозных компонентов. Некоторые из них актуальны, потому что в них обсуждаются методы и взаимосвязь типов припоя.

В общем, если вы приобрели его в магазине электроники для хобби, его можно использовать для любительских целей.

Свинец против бессвинцового

Свинцовый припой 60/40 плавится при температуре около 191 ° C (376 ° F) (и обычно с ним работают при температуре около 300 ° C (570 ° F)) и требуется около 1,5 секунд для плавления и образования связи, также известной как «мокрая». Хорошие облигации блестят и имеют форму «палатки», а не шара. Немного потренировавшись, вы сможете хорошо или, по крайней мере, очень компетентно пользоваться свинцовым припоем.

Однако свинец является токсичным тяжелым металлом, поэтому продолжительный контакт с кожей вреден для вас (и опасен для окружающей среды при неправильной утилизации). Мне нравится носить очень тонкие хлопчатобумажные перчатки во время пайки (но не всегда). Обратите внимание, что свинец не «испаряется» во время пайки. Дым, который вы видите, это флюс. Но и флюсом дышать тоже не следует. Я использую вентилятор и фильтр при пайке. Существует также метод «выдоха», чтобы избежать паров, который подходит для небольших работ.

Бессвинцовый припой плавится при температуре от 220 до 300 °C (от 430 до 570 °F) (в зависимости от формулы), и для его смачивания требуется около 4 секунд. Хорошие соединения не блестят, а плохое соединение визуально обнаружить труднее, по крайней мере, сначала.

Простой ответ: если вы не планируете продавать устройство, которое вы паяете, кому-то в ЕС, используйте припой на основе свинца. Более низкая температура пайки и более быстрое время смачивания припоя на основе свинца означает меньшую вероятность термического повреждения вашей платы и деталей (и это дешевле). Электрически вы можете использовать любой из них. Вы даже можете использовать свинцовый припой для переделки бессвинцовой платы. Конечно, тогда это будет не RoHS.

Диаметр припоя

Очень тонкий припой, диаметром 0,020 дюйма (0,51 мм) или меньше, дает вам большой контроль над тем, сколько припоя вы наносите, и плавится немного быстрее. Но вы должны «подавать» припой в соединение справа скорость, и разматывание еще одного фута от рулона через каждые пару стыков устаревает. Иногда мне не хватает припоя в соединение с тонким припоем, потому что я не/не могу подавать его достаточно быстро. Хорошо подходит для ручной пайки тонкого поверхностного монтажа части.

Толстый припой диаметром 0,050 дюйма (1,3 мм) или больше подходит для изготовления больших соединений, таких как толстая проволока или выводы регулятора TO-220. Но легко нанести слишком много припоя, и кажется, что он плавится медленнее сам припой действует как теплоотвод.

Обычно я предпочитаю припой среднего размера диаметром 0,025–0,031 дюйма (0,64–0,78 мм) для большинства работ. Это дает мне возможность контролировать, сколько я наношу на соединение, без хлопот с подачей тонкого материала. .

Флюс

Флюс для электроники может быть на канифоли, на водной основе или без очистки. Все они примерно одинакового качества с точки зрения раскисления меди, что позволяет получить хорошее паяное соединение.

Канифольный флюс оставляет уродливый липкий осадок. Для его очистки требуется либо МНОГО воды, либо (неприятный) химический растворитель. Вы не должны оставлять его включенным, так как он слегка вызывает коррозию, а также может быть несколько проводящим. Это выходит из употребления из-за воздействия очистки на окружающую среду.

Флюс на водной основе (он же смола) менее уродлив, не липкий. То, что я использовал, оставляет после себя белую пленку. Я слышал, что этот фильм может вызвать проблемы с долгосрочной надежностью. Некоторые люди просто оставляют его включенным, но для удаления требуется лишь умеренное количество воды.

Флюс «без очистки» - это флюс на основе смолы, который сгорает или выкипает, почти не оставляя остатка.

«Свинцовый припой 60/40 плавится при 315°С»

Мусор. Припой 60/40 Sn/Pb имеет пастообразную форму в диапазоне нескольких градусов C и затвердевает при 183 °C. Эвтектический припой, такой как 63/37 Sn/Pb, плавится и затвердевает при 183 °C.

«Однако свинец — это токсичный тяжелый металл, поэтому продолжительный контакт с кожей вреден для вас».

Опять же, неправда. Свинец не может распространяться через кожу. Его можно проглотить только путем переноса с пальцев на пищу или сигареты или путем вдыхания при распылении.

«Бессвинцовый припой плавится при температуре от 340 до 370°С»

Такой сплав, как 96,5Sn/3,0Ag/0,5Cu, является жидким при 217°С.

«Флюс для электроники может быть на канифоли, на водной основе или без очистки. Все они примерно одинакового качества в том, что касается раскисления меди, что позволяет получить хорошее паяное соединение».

Неправильный. Различные флюсы имеют разную активность и в разной степени способствуют смачиванию и слиянию.

Флюс «без очистки» — это флюс на основе смолы, который сгорает или выкипает, почти не оставляя следов».

Обычно это синтетические флюсы, которые не «сгорают», а остаются после затвердевания соединения и являются инертными, поэтому не представляют долгосрочного риска для контура из-за гигроскопического действия или ионного загрязнения.

Это сложная тема для получения хорошей информации, но в целом бессвинцовый припой должен быть хуже для вас.

Переход на бессвинцовую пайку снизил нагрузку на окружающую среду, но для оператора ручной процесс пайки стал более опасным. Свинца в припое больше нет, но чтобы проволока припоя текла должным образом, необходимо использовать значительно больше флюса.

Температура, необходимая для создания хорошего паяного соединения с использованием бессвинцового припоя, также выше, что вызывает более сильную реакцию внутри флюса и создает больше дыма припоя с большим количеством частиц. Бессвинцовая пайка производит на 250 % больше частиц диаметром от 0,5 до 1,0 микрона, которые являются наиболее опасными для вдыхания. Помимо частиц дым припоя может содержать изоцианаты, альдегиды и другие вредные для здоровья вещества.

http://www.wellerzerosmog.com/health_risk/

Недавние исследования показали, что дымы и пары, исходящие от бессвинцовых припоев, могут быть даже более опасными для рабочих и окружающей среды, чем те, которые выделяют традиционные свинецсодержащие припои. Многие из этих бессвинцовых припоев используют канифоль в качестве флюса. Оловянно-свинцовые припои плавятся при температуре около 180°C, тогда как бессвинцовые припои плавятся при температуре на 30-40°C выше. Есть опасения, что более высокие температуры, необходимые для бессвинцовой пайки, значительно увеличат количество образующегося дыма. Поскольку пары припоя являются одной из восьми основных причин профессиональной астмы, Управление по охране труда и технике безопасности Великобритании очень обеспокоено тем, что рабочие вдыхают пары припоев, содержащих флюсы на основе канифоли, также известные как «дым канифоли».

http://dataweek.co.za/article.aspx?pklArticleId=3959

Тем не менее, Википедия утверждает

Использование бессвинцовых припоев и компонентов принесло немедленную пользу для здоровья работников электронной промышленности при разработке прототипов и производстве. Контакт с паяльной пастой больше не представляет такой опасности для здоровья, как раньше.

Вы также должны беспокоиться о оловянных усах