Температура плавления припоев: Температура плавления припоя. Свойства припоев и подшипниковых материалов

Температура плавления припоя. Свойства припоев и подшипниковых материалов

Температура плавления и другие свойства припоев на основе олова и свинца

В таблице представлена температура плавления припоев распространенных марок на основе олова и свинца, а также их  теплофизические и механические свойства. Свойства припоев даны при комнатной температуре.

В таблице приведены следующие свойства: температура плавления припоев (солидус и ликвидус) в градусах Цельсия, плотность припоев, удельное электрическое сопротивление, коэффициент теплопроводности, временное сопротивление разрыву, относительное удлинение, ударная вязкость, твердость по Бринеллю, HB.

Температура плавления припоев (ликвидус — жидкое состояние припоя) на основе свинца и олова находится в диапазоне от 145 до 308°С. Следует отметить, что температура плавления припоя, равная 145°С, соответствует припою ПОСК 50-18, который относится к категории легкоплавких припоев. При температуре 308 градусов Цельсия в жидком виде находится припой ПОССу 5-1.

Рассмотрены свойства следующих припоев: ПОС 90, ПОС 61, ПОС 40, ПОС 10, ПОС 61М, ПОСК 50-18, ПОССу61-0,5, ПОССу 50-0,5, ПОССу 40-0,5, ПОССу 35-0,5, ПОССу 30-0,5, ПОССу 25-0,5, ПОССу 18-0,5, ПОСу 95-5, ПОССу 40-2, ПОССу 35-2, ПОССу 30-2, ПОССу 25-2, ПОССу 18-2, ПОССу 15-2, ПОССу 10-2, ПОССу 8-3, ПОССу 5-1, ПОССу 4-6.

По данным таблицы видно, что плотность припоев меняется в пределах от 7300 до 11200 кг/м³. Припоем с минимальной плотностью является оловянно-свинцовый припой ПОСу 95-5. Наиболее тяжелым из рассмотренных припоев является припой ПОССу 5-1 — плотность такого припоя имеет величину 11200 кг/м³.

Теплопроводность припоев в таблице дана в размерности ккал/(см·с·град). Припоями с максимальной теплопроводностью являются ПОС 90 и ПОСК 50-18 — их теплопроводность равна 0,13 ккал/(см·с·град).

Температура плавления припоев на основе серебра, их плотность и удельное электрическое сопротивление

К серебряным припоям относятся такие припои, как ПСр72, ПСр71, ПСр70, ПСрМО68-27-5, ПСр65, ПСр62, ПСр50, ПСр50КД, ПСрМЦКд45-15-16-24, ПСрКДМ50-34-16, ПСр45, ПСр40, ПСр37,5, ПСр25, ПСр25Ф, ПСр15, ПСр12М, ПСр10, ПСр010-90, ПСрОСу8 (Впр-6), ПСрМО5 (Впр-9), ПСрОС 3,5-95, ПСр3, ПСрО 3-97, ПСрОС3-58, ПСр3Кд, ПСр2,5, ПСр2,5С, ПСр2, ПСрОС2-58, ПСр1,5, ПСр1.

Плотность припоев на основе серебра изменяется в пределах от 7400 до 11400 кг/м³. Низкая плотность припоя, содержащего серебро, свойственна таким припоям, как: ПСрОСу8, ПСрМО5, ПСрОС 3,5-95 и ПСр010-90. Наиболее тяжелый припой — это ПСр3, его плотность равна 11,4 г/см³.

Температура плавления припоев на основе серебра находится в диапазоне от 183 до 860°С. Припоем с наименьшим удельным электрическим сопротивлением является серебряный припой ПСр72 — его электросопротивление равно 2,1 мкОм·см.

Удельное электрическое сопротивление припоев значительно изменяется в зависимости от марки припоя. Оно может иметь значение в интервале от 2,1 (у припоя ПСр72) до 37,2 мкОм·см — у ПСр37,5.

Примечание: плотность и удельное электрическое сопротивление припоев указаны при комнатной температуре.

Температура плавления припоев и легкоплавких сплавов

В таблице даны значения температуры плавления припоев и легкоплавких сплавов на основе ртути Hg, цезия Cs, калия K, висмута Bi, таллия Tl, индия In, олова Sn, свинца Pb, кадмия Cd, сплав Вуда, сплавы Роуза (Розе), золота Au, магния Mg, цинка Zn, серебра Ag.

Значения температуры плавления припоев и сплавов в таблице приведены начиная с самых легкоплавких сплавов и находятся в диапазоне от -48,2 до 262°С. В сплавах с отрицательной температурой плавления (от минус 48,2°С) преобладает содержание ртути и щелочных металлов. Легкоплавкие сплавы с температурой плавления от 200 до 260°С имеют в своем составе преимущественное содержание висмута и таллия.

Примечание: эвт — эвтектические сплавы или близкие к ним; для неэвтектических сплавов приводятся значения температуры солидуса.

Плотность припоев и баббитов, их теплопроводность и КТлР

В таблицах даны теплофизические свойства некоторых припоев и  баббитов (антифрикционных подшипниковых материалов) при комнатной температуре. Представлены такие свойства, как: плотность, коэффициент температурного расширения и теплопроводность.

Указаны свойства следующих припоев и баббитов: ПОС-30, ПОС-18, ПСр45, ПОЦ70, ПОЦ60, 34А, эвтектический силумин; баббиты, Б83, Б16, БКА, Б88, Б89, Б6.

Следует отметить, что плотность припоев, коэффициент температурного расширения (КТлР) и теплопроводность припоев и баббитов имеют близкие значения, за исключением припоя 34А и эвтектического силумина, которые в 2-4 раза легче.

Состав и теплопроводность припоев и баббитов при различных температурах

В таблице представлен состав и значение коэффициента теплопроводности алюминиевых антифрикционных сплавов, баббитов и припоев при температуре от 4 до 300 К (от -269 до 27°С).

Рассмотрены следующие припои и подшипниковые материалы: АН2,5, АО6-1, БКА, Б16, Б83, Б88, ПОС61, ПОС18, ПОССу18-2, ПОССу40-2, сплав Вуда, сплав Розе, ПСр25, ПСр44, ПСр70.

Наиболее теплопроводным антифрикционным сплавом, по данным таблицы, является сплав АО6-1 — его теплопроводность равна 180 Вт/(м·град). Наибольшую теплопроводность среди рассмотренных припоев имеет серебряный припой ПСр70 (на основе серебра и меди) — теплопроводность этого припоя равна 170 Вт/(м·град).

Источники:

1. Физические величины. Справочник. А.П. Бабичев, Н.А. Бабушкина, А.М. Братковский и др.; Под ред. И.С. Григорьева, Е.З. Мейлихова. — М.:Энергоатомиздат, 1991. — 1232 с.
2. Чиркин В.С. Теплофизические свойства материалов ядерной техники.
3. Таблицы физических величин. Справочник. Под ред. акад. И.К. Кикоина. М.: Атомиздат, 1976. — 1008 с.
4. Цветные металлы. Справочник. — Нижний Новгород: «Вента-2», 2001. — 279 с.

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.

Как отличаются припои по температуре плавления

Основным материалом, применяемым при пайке, является специальный сплав, называемый припоем. К одной из важнейших его характеристик относится температура плавления.

Существует множество разнообразных сплавов, используемых в качестве припоев при выполнении паяных соединений металлических изделий. Они имеют различия по химическому составу и по физико-механическим свойствам.

Классификация

В соответствии с государственным стандартом, существует следующее классификационное деление припоев по температуре их плавления:

• низкотемпературные, их также называют мягкими. Температура плавления этих паяльных сплавов не превышает 450 ℃. В свою очередь, данная категория делится на две подкатегории. Паяльные сплавы, плавящиеся при температуре до 145 ℃ называются особолегкоплавкими, плавящиеся в диапазоне от 145 до 450 ℃ относятся к легкоплавким;
• высокотемпературные или твёрдые. К ним относятся припои с температурой плавления, превышающей 450 ℃. Этот класс сплавов включает в себя три подкатегории. Среднеплавкими считаются те, которые расплавляются при температуре до 1100 ℃, имеющие точку плавления от 1100 до 1850 ℃ называют высокоплавкими. Присадочные материалы, использующиеся при пайке, которые занимают ещё более высокотемпературные позиции, относятся к тугоплавким.

Таблица 1. Температура плавления припоев:

Основная суть процесса пайки заключается в смачивании расплавленным присадочным материалом поверхностей соединяемых деталей, которые сами при этом не расплавляются. Исходя из этого, температура плавления припоев должна быть ниже, чем соответствующая характеристика спаиваемых металлов.

Состав паяльных сплавов

Физико-механические свойства плавящихся присадочных материалов, в частности, температура их плавления, определяются содержанием компонентов, входящих в их состав.

Обычно такие сплавы состоят из нескольких химических элементов, но название композиций определяется по тому элементу, который является основным и превосходит все остальные по содержанию. Например, припои на основе олова называют оловянными.

Существует большое семейство припоев, содержащих значительные удельные доли свинца и олова. Такие паяльные сплавы принято называть оловянно-свинцовыми.

Для них принято буквенное обозначение ПОС, после которого следует цифра, показывающая процентное содержание олова в составе этого припоя.

Таблица 2. Химический состав припоев:

Компоненты, входящие в состав припоя, оказывают воздействие на физические качества сплава, образуя нечто новое, не присущее каждому из компонентов в отдельности.

При этом наибольшее влияние на результирующие свойства припоя (такие, как температура его плавления) оказывает элемент, имеющий наибольший удельный вес в сплаве.

Так, паяльные сплавы на основе такого легкоплавкого металла, как олово, относятся к низкотемпературным или мягким. Этим подчёркивается связь температуры плавления металла с его механической твёрдостью.

То есть, металлы, которые плавятся при более низкой температуре, являются более мягкими.

Существует множество припоев, которые создаются на основе меди, алюминия, цинка, серебра, золота, платины. Высокотемпературная пайка осуществляется сплавами, в состав которых входят титан, цирконий, молибден и другие металлы.

Выбор припойного материала

Одним из главных критериев выбора сплава для создания паяного соединения металлических деталей является температура его плавления.

То есть, присадочный материал должен расплавляться раньше, чем основной. Но это не единственное условие выбора.

Жидкий расплав должен хорошо смачивать поверхность основного металла. Кроме этого, к паяному соединению предъявляются определённые прочностные требования.

Правильный подбор присадочного материала для пайки позволяет приблизить прочность соединения к прочности основного металла.

Именно по этой причине при пайке какого-либо металлического изделия стараются использовать присадку на основе такого же металла, как металл изделия.

При этом более низкая температура плавления припоя обеспечивается дополнительными компонентами, входящими в его состав.

Правда, следует заметить, что сравнять эти характеристики при пайке не удаётся никогда. То есть, при механических испытаниях на разрушение излом всегда будет происходить в месте соединения.

В некоторых специфических видах пайки прочность соединения играет не главную роль. Например, при пайке ювелирных изделий основной является эстетическая часть работы. Поэтому изделия из золота, серебра и платины паяются только припоями на основе одноимённых металлов, причём той же пробы.

Разогрев

В зависимости от температуры плавления используемого присадочного материала, применяются различные методы нагрева при пайке. В случае с мягкими материалами, содержащими олово, цинк, свинец, основным инструментом при пайке может служить обычный паяльник.

В качестве примера можно привести сборку и ремонт электронных схем, содержащих компоненты, критичные к перегреву. В этой ситуации обычно используются свинцово-оловянные материалы, имеющие невысокую температуру плавления и электрические паяльники небольшой мощности.

Механическая прочность соединений играет здесь второстепенную роль, главным является обеспечение надёжного электрического контакта.

Когда речь идёт о пайке высокотемпературными материалами, паяльник оказывается бессильным. В этих случаях нагрев осуществляется посредством газовых горелок и специальных установок, использующих токи высокой частоты.

Это относится к промышленной пайке в условиях производственных цехов и использованию твёрдых припоев.

В отдельных случаях, когда спаиваемые детали очень массивны, и при использовании обычных средств нагрева достичь плавления не удаётся, применяются специальные печи, куда заготовки помещают целиком. Только таким способом обеспечивают надежную пайку.

Таблица температур плавления припоев: теплопроводность припоев

Основным расходным материалом во время пайки является припой. Это тот сплав металла, который наплавляется на поверхность основного материала. Но делает это так, чтобы не расплавлять то место, на котором происходит пайка. Это достигается благодаря тому, что температура плавления припоя оказывается более низкой. Данный параметр является одним из основополагающие при определении характеристик, во время выбора марки для наплавки и прочих нюансах использования. Ведь по такому параметру происходит основная классификация, которая выделяет мягкие и твердые припои.

Припой для пайки

К мягким относятся все те, которые плавятся при значении ниже 300 градусов Цельсия. Как правило, это все те вещи, что используются в домашних условиях, так как с ними можно справиться обыкновенными инструментами. Качество их соединения далеко не всегда хорошо, как у представителей другой группы, но простота применения и улучшенное схватывание зачастую это компенсируют. К твердым относятся те, у которых плавление проходит на отметке выше 300 градусов Цельсия. С такими уже сложнее работать, так как тут нужен не только специальный флюс, но и особые инструменты. Некоторые из таких материалов плавятся при температуре выше 700 градусов, так что обыкновенным паяльником здесь не обойтись и нужна уже более мощная горелка.

Мягкий припой с температурой плавления ниже 300 градусов Цельсия

Стоит отметить, что имеется несколько значений в данном параметре. Есть начальная температура плавления, при которой материал только начинает переходить в жидкое состояние, а есть уже окончательная, при которой сплав полностью становится жидким. Для пайки берется первый вариант, так как он помогает сохранить вязкость материала, что делает работу более легкой и удобной.

Свойства

Стоит отметить, что от того при какой температуре плавится припой зависят многие его свойства. Это обусловлено составом, ведь если в него входят тугоплавкие металлы, которые в своем чистом виде имеют высокую прочность, то и при добавлении в сплав они сохраняют эти качества, пусть и не в полной мере. Таким образом, прямая зависимость прочности соединения от точки расплавления практически всегда оказывается верной. Простым примером является сплав Вуда, который является одним из самых легкоплавких вариантов. На практике он оказывается очень хрупким и может треснуть или слететь от небольших температурных воздействий.

Здесь же наблюдается зависимость с тем, какую температуру будет выдерживать полученное соединение. Температура плавления припоя должна быть меньше, чем у основного металла, иначе это был бы уже процесс сварки. Пайка высокотемпературными припоями сама происходит при высокой температуре, соответственно и соединение будет лучше сопротивляться такому воздействию. Теплопроводность припоя также является важным фактором, ведь если она на низком уровне, то это помогает лучше переносить воздействие высоких температур и защищает деталь от перегревания.

Температура плавления припоев

Различия в температуре могут быть очень сильными, что видно на примере таблицы. Причем это касается даже соседних марок в одной серии, так как многое определяется добавками в составе и прочими нюансами. Здесь приведены основные данные к самым распространенным маркам:

Рекомендации по температуре

Температура плавления мягких припоев хоть и не превышает 300 градусов, тогда как в твердых марках разброс намного больше, то все равно, даже в этом случае получается разница более чем в три раза. Таким образом, стоит подбирать инструменты для температурной обработки, которые бы имели ту мощность, что требуется для достижения нужных параметров. Более высокая или низкая температура может оказаться неподходящей, так что это может стать одной из причин, почему припой не липнет к паяльнику. Отклонение при выборе температурного режима допускается в небольших пределах, около 10-20 градусов Цельсия, причем желательно в более высокую сторону. Ведь далеко не всегда есть возможность точно выставить рабочие параметры, особенно на простых паяльниках.

Возможность безвредного повышения температуры инструмента обуславливается тем, что у припоя есть первоначальная точка плавления, когда он из твердого перетекает в жидкое. В это время жидкость получается относительно вязкой и достаточно пластичной для применения. Далее следует вторая точка плавления, когда материал уже становится максимально жидким.  Здесь уже сложнее работать, так что выбор режима должен быть как раз между этими двумя показателями.

Мир современных материалов — Припои

Припои принято делить на две группы — мягкие и твердые. Это деление связано с их температурой плавления. К мягким относятся припои с температурой плавления ниже 300 °С, к твердым — выше 300 °С. Кроме температуры плавления, припои существенно различаются механической прочностью. Мягкие припои имеют предел временного сопротивления разрыву 16…100 МПа, твердые — 100……500 МПа.

 Выбирают припой в соответствии с типом паяемого металла (или металлов, если они разнородны), требуемой механической прочностью, коррозионной стойкостью и стоимостью.

При пайке токоведущих частей очень важно учитывать значении удельной проводимости припоя.

Название припоя, как правило, определяется металлами, входящими в него в наибольшем количестве. Название припоев, содержащих драгоценные или редкие металлы даже в небольших количествах, происходят от этих металлов.

Условные обозначения марок припоев содержат букву П (припой) и одну из последующих букв русского названия основных компонентов, а также количество их в процентах. Сокращения наименования компонентов следующие: олово — О, сурьма — Су, свинец — С, алюминий — А, серебро — Ср, никель — Н, палладий — Пд, индий — Ин, медь — М, золото — Зл, германий — Г, кремний — Кр,висмут — Ви, кадмий — К, титан — Т. Чистые металлы, применяемые в качестве припоев, обозначаются такими же марками, как в ГОСТ на поставку (например, 02 означает олово, С1 — свинец и т. д.).

Наиболее распространенными мягкими припоями, изготовляемыми промышленностью, являются оловянно-свинцовые. На них распространяется ГОСТ 21931—76. В соответствии с этим ГОСТ оловянно-свинцовые припои, не содержащие сурьму, называют бессурмянистыми, а припои, содержащие сурьму 1…5 %,—сурьмянистыми.

Примеры условных обозначений марок оловянно-свинцовых припоев:

ПОС-61 — припой оловянно-свинцовый, содержит 61 % олова, остальное свинец.

ПОССу-61-0,5 — припой оловянно-свинцовый, малосурьмянистый, содержит 61 % олова, 0.5 % сурьмы, остальное — свинец.

ПОС-61М — припой оловянно-свинцовый, содержит 61 % олова, небольшой процент меди и свинец.

ПОСК-50-18 — припой оловянно-свинцовый, содержит 50 % олова, 18 % кадмия, остальное — свинец.

Применение оловянно-свинцовых припоев в электротехнике и радиотехнике:

В табл. 1 приведены физико-механические свойства оловянно-свинцовых припоев.

Таблица 1. Физико-механические свойства оловянно-свинцовых припоев.

Обозначения в таблице:

ρ – удельное сопротивление;

l — коэффициент теплопроводности;

σ — временное сопротивление разрыву;

Δl/l – относительное удлинение.

Стандартными твердыми припоями являются медно-цинковые и серебряные припои. Медно-цинковые припои, изготовляемые промышленностью, должны удовлетворять ГОСТ 23137—78, а серебряные — ГОСТ 19738—74:

ПМЦ-36 — припой медно-цинковый, 36% меди.

ПСр-50 — припой серебряный, Ag50 %

ПСр-25Ф — припой серебряный, Ag25 %, содержит фосфор.

ПСр-50К — припой серебряный, Ag50 %, содержит кадмий.

В табл. 2 приведены температуры кристаллизации и назначение некоторых стандартных твердых припоев. В качестве твердых припоев иногда применяют стандартные сплавы меди с фосфором (ГОСТ 451.5—81). В некоторых случаях они заменяют дорогостоящие серебряные припои.

Таблица 2. Свойства и назначение некоторых стандартных серебряных и медно-цинковых припоев

Фосфорные припои относятся к группе самофлюсующихся припоев, так как пайка ими меди производится без применения флюса. При нагревании припоя фосфор окисляется в фосфорный ангидрид, который и является флюсом. Однако при пайке этими припоями латунных деталей с медными применение флюса обязательно. Недостатком фосфорных припоев является хрупкость паяного шва. Для пайки стали и чугуна фосфорные припои непригодны. В табл. 3 приведены температуры плавления и назначение медно-фосфорных припоев.

Таблица 3. Свойства и назначение в качестве припоев стандартных сплавов медь — фосфор

Примечание. Сплавы МФ1 и МФ2 отличаются друг от друга содержанием примеси висмута и сурьмы.

Пайка алюминия и его сплавов производится специально разработанными для этой цели припоями и флюсами. Главным препятствием при пайке алюминия является пленка оксида, которая почти мгновенно образуется при ее удалении механическим способом. Оксидная пленка алюминия очень стойкая, ее не удается растворить или восстановить обычными флюсами, применяемыми при пайке меди или стали. В табл. 4 приведены припои, применяемые при пайке алюминия и его сплавов.

При пайке алюминия низкотемпературными припоями его поверхность предварительно покрывают никелем.

Таблица 4. Характеристики припоев, применяемых для пайки алюминия и его сплавов

* Силумии (ГОСТ 1521—76)

В некоторых случаях в качестве припоев используют чистые металлы. В частности, кадмий применяют для пайки и лужения ковара, никеля. Чистое олово применяется для пайки и лужения меди и ее сплавов, низкоуглеродистой стали, платины, ковара. Медь применяется для пайки никеля, низкоуглеродистой стали.

Кроме описанных выше припоев, на которые распространяются государственные стандарты, в радиоэлектронной промышленности применяют припои, состав и назначение которых определяется требованием отраслевого стандарта. Здесь есть большая группа серебряных, золотых, а также небольшое число медно-никелевых, медно-германиевых и других припоев. В табл.5 приведены сведения только о тех, которые существенно отличаются от стандартных по своему назначению.

Таблица 5. Характеристики некоторых нестандартных припоев

Литература:

1. Справочник по электротехническим материалам/ под ред. Корицкого Ю.В., Пасынкова В.В., Тареева Б.М. – М.: Энергоатомиздат, т.2, 1987. – 464 с.

Вас также может заинтересовать:

Температура плавления серебряного припоя — Морской флот

Припо́й — материал [1] , применяемый при пайке для соединения заготовок и имеющий температуру плавления ниже, чем соединяемые металлы. Применяют сплавы на основе олова, свинца, кадмия, меди, никеля, серебра и другие.

Существуют неметаллические припои [2] .

Срок службы паяного соединения зависит от правильности технологии пайки и параметров окружающей среды в эксплуатации.

Содержание

Описание [ править | править код ]

Припои выпускаются в виде гранул, прутков, проволоки, порошка, фольги, паст и закладных деталей.

Пайку осуществляют или с целью создания механически прочного (иногда герметичного) шва, или для получения электрического контакта с малым переходным сопротивлением. При пайке мест соединения припой нагревают свыше температуры его плавления. Так как припой имеет температуру плавления ниже, чем температура плавления соединяемого металла (или металлов), из которых изготовлены соединяемые детали, то он плавится, в то время как металл деталей остаётся твёрдым. На границе соприкосновения расплавленного припоя и твёрдого 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 промежуточная прослойка, которая после застывания соединяет детали в одно целое.

Выбирают припой с учётом физико-химических свойств соединяемых металлов (например, по температуре плавления), требуемой механической прочности спая, его коррозионной устойчивости и стоимости. При пайке токоведущих частей необходимо учитывать удельную проводимость припоя.

Жидкотекучесть низкотемпературных припоев даёт возможность паять изделия сложной формы.

Классификация припоев [ править | править код ]

Припои принято делить на две группы:

К мягким относятся припои с температурой плавления до 300 °C, к твёрдым — свыше 300 °C. Кроме того, припои существенно различаются по механической прочности. Мягкие припои имеют предел прочности при растяжении 16—100 МПа, а твёрдые — 100—500 МПа.

К мягким припоям относятся оловянно-свинцовые сплавы (ПОС) с содержанием олова от 10 (ПОС-10) до 90 % (ПОС-90), остальное — свинец. Электропроводность этих припоев составляет 9—15 % электропроводности чистой меди. Плавление этих припоев начинается при температуре 183 °C (температура плавления эвтектики системы олово-свинец) и заканчивается при следующих температурах плавления ликвидуса:

Припои ПОС-61 и ПОС-63 плавятся при постоянной температуре 183 °C, так как их состав практически совпадает с составом эвтектики олово-свинец.

Кроме этих составов в качестве мягких припоев используются также:

• сурьмянистые припои (ПОССу), применяемые при пайке оцинкованных и цинковых изделий и повышенных требованиях к прочности паяного соединения,
• оловянно-свинцово-кадмиевые (ПОСК) для пайки деталей, чувствительных к перегреву и пайки выводов к конденсаторам и пьезокерамике,
• оловянно-цинковые (ОЦ) для пайки алюминия,
• бессвинцовые припои, содержащие наряду с оловом медь, серебро, висмут и др. металлы.

Твёрдые припои [ править | править код ]

Наиболее распространёнными твёрдыми припоями являются медно-цинковые (ПМЦ) и серебряные (ПСр) с различными добавками:

Температуры плавления припоев марок ПСр и ПМЦ:

ПСр-10 — 830 °С.
ПСр-12 — 785 °С.
ПСр-25 — 765 °С.
ПСр-45 — 720 °С.
ПСр-65 — 740 °С.
ПСр-70 — 780 °С.
ПМЦ-36 — 825 °С.
ПМЦ-42 — 833 °С.
ПМЦ-51 — 870 °С

Широко применяются медно-фосфористые припои. К медно-фосфористым припоям относятся сплавы меди, олова с добавками фосфора. Такие припои применяются при пайке меди, медных сплавов, серебра, чугуна, твердых сплавов.

Температуры плавления медно-фосфористых припоев:

П81 — 660 °С
П14 — 680 °С
МФ7 — 820 °С
П47 — 810 °С

Серебряные припои [ править | править код ]

Серебряные припои имеют температуру плавления от 183 до 1133 °С и представляют собой сплавы серебро-свинец-олово; серебро-свинец; серебро-медь; серебро-медь-цинк; серебро-медь-цинк-кадмий; и т. д.

Серебряные припои имеют достаточно широкую область применения:

• лужение и пайка меди, медно-никелевых сплавов, никеля, ковара, нейзильбера, латуней и бронз;
• пайка железоникелевых сплавов с посеребренными деталями из стали;
• пайка стали с медью, никелем, медными и медно-никелевыми сплавами;
• пайка меди с никелированным вольфрамом;
• пайка титана и титановых сплавов с нержавеющей сталью;
• пайка меди и медных сплавов с жаропрочными сплавами и нержавеющими сталями;
• пайка меди и латуни с коваром, никелем, с нержавеющими сталями и жаропрочными сплавами, пайка свинцово-оловянистых бронз;
• пайка и лужение меди, никеля, медных и медно-никелевых сплавов с посеребренной керамикой, пайка посеребренных деталей;
• пайка меди и никеля со стеклоэмалью и керамикой;
• пайка и лужение ювелирных изделий;
• пайка меди с бронзой, меди с медью, бронзы с бронзой;
• пайка меди, медных сплавов и сталей по свежеосаждённому медному гальваническому покрытию толщиной не менее 10 мкм;
• пайка и лужение цветных металлов и сталей;
• пайка и лужение серебряных деталей.

Бессвинцовые припои [ править | править код ]

В связи с повышением внимания общества к вопросам экологии теперь при выборе припоев более серьёзно учитывают токсичность его компонентов. В электротехнике и электронике (особенно в бытовой) всё чаще используют бессвинцовые припои.

Уход от свинцовосодержащих припоев также обусловлен негативным влиянием свинца на прочность соединения с контактами, покрытыми золотом. [4]

Паяльные пасты [ править | править код ]

Развитие автоматизированной технологии для изготовления электронных плат обусловило появление нового типа припоев: так называемых паяльных паст, пригодных как для обычной, так и трафаретной пайки элементов электронных схем. Паяльные пасты представляют собою дисперсную смесь, в которой дисперсной фазой являются микро- и наноразмерные частицы припоя, иногда твёрдых компонентов флюса, а диспергирующей средой являются жидкие компоненты флюса и летучие органические растворители.

Прочие [ править | править код ]

Не относящиеся к собственно припоям особые виды металлических сплавов применяются в электровакуумной технике для электрических вводов, вплавляемых в стекло и работающих при сравнительно низких температурах, когда использование здесь тугоплавких, но относительно дорогих металлов (вольфрам, молибден, платина) не требуется. Для этих материалов особую важность имеет температурный коэффициент линейного расширения ( α l <displaystyle alpha _> ), который для получения вакуум-плотного ввода должен как можно точнее согласовываться с α l <displaystyle alpha _> стекла. Например, ковар (марка сплава 29НК), применяемый для изготовления электрических выводов через стеклянные колбы различных газонаполненных и электровакуумных электронных приборов и осветительных ламп имеет примерный состав: Ni — 29 %, Со — 18 %, Fе — остальное; его удельное сопротивление около 0,49 мкОм·м, а α l <displaystyle alpha _> около 4…5·10 −6 К −1 .

Припоем называют материал, имеющий металлическую основу, который применяется при пайке. С его помощью соединяются поверхности деталей. Температура, при которой происходит плавление припоя, ниже чем у соединяемого материала. В промышленности его выпускают в гранулированном виде, в прутках, проволокой, порошком, фольгой. Сплавы делятся на мягкую группу, с температурой плавления до 300С, и твердую, у которой температура плавления выше 300С.

Серебряный сплав как материал для пайки
Относится к группе твердых. Температура плавления от 1830С до 11330С. Такой большой температурный разбег объясняется неоднородностью состава. Само серебро – достаточно дорогой металл, по структуре мягкий и использовать его в чистом виде не технологично и недешево. Поэтому мастера всегда используют сплавы, где в составе, порядка трети, занимает серебро. Состав припоя устанавливается ГОСТ 19746 – 74. Этот же ГОСТ регламентирует его применение. В обиходе используются различные формы припоев, выпускают в виде отдельных прутков, похожих на электроды, накручивают на катушки или в виде полос толщиной в 2 мм.
Состав и применение
Кроме самого серебра, компонентами обязательно являются – около 20% меди, прядка 16% цинка и 33% кадмия. Это примерный обязательный состав серебряного сплава. В отдельных случаях, количество серебра может достигать 52%. При этом сплав, будучи очень текучей субстанцией, обладает большой прочностью при многоступенчатой пайке поверхностей. Кадмий и олово добавляют в тиноль в качестве легирующих элементов. Эти элементы или повышают температуру плавления, или наоборот, понижают ее. В итоге пайка получается замечательной. Легирующие элементы упрочняют соединение и немало экономят на серебре.
И каждый состав предназначается для определенных задач в пайке. Очень обширная география применения серебра как в промышленности, так и в быту. Применяется для работы практически с любыми стальными сплавами.
Используется для лужения и пайки меди, медь спаивают с бронзой, бронзу с латунью, латунь спаивают с нержавейкой.
Кроме всего прочего, серебро — это хороший проводник.

Некоторые примеры применения тиноли

Как паяют медь серебряным сплавом
Серебро вместе с цинком и медью обладает сильной текучестью, это способствует установлению прочной связью для поверхностей. Соединение получается очень прочным. Металл шва при минимуме серебра хорошо поддается обработке на наковальне.

Припой с серебром
Представляет собой листы, которые просто режутся на полосы и используются. Может выпускаться проволокой на катушках или просто в виде прутков. Такой материал отлично применяется для заполнения зазоров между кромками детали. Соединение устойчиво к вибрациям, ударам и деформационным нагрузкам.

Серебряный припой с флюсом
В пайке часто применяется ступенчатый способ. Как раз для этого хорошо подходит данный вид сплава. Швы с применением этого припоя могут держать температуру до 6000С. Это позволяет качественно провести ступенчатый процесс.

Распространенные марки припоев

ПСр72
Представляет собой проволоку диаметром 1 мм. В состав входит около 72% серебра и примерно 28% меди. Плавится при 7790C. Отлично справляется с лужением и хорош в ювелирной работе.

ПСР70
Так же производится в виде проволоки диаметром 3 мм. Состоит из 70% серебра, 27% меди и совсем небольшого количества цинка. Плавится при температуре около 7350С. Работает с титаном и его сплавами.

ПСР 2
Это проволока до 2-х мм в диаметре. Припой имеет всего лишь 2% серебра, олова — 30%, кадмия – 5%, а все остальное занимает свинец. Температура плавления всего лишь 2360С. Используется для спаивания никеля с медью. Очень хорош для работы с ювелирными изделиями.
ПСр 15
Так же выпускается проволокой. Состоит из серебра – 15%, меди – 5%, фосфора – 80%. Начинает плавиться при температуре 720С.
Свойства и особенности
Как видим, серебро не всегда составляет основу припоя. Тем не менее, название остается «серебряным». В тиноле может не быть каких-то других составляющих, но серебро в той или иной степени присутствует всегда. Чем больше в составе соединения присутствует серебра, тем крепче оно получается. Очень хорошо паять «серебром» нержавейку.
Правильный выбор
Выбрать правильный тиноль не так-то просто, потому что имеется очень много марок. Необходимо ясно представлять для каких задач нужен сплав. Для выдерживания сильных вибраций полезен большой процент серебра в составе. Для соединений слабее допускается содержание меди, никеля и свинца.

Порядок пайки серебра

Процесс пайки лучше проводить газовой горелкой. Обычный паяльник не выдаст нужную температуру плавления. Порядок следующий:
• с помощью кисточки наносится на место пайки флюс;
• изделие укладывается на термостойкую поверхность;
• конец припоя держится возле стыка или крошится мелко на него;
• пламенем минимальной мощности стык «разглаживается» ровными и быстрыми движениями.
Изделие готово тогда, когда припой полностью расплавится и растечется.

Расплавить серебро дома
Форма для изделия готовится заранее. В примерной пропорции 7:1 перемешивается кварц и гипс. Далее эта смесь заливается водой и доводится до состояния жидкой глины. Из этой глины изготавливается нужный макет.
Когда форма будет готова, начинается процесс плавки. Одинаково ломаные кусочки серебра укладываются в тигель. Там сырье будет ровнее и быстрее прогреваться. Для подогрева использовать можно горелку или газовую плиту. Когда расплавленный металл дойдет до «состояния ртути», можно его заливать в форму. Залитый продукт необходимо быстро захлопнуть. Для верности заливки, можно под крышкой поместить немного быстро сгорающего материала, например, ваты. При сгорании от высокой температуры она создаст давление и металл заполнит все неровности и щели.

Чтобы уметь вести пайку серебром, требуется хороший опыт, реакция и отличный глазомер. Специалист должен владеть специальными навыками. Желаемый результат возможен только в том случае, если правильно выбран флюс, серебряный припой.
Важно помнить, если требуется соединение, способное выдержать высокую температуру, в припое не должно быть свинца. Потому что свинец быстро плавится! Медь вполне приемлема и имеет более высокую точку плавления, чем серебро.

1. Немного теории

Начну с цитаты из Бреполя: «При изготовлении припоя базой его следует брать эвтектический состав сплава Ag-Cu и добавками цинка понижать температуру плавления. Разность температур плавления основного металла и припоя должна быть не менее 50 °С.»

Что такое «эвтектический состав сплава»? Я уже упоминал в статье «Температура плавления сплавов Ag-Cu-Zn» термины «ликвидус» и «солидус». Повторю: ликвидус — это температура полного расплавления сплава при его нагревании, а солидус — температура полного затвердевания сплава при его охлаждении. У чистых металлов эти температуры совпадают, и при достижении точки плавления температура металла остается постоянной, пока он полностью не перейдет в жидкое состояние. У сплавов в общем случае существует промежуток температур, в котором он уже не твердый, но еще не жидкий. Нижняя граница этого промежутка — солидус, верхняя — ликвидус (от слов «твердый» и «жидкий»). Однако, при определенном сочетании компонентов сплав ведет себя, как единый металл: точки солидуса и ликвидуса совпадают. Это сочетание и называется эвтектическим.

Из приведенной диаграммы (кликните, чтобы увеличить) видно, что все сплавы с содержанием серебра ниже 91% начинают плавиться при одной и той же температуре — 779 °С, а полностью расплавляются — по-разному. И есть одна точка (72% серебра), где ликвидус совпадает с солидусом. Это и есть эвтектика для сплавов Ag-Cu. В этой точке — самая низкая температура плавления для всех этих сплавов («эвтектика» — по-гречески «легко плавящийся»).
Для тройных сплавов Ag-Cu-Zn эта интересная для нас точка превращается в линию, которая жирно и красно выделена на уже знакомой вам диаграмме изотерм ликвидуса. Вдоль этой линии как раз и располагаются наиболее подходящие для припоев сплавы. Подходящие — сразу в нескольких смыслах:

• они содержат минимальное количество цинка, необходимое для данной температуры плавления;
• они плавятся без промежуточного кашеобразного состояния, что обеспечивает чистоту и однородность шва;
• они имеют равномерную мелкозернистую структуру, которая гарантирует прочность и пластичность соединения.

Вот почему Бреполь и советует брать за базу эвтектический сплав, ничего, правда, при этом не объясняя. Мол, если не лаптем щи хлебаете, разберетесь сами.

2. Выбираем припои из таблиц

Я имею в виду припои, рецепты которых приведены в многочисленных таблицах. Я выписал те из них, где нет явных опечаток, и столько, на сколько у меня хватило терпения. А затем обработал каждый программой Ag-Cu-Zn и получил таблицу, показанную на соседней картинке (кликните, чтобы увеличить).

Тут как раз самое время раскрыть тайну параметра, срытого под греческой буквой «эпсилон». Следуя завету Бреполя, что хороший состав припоя — это эвтектический состав, я решил ввести в программу алгоритм вычисления некоего параметра, который характеризовал бы «эвтектичность» сплава. Параметр ε показывает относительное отклонение выбранного состава сплава от эвтектического. В идеальном случае он равен единице, а наиболее отдаленные его значения — от 0,7 до 1,4. Близкими к эвтектике значениями следует считать примерно от 0,95 до 1,05.

Кроме температуры плавления и параметра «эвтектичности» на выбор припоя влияет еще один немаловажный критерий — его проба. Здесь нет такого жесткого требования, как для золота, чтобы проба припоя совпадала с пробой сплава, однако, есть нижний порог, за которым могут возникнуть конфликты с инспекцией пробирного надзора. Этот порог — 60% серебра, т.е., проба должна быть не ниже 600. Кроме того, от пробы припоя зависит его цвет и стойкость к химическим воздействиям. Исходя из этого, хотелось бы выбрать припои как можно более высокой пробы.

И, наконец, самое важное: что мы собираемся паять? В данном случае речь идет о ювелирных сплавах серебра. О пайке меди, стали и прочих металлов поговорим в другой раз. Вспоминаем второй завет Бреполя: температура плавления припоя должна быть как минимум на 50 градусов ниже температуры плавления основного сплава (здесь имеется в виду солидус, т.е., начальная точка его плавления). Для всех ювелирных сплавов ниже 910 пробы солидус равен 779 градусам. Для 925 пробы — 808 градусов, для 916 — 789.

Смотрим в таблицу: первые четыре отпадают из-за слишком высокой температуры, последние четыре — из-за низкой пробы. Начнем с выбора твердого припоя. Для пайки 925 пробы серебра мы можем позволить себе припой с температурой плавления 760 градусов. По таблице выбираем составы 5 и 10: первый — за пробу, второй — за «эвтектичность». Затем выбираем мягкий припой — просто берем самый низкоплавкий, это состав 23. Средний припой должен иметь температуру около 730 градусов. Из таблицы лучший вариант, пожалуй, — номер 15.

3. Сочиняем свои рецепты

Однако, нет никакой необходимости выбирать припои именно из этой или какой-либо другой таблицы. У нас же есть программа Ag-Cu-Zn ! Вводим в правой ее части требуемые пробу и температуру и добиваемся такого их сочетания, при котором есть решение. Затем в левой части программы уточняем параметры полученного сплава и подгоняем до требуемых.

Мне пришлись по вкусу четыре припоя, показанные на последней картинке. У них температуры отличаются примерно на 20 градусов, и они удовлетворяют практически все потребности при пайке серебра.

Припои. Какой выбрать для пайки?

Какие бывают припои, и какие у них свойства?

В начале своей радиолюбительской деятельности многие начинающие радиолюбители редко задаются вопросом о том, какие бывают припои и каковы их свойства.

Для сборки простейших самодельных устройств достаточно самого распространённого ПОС-61 или ему подобного. Как говориться: «Было бы, чем паять…»

Припой можно даже не покупать. Достаточно взять старую печатную плату от какого-нибудь электронного прибора и собрать его разогретым жалом паяльника с паяных контактов.

Особенно такой метод «добычи» актуален для тех, кто живёт вдали от городов и крупных населённых пунктов, где нет возможности побывать в магазине радиотоваров.

Припой, собранный с печатных плат

Но всё же, припой припою рознь. В своей практике человек, имеющий дело с электроникой, должен разбираться в вопросе его выбора. Поэтому рассмотрим подробно, какие бывают припои, для чего они применяются, какой из них лучше использовать для монтажа электронных схем и ремонта бытовой радиоаппаратуры.

Какие бывают припои?

Припои делят на мягкие (легкоплавкие) и твёрдые. Для монтажа радиоаппаратуры применяются как раз легкоплавкие, т.е. такие, температура плавления которых лежит в пределах до 300 – 450⁰C. Мягкие припои по своей прочности уступают твёрдым, но для сборки электронных приборов применяются именно они.

Припой представляет собой сплав металлов. Для легкоплавких припоев это, как правило, сплав олова и свинца. Именно эти металлы составляют большую часть в сплаве. Также в нём могут присутствовать и легирующие металлы, но их количество в составе невелико. Примеси других металлов вводят в сплав для получения определённых характеристик (температуры плавления, пластичности, прочности, устойчивости к коррозии).

Наибольшее распространение получил припой марки ПОС (Припой Оловянно-Свинцовый). Далее за кратким обозначением его марки следует число, которое показывает процентное содержание в нём олова. Так в ПОС-40 содержится 40% олова, а в ПОС-60, соответственно, 60%.

Бывает, что в пользование попадает припой неизвестной марки. Приблизительно оценить его состав можно по косвенным признакам:

• Припои оловянно-свинцовой группы имеют температуру плавления 183 – 265⁰C.

• Если припой имеет яркий металлический блеск, то в нём достаточно большое содержание олова (ПОС-61, ПОС-90).

  И, наоборот, если он тёмно-серого цвета, а поверхность матовая, то это указывает на большое содержание свинца. Именно свинец придаёт поверхности своеобразный сероватый оттенок.

• Припои, в которых много свинца очень пластичны.

  Так, например, пруток припоя диаметром 8 мм. с большим содержанием свинца (ПОС-30, ПОС-40) легко гнётся руками. Олово, в отличие от свинца, придаёт сплаву прочность и жёсткость. Если олова в сплаве много, то легко погнуть такой пруток уже не получится.

ПОС-40 (пруток)

Рассмотрим, в каких целях используются припои оловянно-свинцовой группы (ПОС).

• ПОС-90 (Sn 90%, Pb 10%). Применяется при ремонте пищевой посуды и медицинского оборудования. Как видим, в нём небольшое содержание свинца (10%), который достаточно токсичен и его применение в вещах, соприкасающихся с пищей и водой недопустимо.

• ПОС-40 (Sn 40%, Pb 60%). В основном служит для пайки электроаппаратуры и деталей из оцинкованного железа, применяется для ремонта радиаторов, латунных и медных трубопроводов.

• ПОС-30 (Sn 30%, Pb 70%). Его применяют в кабельной промышленности, а также используют для лужения и пайки листового цинка.

• И, наконец, ПОС-61 (Sn 61%, Pb 39%). Тоже, что и ПОС-60. Думаю, между ними особой разницы нет.

ПОС-61 используется для лужения и пайки печатных плат радиоаппаратуры. Именно он в основном служит материалом для сборки электроники. Температура его плавления начинается со 183⁰C, а полное расплавление достигается при температуре в 190⁰C.

Производить пайку таким припоем можно с помощью обычного паяльного инструмента не боясь перегрева радиоэлементов, поскольку полное его расплавление достигается уже при 190⁰C.

ПОС-30,ПОС-40,ПОС-90 полностью расплавляются при температурах в 220 – 265⁰C. Для многих радиоэлектронных компонентов такая температура является предкритической. Поэтому для сборки самодельных электронных устройств лучше использовать ПОС-61.

Зарубежным аналогом ПОС-61 можно вполне считать припой Sn63Pb37 (олова 63%, свинца 37%). Он также применяется для пайки радиоаппаратуры и для изготовления самодельной электроники. Радиолюбители выбирают именно его, как альтернативу отечественному ПОС-61.

Как правило, любой припой продаётся в катушках или тюбиках по 10 ~ 100 грамм. На упаковке указывается состав сплава, например, так: Alloy 60/40 («Сплав 60/40» – он же ПОС-60). Имеет форму проволоки разного диаметра (от 0,25 до 3мм).

Также не редкость, что в его состав входит флюс (FLUX), которым заполнена сердцевина проволоки. Содержание флюса указывается в процентах (обычно от 1 до 3,5%). Такой форм-фактор очень удобен. При работе нет необходимости отдельно подавать флюс к месту пайки.

Одной из разновидностей припоев ПОС является припой марки ПОССу. Да, если произнести вслух, то звучит не очень то презентабельно . Но, несмотря на это, оловянно-свинцовый припой c сурьмой (именно так расшифровывается сокращённое обозначение) применяется в автомобилестроении, в холодильном оборудовании, для пайки обмоток электрических машин, элементов электроаппаратуры, моточных деталей и кабельных изделий. Хорошо подходит для пайки оцинкованных деталей. В таком сплаве кроме свинца и олова присутствует от 0,5% до 2% сурьмы.

Как видим из таблицы, припой ПОССу-61-0,5 наиболее подходит для замены ПОС-61, так как имеет температуру полного расплавления – 189⁰C.

Стоит отметить, что существует и полностью бессвинцовый оловянно-сурьмянистый припой ПОСу 95-5 (Sn 95%, Sb 5%). Температура его плавления 234 – 240⁰С.

Низкотемпературные припои.

Среди припоев существуют и такие, которые предназначены специально для пайки компонентов очень чувствительных к перегреву. Самым «высокотемпературным» среди низкотемпературных является ПОСК-50-18. Он имеет температуру плавления 142–145⁰C. В своём составе ПОСК-50-18 имеет 50% олова и 18% кадмия. Остальные 32% приходится на свинец. Наличие в сплаве кадмия усиливает устойчивость к коррозии, но и придаёт ему токсичность.

Далее по убыванию температуры плавления идёт сплав РОЗЕ (Sn 25%, Pb 25%, Bi 50%). Маркируется как ПОСВ-50. Температура его плавления ниже температуры кипения воды и составляет 90 – 94⁰C. Он предназначен для пайки меди и латуни. В составе сплава РОЗЕ олово занимает 25%, свинец – 25%, висмут – 50%. Процентное соотношение металлов в сплаве может немного отличаться. Обычно указывается в графе «Состав» на упаковке.

Этот сплав очень популярен у радиомехаников и вообще у всех электронщиков. Применяют его для демонтажа/монтажа чувствительных к перегреву элементов. Кроме всего прочего, данный сплав идеально подходит для лужения медных дорожек только что изготовленной печатной платы.

Находит применение в плавких защитных предохранителях, которые можно обнаружить в любой радиоаппаратуре.

Ещё более низкотемпературным является сплав ВУДА (Sn 10%, Pb 40%, Bi 40%, Cd 10%). Его температура плавления 65 – 72⁰C. Так как в сплаве ВУДА присутствует кадмий (10%), то он токсичен, в отличие от сплава РОЗЕ.

Стоит отметить, что сплавы РОЗЕ и ВУДА достаточно дороги.

Паяльная паста.

В конце и без того длинного повествования хотелось бы немного рассказать о паяльной пасте. Используется она в основном для пайки поверхностно монтируемых компонентов (SMD’шек) и безвыводных микросхем в корпусах BGA.

На вид представляет собой серого цвета кашицу и состоит из о-о-очень мелких шариков сплава Sn62Pb36Ag2 (состав: 62% олова, 36% свинца и 2% серебра), а также безотмывочного флюса. На упаковке указывается, что флюс безотмывочный двумя буквами в названии – NC (No Clean – без очистки). Флюс, в котором содержаться шарики припоя на воздухе высыхает, поэтому пасту хранят в закрытой упаковке.

Паяльная паста Solder Plus

Применяется паяльная паста при сложном ремонте мобильных телефонов для пайки микросхем в корпусе BGA. Для её использования требуется дополнительное оборудование для ремонта сотовых телефонов, например, специальные трафареты. Стоимость такой пасты довольно высока. Да и не удивительно, ведь в её составе есть серебро.

В настоящее время в производстве электроники стали массово применяться бессвинцовые припои.

Главная &raquo Радиоэлектроника для начинающих &raquo Текущая страница

Также Вам будет интересно узнать:

Свойства припоя Точка плавления — RF Cafe

Значения, представленные в
В таблице ниже приведены некоторые из наиболее часто используемых припоев. Благодаря стремлению к выпуску бессвинцовых (бессвинцовых) версий, которые
Соответствует RoHS ¹
В рамках инициативы, которая будет действовать в Европе летом 2006 г., были разработаны новые сплавы, мало использующие
или вообще нет свинца. Для этих приложений этот ресурс составлен NIST ²
и Горная школа Колорадо будут очень полезны.

А
Большая проблема с бессвинцовым припоем (он же Pb-Free) заключается в том, что чем выше содержание олова, тем выше вероятность роста
«оловянные усы». Это явление, когда крошечные усики
вырастают из припоя до сих пор до конца не изучены. Проблема в том, что могут быть установлены короткие замыкания.
между соседними проводниками и внутри соединителя высокой плотности или корпуса ИС с мелким шагом. Некоторые военные и
По этой причине космические платформы запрещают использование бессвинцовых припоев.

См. Мой удобный наконечник для удержания припоя при пайке вручную.

В приведенной ниже таблице любой припой, не содержащий свинцового компонента, не содержит свинца.

1: Снижение содержания опасных веществ
2: Национальный институт стандартов и
Технология
3: Чистое олово

Сравнение температур плавления припоя, олова и свинца | Эксперимент

Электрический припой представляет собой сплав олова с одним или несколькими другими металлами.Припои на основе олова и свинца были широко доступны, но теперь в производстве используются припои, не содержащие свинца, и становится все труднее получить припои на основе свинца.

В этом эксперименте учащиеся нагревают образцы олова, свинца и припоя олово-свинец, чтобы сравнить их точки плавления, наблюдая, что металлический сплав имеет гораздо более низкую температуру плавления, чем любой из чистых металлов. Это показывает, насколько с таким сплавом удобнее и безопаснее работать при пайке.

Эксперимент удобно проводить группами по два человека и займет около 30 минут.

Оборудование

Аппарат

• Защита глаз
• Горелка Бунзена
• Штатив
• Термостойкий мат
• Треугольник Пипекле
• Крышка тигля

Химия

• Олово мелкое
• Свинец (ТОКСИЧНЫЙ, ОПАСНЫЙ ДЛЯ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ), мелкий кусок
• Припой без флюса, мелкий кусок

Примечания по технике безопасности, охране труда и технике

• Прочтите наше стандартное руководство по охране труда и технике безопасности.
• Всегда используйте защитные очки. Будьте очень осторожны, чтобы избежать контакта с расплавленными каплями металла. Обеспечьте хорошую вентиляцию. Студентам-астматикам рекомендуется работать в вытяжном шкафу.
• Олово, Sn (s) — см. CLEAPSS Hazcard HC102A.
• Свинец, Pb (s), (ТОКСИЧНЫЙ, ОПАСНЫЙ ДЛЯ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ) — см. CLEAPSS Hazcard HC056.
• Припой без флюса — важно, чтобы припой не содержал флюса. Пары, образующиеся при использовании припоя, содержащего флюс на канифольной основе, могут раздражать дыхательную систему и в некоторых случаях вызывать сенсибилизацию.

Процедура

Показать в полноэкранном режиме

1. Поместите небольшой кусок олова, свинца и припоя на перевернутую крышку тигля. Убедитесь, что вы знаете, какая шишка какая!
2. Поместите крышку тигля на глиняный треугольник из трубы на штатив. Поместите зажженную конфорку Бунзена на термостойкий коврик и осторожно нагрейте крышку.
3. Посмотрите на три куска, чтобы увидеть порядок их плавления.
4. Когда все три расплавятся, выключите горелку Бунзена и дайте всему остыть.
5. Обратите внимание на порядок, в котором комки снова затвердевают.

Учебные заметки

Напомните учащимся об опасностях контакта с горячим расплавленным металлом.

Хорошая вентиляция лаборатории важна, особенно если проводится большое количество экспериментов. Астматикам следует предложить проводить свои эксперименты с использованием вытяжного шкафа.

Общая проблема этого эксперимента заключается в том, что ученики забывают, какая шишка какая.

Точки плавления олова и свинца составляют 232 ° C и 328 ° C соответственно, в то время как припой плавится при более низкой температуре, чем любой из них. (Бессвинцовый припой имеет тенденцию плавиться при температуре около 220 ° C.) Таким образом, порядок плавления следующий: припой, олово и свинец, а порядок затвердевания — противоположный.

Металлические сплавы классифицируются как твердые растворы и обычно получают путем смешивания расплавленных металлов в соответствующем соотношении.

Если это соответствует уровню способностей, учащихся следует попросить сравнить обычный твердожидкостный раствор с раствором сплава.

Дополнительная информация

Это ресурс из проекта «Практическая химия», разработанного Фондом Наффилда и Королевским химическим обществом. Этот сборник из более чем 200 практических занятий демонстрирует широкий спектр химических концепций и процессов. Каждое упражнение содержит исчерпывающую информацию для учителей и технических специалистов, включая полные технические заметки и пошаговые инструкции. Практическая химия сопровождает практическую физику и практическую биологию.

© Фонд Наффилда и Королевское химическое общество

Проверено на здоровье и безопасность, 2016

Припой с более низкой точкой плавления

Припой с более низкой температурой плавления

Резюме исследования

M.T. Маккормак, Ю. Дегани, Х.С. Чен и В.Р. Гесик,

СОДЕРЖАНИЕ

Значительное снижение производственных затрат может быть достигнуто с помощью
низкотемпературная обработка поверхности за счет увеличения выхода и использования меньшего
дорогие комплектующие и платы.Припой с более низкой температурой плавления (номинальный
состав Sn-41.75Pb-8Bi-0.5Ag), что позволяет значительно
снижение пиковых температур оплавления при поверхностном монтаже. В
припой совместим со стандартной обработкой поверхности Pb-Sn, плавится внутри
температурный диапазон ~ 166-172 ° C и имеет перспективные механические
характеристики.

Многие производители электроники внедряют менее дорогие компоненты.
и / или материалы печатной платы в сборке продукта, чтобы уменьшить
затраты на производство.Эта практика часто приводит к проблемам с производственным ресурсом.
потому что менее дорогие материалы, как правило, более чувствительны к температуре
и влажность. Например, устройства для поверхностного монтажа из пластика, чувствительного к влаге.
(МСД) подвержены повреждениям из-за влаги во время пайки.
процесс. ^1-5 Когда пластиковые упаковки подвергаются воздействию
условия окружающей среды,
они диффузно впитывают влагу через формовочную пластмассу. Этот
влага может впоследствии конденсироваться на внутренних поверхностях раздела фаз (например,г., между
пластик и силиконовый кристалл или между выводной рамкой и пластиком). В
профиль температуры оплавления припоя может затем привести к тому, что эта конденсированная влага
быстро испаряются. Увеличение объема влаги, связанное с
фазовый переход в пар может оказывать значительное давление на внутренних поверхностях раздела фаз
в то время как пластиковая формовочная смесь одновременно испытывает прочность
снижение из-за повышенных температур. Эта комбинация факторов,
часто называемый эффектом попкорна, может вызвать расслоение или трещины, которые могут
трудно обнаружить.Расширенные трещины, выходящие на внешнюю поверхность
пакет может обеспечивать пути для технологических химикатов, таких как флюс или чистящие средства.
агенты и загрязняющие вещества в атмосфере, которые, как известно, могут повредить устройство
надежность.

К другим видам отказа относятся поднятые, срезанные или ослабленные проволочные связи. Некоторые из
эти сбои, связанные с «попкорном», происходят немедленно и проявляются в электрических
тестирование, в то время как другие более тонкие и вызывают сбои в работе. Эта влага
восприимчивость ограничивает срок службы МСД на заводе.
температура окружающей среды и относительная влажность.

Чтобы облегчить эти проблемы урожайности, есть толчок к снижению пикового значения.
температуры оплавления при поверхностном монтаже; однако уменьшение пика
температура оплавления при использовании эвтектического припоя Sn-37Pb обычно приводит к
неприемлемые явления, такие как недостаточное смачивание подушек, плохое филе
геометрии, комкование пасты при оплавлении, частичное оплавление из-за
тепловая масса компонентов или полное отсутствие оплавления.

Наиболее распространенным сплавом, используемым при пайке оплавлением, является эвтектический сплав Sn-37Pb.С
этот сплав имеет температуру плавления 183 ° C, есть практические более низкие
пределы температуры оплавления припоя. Например, верхняя часть козырька
температура в
большинство профилей печей для поверхностного монтажа различаются в зависимости от области применения между
205-220 ° C, чтобы обеспечить оплавление и оплавление эвтектических паяльных паст Pb-Sn.
образуют приемлемые паяные соединения. Следовательно, надежная более низкая точка плавления,
заглядывать
припой желателен.

Альтернативные припои с более низкими температурами плавления, чем у эвтектических.
Sn-37Pb часто рассматривается для таких приложений, как описанные; в
Чаще всего рассматривается альтернативный сплав Sn-43Pb-14Bi.Этот припой имеет
несколько атрибутов, которые не подходят для всех приложений; передовой
К ним относятся широкий диапазон плавления и более низкая температура солидуса.
Рисунок 1а представляет собой типичный профиль дифференциальной сканирующей калориметрии (ДСК)
Сплав Sn-43Pb-14Bi при нагреве со скоростью сканирования 5 ° C / мин. Профиль
показаны две отдельные области отвода тепла, указывающие на плавление.
В области более низких температур большая часть сплава (~ 30%) плавится.
резко примерно при 137 ° C — температура плавления эвтектики Bi-42Sn
сплав.За этой начальной температурой солидуса следует прерывание на ДСК.
кривая, показывающая начальную температуру ликвидуса ~ 147 ° C. В
большая часть объема сплава остается твердой примерно до 165 ° C,
обозначенный на рис. 1а прерывистым изменением наклона при предплавлении
(твердотельная диффузия) часть второй скважины для отвода тепла. Этот
температура 165 ° C, по сути, является второй температурой солидуса для
оставшаяся твердая часть сплава.Большая часть сплава в конечном итоге становится
расплавляется примерно при 170 ° C (другая эффективная температура ликвидуса). А
небольшая остаточная часть (~ 5-10%) сплава полностью не плавится до
примерно 178 ° C. Этот широкий диапазон плавления может не только ввести
трудности в обращении при изготовлении, но более низкая температура солидуса при
138 ° C может способствовать снижению сопротивления термической усталости.

Альтернативный состав припоя с температурой плавления ниже, чем у
эвтектика Sn-37Pb. Целью данной работы было определение
тройной Sn-Pb-Bi, который не только плавится как минимум на 10 ° C ниже эвтектического
Sn-37Pb, но также не содержал фаз плавления ~ 138 ° C и имел узкую
диапазон плавления (~ 10 ° C).Найден лучший компромисс по тепловому характеру.
в тройном составе Sn-42Pb-8Bi. Рисунок 1b представляет собой типичный профиль DSC
сплава Sn-42Pb-8Bi со скоростью сканирования 5 ° C / мин. Как видно из
прерывистое изменение наклона на участке предварительного плавления отвода тепла
ну, температура солидуса этого сплава составляет ~ 171 ° C. Первичный ликвидус
температура ~ 175 ° C; есть очень небольшой (примерно 2-3%) остаток
количество твердых веществ, которые полностью не плавятся до 182 ° C.Композиционный
колебания, превышающие процент, необходимы для значительного изменения
Показан характер плавления. Для этого состава избыток висмута приводит к
~ 138 ° C фазы плавления; избыток олова и свинца приводит к образованию остаточных твердых частиц за пределами
температура плавления 183 ° C Sn-37Pb.

После установления оптимального тройного состава Sn-42Pb-8Bi четвертичный
добавки были исследованы на предмет дополнительного положительного воздействия на плавление
характер сплава. Добавки серебра были наиболее полезными — пиковое тепловое
и механические преимущества были получены при ~ 0.5% содержание Ag. Рисунок 1c представляет собой
Типичный профиль плавления сплава Sn-41.75Pb-8Bi-0.5Ag методом ДСК при сканировании
скорость 5 ° C / мин. Температура солидуса этого сплава составляет ~ 166 ° C,
температура первичного ликвидуса составляет ~ 172 ° C, и существует очень небольшая
(примерно 2-3%) остаточное количество твердых веществ с высоким содержанием свинца, которые не полностью
растопить до 178 ° C. Этот характер плавления предполагает, что возможно
более низкие пиковые температуры оплавления при поверхностном монтаже на столько же
как 10-15 ° C при использовании сплава, легированного серебром.Композиционные колебания
серебро ниже 0,2% неэффективно для обеспечения понижения температуры плавления и
при содержании серебра более 0,8% начинают образовываться фазы с хорошей температурой плавления
за пределами эвтектики 63Sn-37Pb.

Помимо изменения характера плавления сплава, введение
0.5% Ag также, по-видимому, улучшает микроструктуру после литья. В сканировании
На электронных микрофотографиях, показанных на рисунке 2, фаза светового контраста богата свинцом
а темная контрастная фаза богата оловом. Уточнение микроструктуры может быть
четко видно между литыми тройными и четверными сплавами на рис. 2а.
и 2б соответственно. Механические свойства четвертичного Sn-Pb-Bi-Ag
сплава сравнивается с двумя бинарными эвтектическими припоями — Sn-37Pb (плавление
точка = 183 ° С) и Sn-3.5Ag (температура плавления = 221 ° C) — при растяжении
данные напряжения-деформации показаны на рисунке 3. Хорошая прочность и пластичность.
Показанный сплав является очень перспективным с точки зрения сопротивления термической усталости.
Дальнейшая работа в этом направлении продолжается.

Поскольку собственно полезность Sn-41.Сплав 75Pb-8Bi-0.5Ag будет в больших
деталь, определяемая ее характеристиками оплавления при низкотемпературном поверхностном монтаже
После сборки была изготовлена ​​паяльная паста RMA без очистки. Оба
Сплав Sn-41.75Pb-8Bi-0.5Ag и стандартная эвтектическая паста Sn-37Pb (с использованием той же
флюс) были напечатаны в круговых деталях диаметром 6,35 мм и 0,25 мм.
высота на несмачиваемых поверхностях из Al ₂ O ₃ . Использование азотно-конвективного оплавления
печи и мониторинг температуры поверхности на верхней стороне с помощью откалиброванного
термопары, эти тестовые образцы подверглись термическому профилю (рис. 4).Пик
температура верхней стороны подложки в этом профиле оплавления составляет 179 ° C. В
альтернативный сплав (рис. 5а) демонстрирует отличное оплавление пасты, не содержащей
шарики припоя; паста Sn-37Pb (рис. 5б) вообще не оплавлялась.

Затем аналогичный эксперимент был проведен с напечатанными тестовыми купонами FR-4.В
контактные площадки на испытательных купонах имеют стандартную эвтектическую смесь Sn-37Pb с горячим воздухом.
обработка поверхности с выравниванием припоя (HASL). После трафаретной печати пасты
Сплавы Sn-41.75Pb-8Bi-0.5Ag и Sn-37Pb на отдельных испытательных купонах, конденсаторах
(также с эвтектической обработкой контактной поверхности Sn-37Pb) были помещены на
колодки. Таким же образом, как описано выше, купоны прошли контролируемую
Профиль оплавления с максимальной температурой верхней стороны плиты 179 ° C. В
Сплав Sn-41.75Pb-8Bi-0.5Ag (Рисунок 5c) снова демонстрирует отличное оплавление пасты.
и образование галтели без шариков припоя, в то время как паста Sn-37Pb (Рисунок 5d)
вообще не переплавляется.Эксперименты с пиковой температурой верхней стороны платы ниже
179 ° C за тот же период показывает только частичное оплавление в
Паста сплава Sn-41.75Pb-8Bi-0.5Ag и не рекомендуется.

Заводские испытания с использованием припоя также оказались весьма успешными. Рисунки 6а
и 6b показаны компоненты для поверхностного монтажа с J-образными выводами и мелким шагом 0,5 мм,
соответственно, которые отслеживались во время оплавления и наблюдались на верхней стороне пика.
температура доски 179 ° C.Паяные компоненты демонстрируют отличные
формирование галтели без образования перемычек между выводами.

Эксперименты с полностью заполненными платами, имеющими большие локальные тепловые массы.
находятся в процессе определения самых низких пиковых температур оплавления для данного
Приложения.Тем не менее, кажется совершенно очевидным, что пайка для поверхностного монтажа
с паяльной пастой Sn-41.75Pb-8Bi-0.5Ag можно делать при температурах
значительно ниже, чем те, которые используются в настоящее время, чтобы снизить урожайность
проблемы, связанные с влажностью и температурной чувствительностью при поверхностном монтаже
сборка.

1. Стандарт JEDEC JESD22-A112, «Чувствительность к напряжению, вызванному влагой для устройств поверхностного монтажа в пластиковой упаковке» (1994).
2. Стандарт JEDEC JESD22-A113-A, «Предварительная подготовка пластиковых устройств для поверхностного монтажа перед испытанием надежности» (1995).
3. IPC-SM-786A, «Процедуры определения характеристик и обращения с ИС, чувствительными к влаге / оплавлению» (Lincolnwood, IL, 1995).
4. М. Китано и др., «Анализ растрескивания корпуса в процессе пайки оплавлением», Proc. 17-й Int. Сим. Тестирование и анализ отказов (1991), стр. 213-220.
5. Г. С. Ганесан и Х. М. Берг, «Модель и анализ явления растрескивания припоя оплавлением в пластиковых корпусах SMT», IEEE Trans. CHMT , 16 (8) (1993), стр. 940-948.

ОБ АВТОРАХ

M.T. Маккормак получил докторскую степень. в материалах
науки и техники в Калифорнийском университете в Беркли в 1991 году. В настоящее время он является техническим сотрудником Bell Laboratories, Lucent Technologies. Он является членом TMS.

Ю. Дегани защитил докторскую диссертацию. получил степень бакалавра химии в Еврейском университете Иерусалима в 1985 году. В настоящее время он является техническим сотрудником Bell Laboratories, Lucent Technologies.
H.S. Чен получил докторскую степень. получил степень по прикладной физике в Гарварде в 1967 году. В настоящее время он является техническим сотрудником Bell Laboratories, Lucent Technologies.

W.R. Gesick получил степень бакалавра наук. получил степень бакалавра технических наук в Нью-Йоркском университете в 1968 году. В настоящее время он является президентом Advanced Metals Technology и Amtech.

За дополнительной информацией обращайтесь в M.T. Маккормак, AT&T Bell Laboratories, 600 Mountain Avenue, Murray Hill, New Jersey 07974; (908) 582-3547.

Авторское право принадлежит Обществу минералов, металлов и материалов, 1996

Направляйте вопросы об этой или любой другой странице JOM по адресу [email protected].

A Справочник по низкотемпературным припоям | Indium Corporation® | Блоги Indium Corporation | Индий

Если вы знакомы с припоем, вы знаете традиционный сплав 63Sn / 37Pb и, по крайней мере, один высокотемпературный бессвинцовый сплав (вероятно, один из сплавов Sn / Ag / Cu, которые сейчас очень популярны).Вы знали, что существует почти 200 металлических сплавов, которые плавятся ниже температуры Sn / Pb? Элемент индий используется во многих из этих сплавов, наряду с такими элементами, как галлий, висмут, олово и свинец. Давайте подробнее рассмотрим сплавы, которые мы считаем «низкотемпературными»:

Сплавы жидких металлов

Существует 6 сплавов, не содержащих ртуть, которые плавятся при температуре 30 ° C или ниже. Эти сплавы на основе галлия, индия, олова и (в одном случае) цинка для модификации и без того низкой температуры плавления галлия.

Низкотемпературные сплавы, плавящиеся ниже точки кипения воды

Представьте, что вы формируете твердый металлический объект, который плавится, когда его помещают в кипящую воду; именно это и делают эти сплавы. Сплавы в этом температурном диапазоне часто используются в качестве легкоплавких сплавов, предназначенных для стратегического плавления при определенных температурах — подумайте о спринклерных активаторах огня. Их также можно использовать для задач, требующих быстрого и легкого реформирования сплава или выделения из заготовки — примечательные области применения включают удерживающие линзы для полировки или внутреннюю поддержку металлических трубок во время операций гибки.

Все эти сплавы содержат висмут. Многие из этих сплавов содержат Pb и Cd, но у вас все еще есть несколько вариантов, если вы ищете сплав без свинца или кадмия в этом температурном диапазоне:

• 51% In / 32,5% Bi / 16,5% Sn (эвтектика 60 ° C)
• 66,3% In / 33,7% Bi (эвтектика 72 ° C)
• 57% Bi / 26% In / 17% Sn (эвтектика 79 ° C)
• 54% Bi / 29,7% In / 16,3% Sn (эвтектика 81 ° C)

Низкотемпературные паяльные сплавы

Эту группу сплавов можно разделить на следующие подгруппы:

• Сплавы Sn / Pb / Ag: Эти сплавы похожи на сплавы 63Sn / 37Pb, но содержат небольшое количество серебра для снижения температуры плавления и повышения прочности на сдвиг, смачивания и усталостной прочности — по сравнению с традиционными Sn / Pb. .
• Сплавы на основе индия: Сплавы на основе индия обладают превосходной теплопроводностью и пластичностью по сравнению с другими низкотемпературными сплавами. Эти сплавы также относительно мягкие. Сочетание этих характеристик делает их идеальными для материалов для термоинтерфейса .
• Сплавы на основе висмута: Эти сплавы являются хорошей альтернативой содержащим свинец низкотемпературным припоям, когда стоимость ценится выше, чем теплопроводность и пластичность.

Наши инженеры имеют многолетний опыт работы с этими специальными сплавами и любят обсуждать низкотемпературные области применения.Вы можете связаться с ними по адресу: [email protected]

~ Джим

Автор предыдущего менеджера приложений Indium Джим Хисерт

Руководство по выбору припоя

: типы, характеристики, применение

Припой — это металлический сплав, используемый для соединения металлов. Термин «припой» представляет группу присадочных металлов, используемых в качестве расходных материалов при соединении двух металлических частей вместе — процесс, известный как «пайка». Пайка была очень распространенным методом металлообработки на протяжении всей истории человечества и остается постоянным процессом в таких разнообразных приложениях, как изготовление ювелирных изделий, сантехника и производство электроники.Процесс включает плавление присадочного металла (припоя) и заливку его в металлическое соединение. По этой причине важно, чтобы присадочный металл имел более низкую температуру плавления, чем соединяемые металлы. Пайка создает «достаточно прочное» уплотнение, что означает, что соединение должно удерживаться, если уплотнение не будет намеренно отменено путем распайки.

На изображении ниже показана пайка зачищенного провода вручную. Утюг (справа) нагревает припой (вверху), чтобы соединить провод с поверхностью или другим проводом; в этом случае зачищенный провод лужится.Дым, видимый на изображении, является типичным побочным продуктом большинства процессов пайки.

По сути, пайка состоит из припоя и источника тепла, обычно паяльника или паяльного пистолета, которые расплавляют и расплавляют припой на место. Паяльные машины — это более совершенное оборудование, которое обеспечивает дополнительные функции, помимо ручной пайки.

Припой обычно изготавливается из сплавов с температурой плавления от 180 ° до 190 ° C.Важно отметить, что, хотя припой используется для создания прочного металлического соединения, на самом деле он не сплавляется с твердыми металлами, которые необходимо соединить. Поскольку припойные сплавы должны смачивать поверхность металлических деталей перед их соединением, детали должны быть нагреты до температуры выше точки плавления припоя.

В состав припоя может входить флюс , добавка для улучшения текучести. Поскольку нагрев металла вызывает быстрое окисление, флюс также используется для очистки оксидного слоя с поверхности металла, чтобы обеспечить чистую поверхность для пайки; этот процесс показан на изображении ниже.Обычные флюсы включают хлорид аммония, хлорид цинка, канифоль и соляную кислоту.

Сплав припоя

Температура плавления, токсичность и использование припоя почти полностью определяются металлами, из которых он изготовлен. Раньше все припои содержали свинец, но недавние опасения по поводу токсичности и отравления свинцом стимулировали более широкое использование бессвинцовых припоев.

Сплавы указаны как своего рода химическая «формула» с процентным содержанием каждого элемента, представленным в виде нижнего индекса.Например, припой олово / свинец, содержащий 63% олова и 37% свинца, обозначается как Sn ₆₃ Pb ₃₇ .

Свинцовые припои

Сплавы олово / свинец (или Sn / Pb) — это очень распространенные универсальные припои с широким спектром применения. Как и большинство припоев, Sn / Pb производится с различными концентрациями элементов в зависимости от предполагаемого применения. Некоторые распространенные концентрации, точки плавления и применения перечислены в таблице ниже.

В связи с ужесточением ограничений на продукты, содержащие свинец, использование припоев на основе олова / свинца и свинцовых припоев в целом неуклонно сокращается.Припои Sn / Pb, как правило, исчезли из водопроводных систем в пользу сплавов серебра, но по-прежнему используются в производстве электротехники и электроники, газопроводах и пайке латуни.

Свинец / цинк (Pb / Zn) припои дешевле традиционных припоев Sn / Pb из-за относительно более высокой стоимости олова. Некоторые свинцово-цинковые сплавы, такие как Sn ₃₀ Pb ₅₀ Zn ₂₀ , широко используются для экономичного соединения металлов, включая алюминий и чугун.Этот состав также использовался для ремонта оцинкованных поверхностей. Обычно цинк добавляют в припой для понижения температуры плавления и снижения затрат.

Припои бессвинцовые

Бессвинцовые припои стали гораздо более распространенными благодаря новому законодательству и налоговым льготам в отношении бессвинцовых продуктов. Директивы об отходах электрического и электронного оборудования (WEEE) и об ограничении использования опасных веществ (RoHS), принятые Европейским союзом (ЕС) в 2006 году, фактически запретили намеренное использование свинцовых припоев в бытовой электронике европейского производства.В бессвинцовых припоях обычно используется некоторая комбинация индия (In), олова (Sn) или алюминия (Al). Интересно, что кадмиево-цинковый (Cd-Zn) припой, хотя и считается бессвинцовым сплавом, не соответствует требованиям RoHS из-за запрета директивы на кадмий, а также свинец. За исключением Cd-Zn, большинство бессвинцовых припоев не считаются токсичными.

На приведенном ниже графике показано полезное визуальное сравнение температур плавления различных бессвинцовых припоев на основе олова, многие из которых подробно обсуждаются ниже.

Припой из чистого индия обычно используется в производстве электроники.Сплавы индия очень полезны для пайки компонентов поверхностного монтажа (SMT) и деталей с материалами на основе золота, керамики, кварца или стекла. Он имеет низкую температуру плавления около 157 ° C (314,6 ° F). Индиевые припои наиболее подходят для низкотемпературных применений и могут поддерживать герметичность в криогенных средах.

Олово / сурьма (Sn / Sb) — высокопрочный сплав, широко используемый в сантехнической промышленности. Он также используется в электронике для пайки контактов и крепления кристаллов.Припои на основе олова и сурьмы создают прочную связь с хорошей термостойкостью даже в условиях высоких температур. Сплавы Sn / Sb плавятся при температуре около 235 ° C (455 ° F) и также используются в системах кондиционирования воздуха, холодоснабжения, витражах и радиаторах.

Олово / серебро (Sn / Ag) припои представляют собой обычную группу сплавов, часто используемых для пайки волной и пайки оплавлением. Вообще говоря, серебро добавляется к сплавам для улучшения механической прочности, хотя обычно его содержание ограничивается менее 3% от общего состава сплава, чтобы снизить риск плохой пластичности и растрескивания.Обычные составы включают Sn _95,8 Ag _3,5 Cu _0,7 и Sn _96,5 Ag _3,5 , которые имеют относительно высокие температуры плавления 217 ° C и 221 ° C, соответственно.

Цинк / алюминий (Zn / Al) припой имеет очень высокую температуру плавления 382 ° C (719,6 ° F) и особенно полезен для пайки алюминия. Цинк / алюминий имеет состав, благоприятный для хорошего смачивания.

Кадмий / цинк Сплавы (Cd / Zn) — это среднетемпературные припои, используемые для соединения большинства металлов, особенно алюминия и меди.Припои кадмий / цинк образуют прочные, устойчивые к коррозии соединения и подходят для применения в условиях высоких вибраций и напряжений. Хотя сплавы Cd / Zn доступны в нескольких различных составах, большинство из них имеют температуру плавления около 265 ° C (509 ° F).

Форм-фактор

Припой

доступен в различных форм-факторах, включая пасту, порошок, проволоку и предварительно отформованный. Выбор между этими типами припоя требует анализа области применения и общих потребностей. Припой для преформ является наиболее специфическим (и ограничивающим) типом припоя, который представляет собой заранее изготовленную форму, предназначенную для специального применения.Припои преформ часто штампуются и могут включать цельный флюс.

Паяльная паста состоит из порошкового припоя, смешанного с толстым флюсом, и наносится на печатную плату с помощью трафарета. Флюс служит временным клеем для удержания компонентов на плате до тех пор, пока паста не нагреется; после нагрева образуется более прочная физическая связь. Пасты обычно изготавливаются из сплавов олова и свинца.

Проволока для припоя доступна в различных вариантах толщины и конфигурации.Проволока может содержать или не содержать флюс.

Стандарты

Припойные сплавы и их использование регулируются широким спектром стандартов. Указанные ниже органы по стандартизации связаны со своими соответствующими стандартами.

Стандарты на аэрокосмические материалы (AMS) опубликованы SAE International, ранее известной как Общество автомобильных инженеров. Этот набор из более чем 6 400 технических документов включает технические рекомендации по ракетам, планерам, наземному оборудованию управления, воздушным винтам и двигательным установкам.

ASTM International — ранее известное как Американское общество испытаний и материалов — является одной из старейших постоянно действующих международных организаций по стандартизации. ASTM поддерживает более 12000 стандартов, в том числе широкий спектр стандартов, относящихся к припоям, в том числе:

• ASTM B579 — Электроосажденные покрытия из оловянно-свинцовых сплавов
• ASTM B907 — Сплавы на основе цинка, олова и кадмия, используемые в качестве припоев
• ASTM B828 — Изготовление капиллярных соединений путем пайки трубок и фитингов из меди и медных сплавов.

Международная организация по стандартизации , или ISO , является хорошо известным международным органом по стандартизации.Его стандарт ISO 9453 является основным стандартом, охватывающим широкий спектр составов мягких припоев.

Стандарты MIL-SPEC — это оборонные стандарты США, обеспечивающие функциональную совместимость, качество, универсальность и общую совместимость военной продукции. MIL-S-12204 — это хорошо известный стандарт для припоев на основе олова и свинца.

Другие стандарты, относящиеся к припоям, можно найти здесь.

Список литературы

EPE Magazine — Основное руководство по пайке

Total Materia — припои

Изображение кредита:

Кестер | Университет Пердью | Комплексное издательское дело | Общество минералов, металлов и материалов | MBO

Припой на основе Au для электроники, соответствующей требованиям RoHS: AuSn Plus

За годы разработки и испытаний был получен припой на основе золота новой формулы для крепления штампов и герметичных крышек электронных компонентов, соответствующих требованиям RoHS.Новый эвтектический сплав AuInSn компании Materion разработан специально для использования в корпусах, которые впоследствии будут припаяны сплавами SAC (олово-серебро-медь) в процессах сборки бессвинцовых схем.

Добавление индия к традиционному AuSn 80/20 повышает его температуру плавления с 278 ° C до 306 ° C, обеспечивая защиту от вторичного оплавления, потери герметичности или критического сдвига компонентов в процессе пайки SMT.

AuSn Plus

Materion имеет сравнимые физические свойства с AuSn и немного более высокую температуру обработки, около 350 ° C, аналогично припоям с высоким содержанием свинца.Включение индия в сплав не влияет на образование интерметаллидов AuSn; индий заменяет часть олова в интерметаллиде Au4Sn. В результате новый тройной сплав немного тверже и менее пластичен, чем исходный сплав AuSn. Физические свойства AuSn Plus перечислены в таблице ниже.

Процесс разработки сплава

Целью исследования было разработать припой с ключевыми характеристиками:

• Температура плавления от 300 ° до 309 ° C
• Предпочтительна одна точка плавления (эвтектика) или самый узкий возможный диапазон пастообразных продуктов

Ученые Materion начали с эвтектики 80/20 AuSn и экспериментировали, допируя ее германием и индием. Скрининговые испытания немедленно исключили германий, поскольку он фактически снизил температуру плавления полученного сплава.Добавление индия повысило температуру плавления, и это было перенесено на следующий уровень экспериментов.

Экспериментальная матрица с десятью составами исследуемых сплавов и их измеренными температурами плавления показана ниже. Температуры солидуса и ликвидуса определяли методом дифференциальной сканирующей калориметрии (ДСК). Тестируемые составы были подтверждены с помощью оптической эмиссионной спектроскопии с индуктивно связанной плазмой (ICP-OES).

Все композиции, испытанные в опытах 4, 5 и 6, достигли цели по достижению единичных точек плавления от 300 до 309 ° C. Окончательный состав известен как AuSn Plus.

Этот припой, проверенный технологическим процессом, подана заявка на патент, теперь коммерчески доступен для испытаний и аттестации. Чтобы получить больше информации — свяжитесь с нами.

Боковая часть: необходимость в RoHS для высокотемпературных припоев AuSn

Свинцово-оловянный припой, используемый в сборке электрических цепей, плавится при 183 ° C и обрабатывается выше его точки плавления в течение 30-75 секунд при температуре до 230 ° C. Семейство припоев олово-серебро-медь (SAC), используемых для сборки бессвинцовых цепей, плавится при 217-227 ° C и обрабатывается выше точки плавления в течение 45-120 секунд, при температурах до 260 ° C, а иногда и. выше.

Припой AuSn, который традиционно используется для герметизации герметичных корпусов и закрепления расплавов штампов при 278 ° C. Если он используется в корпусах, которые подвергаются температурам оплавления SnPb, запас термобезопасности 48 ° гарантирует, что AuSn не будет непреднамеренно расплавиться во время цикла пайки узла схемы. Если он используется в корпусах, которые испытывают бессвинцовые циклы оплавления, запас прочности уменьшается только до 18 °. Неправильно профилированные печатные платы, неоткалиброванные печи или изменяющаяся тепловая плотность в компоновках печатных плат могут привести к повышению пиковых температур, что приведет к оплавлению AuSn во время процесса сборки схемы.Вторичное оплавление припоя корпуса может вызвать потерю герметичности или сдвиг критических компонентов, что ухудшит функциональность и / или надежность устройства.

Новый припой AuInSn повышает температуру плавления припоя до 306 ° C и увеличивает запас прочности между точками плавления до 46 ° C.

(PDF) 📄 Припои с низкой температурой плавления на основе элементов Sn, Bi и In

[11] R.K. Шиуэ, Л. Цай, К. Лин, Дж. Л. Оу, Исследование бессвинцовых припоев Sn-Bi-Ag- (In)

, J.Матер. Sci. 38 (2003) 1269e1279.

[12] Дж. Ли, С. Маннан, М. Клод, К. Чен, Д. Уолли, К. Лю, Д. Хатт, Сравнение

межфазных реакций Ni и NieP в длительном контакте с жидким SneBi-

Припои на основе

, Acta Mater. 55 (2007) 737e752.

[13] С. Ван, Дж. Сю, В. Ван и др., Кожная электроника из масштабируемого изготовления

— внутренне растягиваемой матрицы транзисторов, Nature (Лондон) 555 (2018)

83e88.

[14] Г.Х. Ли, Х. Мун, Х. Ким, Г. Ли, В. Квон, С. Ю, Д. Мён, С.Х. Юнь,

З. Бао, С.К. Хан, Многофункциональные материалы для имплантируемых и носимых устройств

фотонных медицинских устройств, Nat. Rev. Mater. (2020) 1e17.

[15] B. Tian, ​​C.M. Либер, Биоэлектрические интерфейсы с использованием проводов: обзор в фокусе, Chem.

Ред. 119 (2019) 9136e9152.

[16] S.R. Патель, К. Либер, Прецизионная электронная медицина в мозге, Nat. Био-

технол. 37 (2019) 1007e1012.

[17] Аникеева П., Ч. Либер, Дж. Чеон, Создание функциональных интерфейсов с логическими схемами bio-

, Acc. Chem. Res. 51 (2018), 987-987.

[18] Z. Mei, J.W. Моррис, Характеристика эвтектических паяных соединений Sn-Bi,

J. Electron. Матер. 21 (1992) 599e607.

[19] Дж. Шен, Й. Пу, Х. Инь, Д. Луо, Дж. Чен, Влияние незначительных добавок Cu и Zn на термические, микроструктурные и растягивающие свойства припоев на основе SneBi

сплавов. , Дж.Сплавы Compd. 614 (2014) 63e70.

[20] Р.М. Шалаби, Влияние добавления серебра и индия на механические свойства

и ползучесть при вдавливании быстро затвердевших бессвинцовых припоев на основе Bi-Sn

, Mater. Sci. Англ. А 560 (2013) 86e95.

[21] W.X. Донг, Ю.В. Ши, З.Д. Ся, Ю. Lei, F. Guo, Влияние следовых количеств редких добавок

земли на микроструктуру и свойства припоя на основе Sn-Bi,

J. Electron. Матер.37 (2008) 982e991.

[22] Ф. Хуа, З. Мей, А. Лаваньино, Eutectic SneBi как альтернативный бессвинцовый припой,

в: Материалы международного саммита по бессвинцовой электронике As-

, образцы, IPC Works ‘ 99, 1999.

[23] JF Li, SH Маннан, М. Clode, D.C. Whalley, D.A. Hutt, Межфазные реакции

между расплавленными припоями SneBieX и медными подложками для жидких припоев в терконнектах

, Acta Mater. 54 (2006) 2907e2922.

[24] H.К. Ким, К. Ту, Кинетический анализ реакции пайки эвтектического сплава

SnPb и Cu, сопровождающейся созреванием // Физ. Мезомех. Ред. B 53 (1996)

16027e16034.

[25] D.R. Фландрия, Э. Джейкобс, Р.Ф. Пиниццотто, Энергии активации интерметаллического

роста эвтектического припоя Sn-Ag на медных подложках, J. Electron. Матер. 26

(1997) 883e887.

[26] W.H. Тао, К. Чен, С. Э. Хо, В. Т. Чен, К. Р. Као, Селективная межфазная реакция

между Ni и эвтектическим бессвинцовым припоем BiSn, Chem.Матер. 13 (2001)

1051e1056.

[27] С. Чен, С. Э. Хо, А. Х. Лин, Г. Л. Луо, К. Р. Као, Исследование длительного старения твердотельной реакции

между припоем 58Bi42Sn и Ni-подложкой, J. Electron.

Матер. 29 (2000) 1200e1206.

[28] P.J. Shang, Z.Q. Лю Д. Ли, Дж. К. Шан, Bi-индуцированные пустоты на границе Cu3Sn / Cu

в эвтектических паяных соединениях SnBi / Cu, Scripta Mater. 58 (2008) 409e412.

[29] Г. Гош, Кинетика укрупнения Ni

3

Sn

4

гребешков во время межфазной реакции

между жидкими эвтектическими припоями и металлизацией Cu / Ni / Pd, J.Прил. Phys. 8

(2000) 6887.

[30] C.H. Ма, Р.А. Свалин, Самодиффузия в жидком олове, J. Chem. Phys. 36 (1962)

3014.

[31] S.K. Канг, В. Рамачандран, Кинетика роста интерметаллических фаз на границе

жидкий Sn и твердый Ni, Scripta Metall. 14 (1980) 421e424.

[32] F. Hua, Z.Q. Мей, Дж. Глейзер, Eutectic Sn-Bi как альтернатива бессвинцовым припоям,

в: 1998 IEEE 48th Electron. Компон. Technol. Конф. (ECTC), IEEE, 1998,

стр.277e283.

[33] S.Y. Янг, К. Пайк, Сравнение гальванических эвтектических припоев Bi / Sn и Pb / Sn

на различных системах UBM, Электрон. Packag. Manuf. IEEE Trans.

24 (2001) 269e274.

[34] C.H. Редер, Л. Фелтон, В. Танзи, Д. Кнорр, Влияние старения на микроструктуру

, деформацию при комнатной температуре и разрушение паяных соединений Sn-Bi / Cu

, J. Electron. Матер. 23 (1994) 611e617.

[35] Н.М. Пун, К.М.Л. Ву, Дж.К.Л. Лай, Ю. Чан, Остаточная прочность на сдвиг соединений Sn-Ag

и Sn-Bi бессвинцовых SMT после термического удара, IEEE Trans. Adv.

Упаковка. 23 (2000) 708e714.

[36] W.R. Myung, Y. Kim, K.Y. Ким, С. Юнг, Надежность при падении эпоксидного паяного соединения

Sn-58 вес.% Bi с поверхностной обработкой ENIG и ENEPIG при температуре и влажности

, J. Electron. Матер. 45 (2016) 3651e3658.

[37] C.M. Чен, Л. Чен, Ю.С. Лин, индуцированная электромиграцией сегрегация Bi в эвтектическом паяном соединении

SnBi, J.Электрон. Матер. 36 (2007) 168e172.

[38] Л. Чен, С. Чен, Исследование электромиграции в эвтектическом припое SnBi на

металлизации Ni / Au [J], J. Mater. Res. 21 (2006) 962e969.

[39] H.W. Мяо, Дж. Да, Б.С. Чиу, Испытание на термоциклирование в паяных соединениях Sn-Bi и Sn-Bi-Cu

, J. Mater. Sci. Матер. Электрон. 11 (2000) 609e618.

[40] Л. Занг, З. Юань, Х. Чжао, Х. Чжан, Смачиваемость расплавленного припоя Sn-Bi-Cu на подложке

Cu, Mater.Lett. 63 (2009) 2067e2069.

[41] С. Сакуяма, Т. Акамацу, К. Уениши, Т. Сато, Влияние третьего элемента на микроструктуру

и механические свойства эвтектического припоя Sn-Bi, Пер.

Jpn. Inst. Электрон. Packag. 2 (2009) 98e103.

[42] X. Chen, F. Xue, J. Zhou, Y. Yao, Влияние In на микроструктуру, термодинамические характеристики и механические свойства бессвинцового припоя на основе Sn-Bi

, J. Сплавы Compd. 633 (2015) 377e383.

[43] О. Мохтари, Х. Нисикава, Влияние добавок In и Ni на микроструктуру припоя

Sn-58Bi, J. Electron. Матер. 43 (2014) 4158e4170.

[44] J.F. Li, S.H. Маннан, М. Clode, H.M. Лобато, К. Лю, округ Колумбия Уолли,

F.T. Лоуренс, Дж. Джексон, Х. Стин, Взаимодействие между жидкими припоями

на основе Sn-Bi и контактными металлами для высокотемпературных применений, в: 2005 IEEE

55th Electron. Компон. Technol. Конф. (ECTC), IEEE, 2005, стр.441e448.

[45] Л. Сун, Л. Чжан, Свойства и микроструктура бессвинцовых паяных соединений Sn-AgCu-X

в электронных корпусах, Adv. Матер. Sci. Англ. 2015 (2015)

639028.

[46] I. Shafq, Y.C. Чан, С. Сюй, Q.Q. Ли, Исследование электромиграции нано-Al, легированного

бессвинцового Sn-58Bi на Cu и Au / Ni / Cu корпусах с шариковой решеткой (BGA), в:

18th Eur. Микроэлектрон. Packag. Конф. (EMPC), 2011, стр. 1e7.

[47] Д. Ма, П. Ву, Влияние добавления Zn на механические свойства эвтектического припоя Sn-

58Bi во время старения в жидком состоянии, Trans.Цветные металлы Soc. Китай 25

(2015) 1225e1233.

[48] Д. Ма, П. Ву, Влияние концентрации Zn на реакции старения и явление массивного выкрашивания IMC

в системе Sne58BiexZn / Cu, J. Mater. Sci.

Матер. Электрон. 26 (2015) 1338e1346.

[49] Х. Чен, Ф. Сюэ, Дж. Чжоу, С. Лю, Г. Цянь, Микроструктура, термические и смачивающие свойства

свойств бессвинцового припоя Sn-Bi-Zn, J. Electron. Матер. 42 (2013), 2708-

2705.

[50] L.Чжан, Л. Сунь, Ю. Гуо, Микроструктуры и свойства Sn58Bi,

Sn35Bi0.3Ag, Sn35Bi1.0Ag припоя и паяных соединений, J. Mater. Sci. Матер.

Электрон. 26 (2015) 7629e7634.

[51] C. Zhang, S.D. Лю, Г. Цянь, Дж. Чжоу, Ф. Сюэ, Влияние содержания Sb на свойства

припоев Sn-Bi, Пер. Цветные металлы Soc. Китай 24 (2014) 184e191.

[52] Ю.Г. Шиуэ, Т. Чуанг, Влияние добавления La на межфазные интерметаллиды

и прочность соединения паяных соединений Sn-58Bi с контактными площадками Au / Ni / Cu, J.Сплавы

Compd. 491 (2010) 610e617.

[53] Y.C. Хуанг, С. Чен, Влияние легирования Co и размера на затвердевание и

межфазных реакций в парах Sn-57 вес.% Bi- (Co) / Cu, J. Electron. Матер. 40

(2011) 62e70.

[54] S. Lin, T.L. Нгуен, С. Ву, Ю. Ван, Эффективное подавление межфазного роста интерметаллических соединений

между припоями Sne58 мас.% Bi и подложками из Cu

за счет незначительного добавления Ga, J. Alloys Compd. 586 (2014) 319e327.

[55] J.W. Моррис, J.L.F. Гольдштейн, З. Мей, Микроструктура и механические свойства припоев Sn-In и Sn-Bi,

, J. Miner. Встретил. Матер. Soc. 45 (1993) 25e27.

[56] Х. Окамото, Фазовые диаграммы бинарных сплавов, ASM Int., Met.Park 3 (1990)

2295e2296.

[57] C. Selah, W.S. Уильям, К. Подбородок, Низкотемпературная технология склеивания без потока —

nique с использованием композита In-Sn, в: 2000 IEEE 50th Electron. Компон. Technol.

конф. (ECTC), IEEE, 2000, стр.114e118.

[58] Р. Кубяк, М. Волцирц, В. Захарко, Кристаллизация, разложение и удельная проводимость su-

b

-In3Sn, J. Менее распространенный. Встретил. 65 (1979) 263e269.

[59] J. Chria

ste



lov

a, M. O

zvold, Свойства припоев с низкой температурой плавления,

J. Alloys Compd. 457 (2008) 323e328.

[60] J.L. Freer, J.W. Моррис, Микроструктура и ползучесть эвтектики индия / олова на подложках из меди и никеля

, J.Электрон. Матер. 21 (1992) 647e652.

[61] А.Б. Shobo, A. Mawire, M. Aucamp, Быстрое термоциклирование трехфазных

сменных материалов (PCM) для приготовления пищи, J. Braz. Soc. Мех. Sci. Англ.

40 (2018) 329.

[62] А.Б. Эль-Бедиви, М. Эль-Бахай, Влияние серебра на структурные, электрические,

механические и паяльные свойства сплавов на основе олова и индия, Radiat. Эфф.

Дефекты Твердые тела 159 (2004) 133e140.

[63] С. Соммадосси, А.F. Guillermet, Систематика межфазных реакций в системе Cu /

Ine48Sn / Cu, связанной диффузионной пайкой, Intermetallics 15 (2007)

912e917.

[64] F. Tian, ​​C.F. Ли, М. Чжоу, З.К. Лю, Межфазная реакция между припоем In-48Sn

и поликристаллической медной подложкой во время твердофазного старения, J. Alloys

Compd. 740 (2018) 500e509.

[65] D.G. Ким, С. Юнг, Межфазные реакции и кинетика роста слоя интерметаллического соединения

между припоем Ine48Sn и подложкой из чистой меди, J.Сплавы

Compd. 386 (2005) 151e156.

[66] P.T. Вианко, П.Ф. Хлава, А.К. Килго, Формирование слоя интерметаллического соединения

между медью и покрытиями 100In, 50In-50Sn, 100Sn и 63Sn-37Pb

, нанесенными горячим погружением, J. Electron. Матер. 23 (1994) 583e594.

[67] T.H. Чуанг, К. Ю., С.Ю. Чанг, С.С. Ван, Фазовая идентификация и рост

кинетики интерметаллических соединений, образующихся во время пайки In-49Sn / Cu

реакций, J. Electron.Матер. 31 (2002) 640e645.

[68] Дж. М. Ку, С. Б. Юнг, Надежность корпусов BGA с припоем In-48Sn / Au / Ni / Cu

в процессе обратного потока, J. ​​Electron. Матер. 34 (2005) 1565e1572.

[69] Г. Хэмпстон, Д.М. Якобсон, Индиевые припои, Adv. Матер. Процесс. 163 (2005)

45e47.

[70] J.L.F. Гольдштейн, Дж. Моррис, Развитие микроструктуры эвтектики Bi-Sn

и эвтектики In-Sn во время высокотемпературной деформации, J. Electron.

Матер.23 (1994) 477e486.