Оловянный припой-технически классифицируется как пайка мягким припоем в более широком семействе пайок-функционирует за счет капиллярного действия и металлургического соединения при температурах ниже 450 градусов. В этом процессе используется явление смачивания, при котором расплавленный припой проникает и заполняет зазоры между металлическими поверхностями, образуя интерметаллические соединения (IMC) на границе раздела при затвердевании. В отличие от сварки плавлением, основные металлы остаются нерасплавленными; целостность соединения полностью зависит от образования этого тонкого слоя сплава, обычно Cu₆Sn₅ и Cu₃Sn, при пайке с медными подложками.
Вещи, о которых вам никто не расскажет, когда вы только начинаете
Вот что касается припоя, на разгадку которого мне потребовалось слишком много времени: это не клей. Первый месяц я относился к нему как к металлическому клею, и мои суставы выглядели совершенно ужасно. Тусклый, зернистый, отказывающийся прилипать должным образом.
Припою нужен нагревсоединение, а не на самом припое. Вы нагреваете площадку и вывод компонента, затем прикасаетесь припоем к этому нагретому соединению. Припой течет навстречу теплу-помните об этом. Оно течет в сторону тепла. Если вы нагреваете припой непосредственно жалом, а затем пытаетесь нанести его на холодную площадку, вы делаете это наоборот. Флюс сгорает прежде, чем сможет выполнить свою работу, припой окисляется в воздухе, и в результате получается так называемое «холодное соединение». Похоже на творог. Ужасная проводимость. В конце концов потерпит неудачу.
Свинец против свинца-без свинца: вечный спор
Золотая середина 63/37
Эвтектический припой-63% олова, 37% свинца плавится ровно при 183 градусах. Не диапазон. Одна точка. Это имеет большее значение, чем вы думаете.
Видите ли, большинство сплавов имеют «пастообразный диапазон», где они частично твердые, частично жидкие. Во время этой мягкой фазы любое движение вызывает внутренние переломы. В композиции 63/37 это полностью отсутствует. От жидкого до твердого состояния мгновенно. Вот почему старожилы-одобряют его.
60/40 дешевле. Плавится при 190 градусах. Имеет небольшой пастообразный ассортимент. Честно? При ручной пайке вы, вероятно, не заметите разницы. Но если вы выполняете производственную работу или особенно деликатные работы, эвтектика имеет значение.
Ведущая-бесплатная проверка реальности
Соблюдение RoHS подтолкнуло всех к использованию-безсвинцовой продукции примерно в 2006 году. Наиболее распространенной заменой является SAC305 – 96,5 % олова, 3 % серебра, 0,5 % меди. Плавится при температуре 217-220 градусов.
Эта разница в 35 градусов на бумаге кажется незначительной. На практике? Это меняет все.
Ваш утюг нагревается сильнее. Компоненты поглощают больше термических напряжений. Колодки поднимаются легче. Смачивание кажется... вялым. Менее прощающий. И стыки выглядят по-другому-на самом деле текстура поверхности немного более зернистая.нормальныйбез свинца-, это не дефект. Мне потребовалось неприлично много времени, чтобы перестать пытаться «исправить» идеально хорошие суставы SAC.
Содержание серебра улучшает механическую прочность и сопротивление ползучести. Полезно для применений с термоциклированием. Но серебро дорогое, поэтому в бюджетных-бессвинцовых вариантах вместо него используется Sn99.3/Cu0.7. Отлично подходит для хобби. Не позволяйте никому говорить вам обратное.
И еще: «без свинца-» не означает отсутствие свинца. Пороговое значение составляет 1000 ppm согласно RoHS. Некоторые производители стремятся<100ppm to account for contamination during processing.
Флюкс: Невоспетый герой
Я собираюсь потратить больше времени на флюс, чем большинство гидов, потому что большинство гидов почти не упоминают о нем, и это безумие.
Флюс удаляет оксиды. Металлические поверхности постоянно окисляют-особенно медь. Окисленные поверхности плохо смачиваются. Флюс содержит кислоты (органические или неорганические), которые химически удаляют эти оксиды во время пайки, позволяя расплавленному припою фактически связываться с чистым металлом под ним.
Типы, с которыми вы действительно столкнетесь
На основе канифоли-(R, RMA, RA):
Классика. Изготовлен из смолы сосны. Тип R малоактивен, почти декоративен. RMA (мягко активированная канифоль) справляется с легким окислением, которое подходит для большинства сценариев. RA (активированная канифолью) агрессивна,-хорошо очищает, но, если не очищать, оставляет коррозийные остатки.
Нет-чистки:
Современный фаворит. Оставляет минимальный остаток, предположительно не-коррозионный. «Предположительно». Для обеспечения высокой-надежности работы люди все равно его чистят.
Водо-растворимый:
Очень активный. Отличное смачивание. Но после этого обязательно необходимо очистить деионизированной водой, иначе остатки разрушат вашу плату в течение нескольких месяцев. Не преувеличивая.
У большинства паяльной проволоки в сердечнике есть флюс-, который вызывает дым и шипение. Процент имеет значение.. 2-2.5% содержания флюса является стандартным. Менее 1,5 % (типы с низким-остатком) требуют для начала более чистых поверхностей.
Ручка Flux изменила мою жизнь
Не драматично. Наличие флюсового карандаша под рукой превращает переработку из болезненной в приятную. Упрямый сустав? Нанесите немного флюса. Распайка? Флюс в первую очередь. Мостовые штифты? Флюс и перетаскивание-припоя.
Железный отбор (кратко, потому что все об этом задумываются)
Приобретите станцию-с контролем температуры. Не фиксированная-вилка мощности-в утюге. Это не обязательно должно быть дорого-сейчас есть много достойных вариантов стоимостью менее 50 долларов.
Настройка температуры: 350-380 градусов для свинцового. 380-420 градусов для-бессвинцового. Вот и все. Не обращайте внимания на людей, которые настаивают на точных цифрах, например «ровно 357 градусов» — температура вашего наконечника в любом случае падает в тот момент, когда он касается сустава.
Мощность определяетвремя восстановления-как быстро наконечник возвращается к заданной температуре после передачи тепла к заготовке. 60W выполняет большую часть работы с печатной платой. Для больших плоскостей заземления или толстых проводов вам нужны утюги мощностью 80 Вт.+. Низкая-мощность заставит вас держать их дольше, что приведет к большему термическому повреждению, чем простое использование соответствующей мощности в первую очередь.
Форма наконечника: возьмите долото шириной. 2-2.5мм. Не конический. Конические наконечники имеют ужасную теплопередачу-маленькую площадь контакта. Наконечники долота позволяют выбирать контактную поверхность в зависимости от размера шва. Один совет, несколько приложений.
Собственно пайка: что не показывает ничья схема
В учебнике «Метод пяти шагов» говорится: подготовка, нагрев соединения, нанесение припоя, удаление припоя, удаление железа.
Реальность более запутана.
Иногда флюса в вашей проволоке недостаточно, и вам необходимо предварительно-флюсовать площадку. Иногда вы припаиваете многожильный провод, который впитывает припой внутрь изоляции, если вы не будете осторожны. Иногда вывод компонента окисляется и требует предварительного-лужения перед установкой. Иногда припоя слишком много, и вам понадобится фитиль или присоска для припоя.
«Идеальное соединение» у всех –-блестящее, вогнутое скругление, плавный переход к контактной площадке-это для припоя со свинцом в хороших условиях. Соединения,-бессвинцовые, могут выглядеть слегка матовыми, но при этом оставаться в идеальном состоянии. Оценивайте на основе угла смачивания и покрытия, а не только блеска.
Чувство времени
Вот чему учит опыт: у вас появляется ощущение, когда сустав «готов». Припой перестает двигаться, принимает свою форму, приобретает блеск жидкого-металла непосредственно перед затвердеванием. Потяните утюг в этот момент. Слишком рано, и вы получите недостаточное увлажнение. Слишком поздно, и вы рискуете перегреть компоненты.
2-3 секунды для небольших компонентов сигнала. 3-5 секунд для более крупных соединений. Заземляющие контакты подключены к медным проводам? Это может быть 5-8 секунд при правильно нагретом утюге или вечность при недостаточной мощности.
Распространенные неисправности и как они на самом деле выглядят
Холодный сустав:Зернистая, матовая, неровная поверхность. Иногда трескались. Вызвано движением во время затвердевания или недостаточным нагревом. Исправление заключается в том, что не добавляется больше припоя,-не прогревается должным образом свежим флюсом.
Нарушенный сустав:По виду похож на холодный шов, но вызван физическим движением во время охлаждения. Внутренняя кристаллическая структура нарушена. Надо полностью переплавить, а не просто подправить.
Недостаточное смачивание: Припаяйте шарики вверх, а не растекайтесь. Высокий угол контакта. Подушечка или провод не были чистыми, недостаточно горячими или закончился флюс. Иногда все трое.
Паяный мост: Замыкание между соседними контактами. Слишком много припоя или неправильный угол наклона наконечника. Закрепите флюсом и чистым наконечником-поверхностное натяжение правильно профлюсованного припоя обычно отделяет перемычки, когда вы протаскиваете их кончиком долота.
Надгробие: Один конец чипа приподнимается во время оплавления. Это скорее проблема сборки SMT, чем ручной пайки, но о ней стоит знать.
Подъемная площадка: Чрезмерное нагревание разрушило клеевую связь между медью и подложкой. Обычно не подлежит ремонту. Только профилактика: соответствующая температура, соответствующее время выдержки, не пытайтесь паять на холодных платах сразу после хранения.
Выбор диаметра проволоки
Это упускается из виду.
- 0,5 мм: доработка SMD с мелким-шагом. Выводы QFP. Раздражающе тонкий для сквозного-отверстия.
- 0,8 мм: хороший размер общего-применения. Большинство задач по ручной пайке.
- 1,0 мм: сквозное-отверстие в сборе. Чуть более быстрая доставка припоя.
- 1,2 мм+: более крупные суставы. Сращивание проводов. Все, что имеет значительную тепловую массу.
Использование толстой проволоки на крошечных соединениях приводит к трате припоя и затрудняет точное нанесение. Использование тонкой проволоки для крупных суставов занимает много времени и требует постоянной подачи.
Хранение и срок годности
Припойная проволока впитывает влагу. Флюсовый сердечник деградирует. Старый припой разбрызгивается, плюется, сильно дымит, а соединения никогда не выглядят идеально.
Держите его запечатанным, когда он не используется. Эти закрывающиеся пластиковые тюбики существуют не просто так. Во влажном климате-Юго-Восточной Азии и прибрежных районах-это имеет еще большее значение. Некоторые люди хранят открытые катушки с пакетами с влагопоглотителем. Вероятно, излишне для любителей, возможно, необходимо для производственной среды.
Нераспечатанная паяльная проволока обычно служит 2-3 года. Однажды открыл? Используйте в течение года для достижения наилучших результатов. Тыможетиспользуйте старый припой-он ведет себя хуже.
То, что я хотел бы знать раньше
Чистота важнее техники. Посредственный паящик с чистыми поверхностями превзойдет опытного паятеля, борющегося с окислением.
Уход за наконечником – занятие скучное, но необходимое. Прежде чем положить утюг, залужьте кончик. Каждый раз. Никаких исключений. Окисленный наконечник, который не принимает припой, бесполезен, независимо от того, насколько дорогая ваша станция.
Дешевый припой не всегда является плохой сделкой, но припой неизвестной-торговой марки часто содержит примеси, которые влияют на смачивание и надежность соединения. Для критически важных приложений выбирайте проверенных производителей-Kester, Multicore, Almit и аналогичных. Для тренировочных досок? Что бы ни.
Температура — это диапазон, а не религия. Зацикливание на «идеальных» настройках менее продуктивно, чем разработка последовательной техники при любой температуре, подходящей для ваших условий.
Хорошее освещение и увеличение имеют большее значение, поскольку суставы сжимаются. Современная работа SMD в основном требует стереомикроскопа или хорошей увеличительной лампы. Это не проблема навыков — просто компоненты 0402 действительно трудно ясно увидеть невооруженным глазом.
Кривая обучения выравнивается быстрее, чем вы ожидаете. Сто суставов — и у вас будут основы. Тысяча суставов, и вы будете уверены в себе. Десять тысяч? У вас разовьются всевозможные личные привычки и предпочтения, которые технически «не должны» работать, но каким-то образом подходят именно вам.
Начните с-наборов для практики. Окончил СМД. Не упускайте из виду основы, пытаясь сразу перейти к -пайке QFP с шагом 0,5 мм-, иначе это приведет к разочарованию и разрушению плат.
