Лучший припой - Sn63Pb37 против Sn60Pb40 против ...?

8

Обычно мои схемы полны очень тонких компонентов SMD. Я паяю прототипы вручную, что занимает много времени. Хорошие инструменты и качественный припой могут ускорить процесс.

Я предпочитаю использовать этилированный припой, так как он течет лучше при относительно низких температурах. Таким образом, я могу предотвратить перегрев компонентов. Этилированный припой не разрешен для коммерческих продуктов, но подходит для прототипирования.

На рынке существует несколько видов проволочной пайки. Я пытаюсь выяснить, какой из них "лучший". Давайте определим «лучший» следующим образом:

Низкая температура плавления (предотвращает перегрев компонентов).
Хорошее смачивание колодок и булавок.
Предпочтительно содержит некоторое количество флюса, поэтому не нужно применять его постоянно снаружи.
Очень тонкий диаметр для пайки небольших компонентов (таких как корпус LFCSP, резисторы 0402 или даже 0201, ...)
Цена не проблема.

У меня есть несколько вопросов:

1. Олово - свинцовые сплавы.
Я читал в Википедии, что припой Sn60Pb40 очень популярен для электроники (я согласен, я использовал этот до сих пор). В Википедии также упоминается, что Sn63Pb37 немного дороже, но также дает немного лучшие суставы.

Что вы думаете о Sn60Pb40 против Sn63Pb37 ? Какая на самом деле разница?

2. Экзотические сплавы.
Но это не единственные припои. Существуют более экзотические комбинации - содержащие олово + свинец + серебро и даже золото .

Изменит ли эти экзотические комбинации свойства?

3. Сплавы висмута и индия
Некоторые из вас рассказали мне о сплавах на основе висмута и индия . Я посвятил им новый вопрос: припой висмута или индия - что бы вы выбрали?

ПРИМЕЧАНИЕ: я использую паяльно-дымовую вытяжку.

soldering

— K.Mulier
источник

5

Вы забыли одно важное свойство: воздействие на окружающую среду. Свинцовые припои в ЕС не используются, поскольку они токсичны, и с ними трудно обращаться таким образом, чтобы не подвергать работников компаний по переработке отходов риску для здоровья. Следовательно, припой на основе свинца в основном исчез в ЕС и большинстве стран, которые экспортируют в ЕС.

— Аттила

Если вы хотите действительно низкотемпературные припои, посмотрите на сплавы индия. Существует даже компания под названием Indium Corp, которая специализируется на них. У них есть припои с температурами расплава до ~ 38 С.

— Фотон

2

@ThePhoton, подожди минутку, я запутался. 38 ° С? Ты серьезно? Я прочитал в паспорте на основе висмута припой на DigiKey (деталь № SMDSWLTLFP32-ND), что температура плавления составляет 138 ° C, а не 38 ° C ...

— K.Mulier

3

Даже если вы используете припой на основе свинца только для прототипов, все, что касается этого паяльного наконечника, немедленно требует наклейки с токсичными отходами в большинстве стран, о которых я знаю. Если вы действительно не нуждаетесь в этилированном припое, я бы рекомендовал использовать бессвинцовый.

— Аттила

3

К сожалению, бессвинцовый припой приводит к очень плохим качественным соединениям при ручной пайке. Он также не течет, смачивание небольших прокладок может быть затруднено, часто швы становятся слабыми и матовыми, а не прочными и блестящими и т. Д. Бессвинцовый припой лучше всего использовать в печи для оплавления в виде пасты. Я всегда покупаю этилированный припой. Я думаю, что экологические аспекты не имеют отношения к прототипированию. Теперь уверен, что пары токсичны. Быть осторожен. Не более опасно, чем работать с любым другим токсичным химическим паром. Этилированный припой неизменно дает лучшие результаты с меньшими затратами труда или переделок.

— Пьяный код обезьяны

10

Sn63 / Pb37 лучше, чем 60/40, потому что это эвтектический сплав. Это означает, что он имеет самую низкую температуру плавления среди любых сплавов Sn / Pb и относительно резко затвердевает при одной температуре, а не в диапазоне. Как правило, оба преимущества или нейтральны.

Комбинации с небольшим количеством (скажем) золота, как правило, предназначены для уменьшения тенденции припоя растворять материал (в данном случае золото).

В наши дни многие припои избегают использования свинца и часто представляют собой олово с другими материалами, такими как медь, висмут, серебро и т. Д. Это делается для снижения токсичности электроники, попадающей в поток отходов. По моему опыту, он хуже во всех отношениях по сравнению с оловянно-свинцовым припоем, за исключением, возможно, в тех случаях, когда важна высокая температура плавления.

Флюс другое дело - есть целый ряд разных типов.

Если соответствие RoHS (и токсичность) не вызывает беспокойства, припой 63/37 Sn / Pb с RMA Rsin Flux является отличным выбором и хорош для высоконадежных применений. Штраф для ручной пайки или оплавления.

Для производства на мировых рынках может потребоваться использование бессвинцовых припоев с более привередливыми температурными профилями и худшими характеристиками. Иногда растворимые в воде или неочищенные флюсы являются приемлемыми, в зависимости от продукта и степени его влияния на процесс (и, возможно, функциональность продукта).

— Спехро Пефхани
источник

4

Наиболее важно в отношении эвтектических сплавов: поскольку он затвердевает, состав твердой части равен составу жидкой части. Таким образом, в затвердевшем материале вы не получите перемешивания областей с различным составом (с различными физическими свойствами, такими как TCE).

— Фотон

@ThePhoton Ах, это, вероятно, причина затвердевания. Спасибо.

— Спехро Пефхани

Да, это тоже. Поскольку жидкий состав не изменяется по мере формирования продаваемого продукта, температура плавления не изменяется.

— Фотон

Мне нравится ответ @Minho ниже. Он указывает, что сплав eutectic 63/37 затвердевает быстрее, что не подходит для автоматического выравнивания компонентов SMD.

— К.Мюльер

@ K.Mulier Самонастройка довольно сложная - включает смачивание и поверхностное натяжение. Припой с 63/37, как правило, лучше, чем бессвинцовый. См., Например, Изучение самовыравнивания компонентов в технологии поверхностного монтажа К. Душек1), М. Новак1), А. Рудаевова2)

— Спехро Пефхани,

4

Паяемость в большей степени связана с поверхностью окисленной меди и выбором флюса для уменьшения окисления и захоронения.

Я помню, Eutectic или самая низкая температура смеси припоя 63/37.

В некоторых случаях загрязнение сурьмой припоем может привести к повреждению суставов.

Но временные различия незначительны по сравнению с; подготовка поверхности, чистота, выбор флюса, температура хранения пасты, время на открытом воздухе, срок годности; Конструкция прокладки для оплавления, подогревателя плиты (сковорода или инфракрасная печь или?) и кривые профиля горячего воздуха или лучистого тепла с термопарой и отсутствием турбулентности, но с плавным потоком.

Все это влияет на смачивание, скорость горения летучих веществ, поверхностное натяжение, короткое замыкание, обрывы, надгробие и т. Д., И убедитесь, что конструкция прокладки оптимизирована для оплавления и теплового профиля.

Также убедитесь, что DRC был выполнен до того, как дизайн был отправлен и проверен магазином.

— Тони Стюарт Sunnyskyguy EE75
источник

1

Большое спасибо. Что вы подразумеваете под: «В некоторых случаях загрязнение сурьмой припоем может привести к повреждению суставов». Как это может случиться?

— К.Мюльер

Качество поставщика. Однажды в 80-х годах наша компания регулярно проверяла припои на наличие сурьмы и других загрязняющих веществ, когда на мэйнфреймах была тонкая доска, которая напоминала внешние слои фольги бритвы Remington с 50 медными слоями между ними и огромные мусорные корзины для погружения в корзину для покупок с жидким золотом. покрытие. Я настоятельно рекомендую вам использовать какой-либо тип иммерсионного золота или эквивалентное покрытие.

— Тони Стюарт Sunnyskyguy EE75

Позолота контактов на самом деле хуже, чем у мельницы HASL. Чтобы покрыть золото медью, вам нужен слой никеля между ними, в противном случае медь проникает сквозь золото и в конечном итоге разъедает его. Никель не очень хороший проводник, поэтому позолоченные прокладки обычно имеют более высокое сопротивление, чем обычная медь. Единственная причина покрытия контактов с золотом - это предотвращение коррозии в долгосрочной перспективе, но для этого вы уже можете использовать конформное покрытие в аэрозоле. Золото также растворяется в олове, что меняет состав вашего припоя, что влияет на качество соединения. Иммерсионное серебро - лучшее.

— Пьяный код обезьяны

Спасибо DCM, я действительно думал ENEPIG, но сказал IG, да ENIS и IS очень хороши.

— Тони Стюарт Sunnyskyguy EE75

3

С практической точки зрения основное различие между ними состоит в том, что 63/37 представляет собой эвтектический сплав. Короче говоря, это означает, что он имеет единственную температуру плавления, а не пластичный диапазон, как припой 60/40.

Для прототипов и любителей это действительно вопрос предпочтений. Например, если вы паяете провода вместе, 63/37 проще в использовании, поскольку он быстрее затвердевает и не вызывает холодных паяных соединений. Однако, если вы паяете компоненты для поверхностного монтажа на печатной плате вручную, то может помочь пластиковый диапазон 60/40, поскольку это позволяет компонентам «защелкнуться» на месте.

— Minho
источник

Интересно. Можете ли вы копнуть глубже в эту вещь "защелкнуться на месте"? Я не знал, что эти два сплава будут отличаться именно таким образом. Мне нравится знать больше :-)

— K.Mulier

1

Поскольку многие SMD-устройства очень легкие, поверхностное натяжение расплавленного припоя приведет их к правильному выравниванию. Это может происходить только тогда, когда припой находится в расплавленном состоянии. Неэвтектический припой будет иметь более широкий диапазон температур, в котором он будет расплавлен, и это важно при ручной пайке.

— Минхо

В этом есть смысл. Спасибо за указание на это :-). У вас есть опыт работы с припоями на основе висмута или индия?

— К.Мюльер

Я использовал Chip Quick Low Melt, который содержит висмут в сплаве. Основная причина использовать это для распайки чувствительных к температуре компонентов или разъемов.

— Минхо

Ох, ну ладно. Но как насчет пайки вместо распайки?

— К.Мюльер

2

«Очень тонкий диаметр для пайки небольших компонентов (таких как корпус LFCSP, резисторы 0402 или даже 0201»)

Это означает, что вы говорите о паяльной проволоке, а не о паяльной пасте. Продукты Henkel Multicore - мой выбор.

Мой короткий ответ, лично: Henkel Multicore Sn63 / Pb37 0.38 мм Crystal 400. (Digi-Key 82-117-ND).

Henkel Multicore Sn60 / Pb40 0,35 мм Ersin 362 (последнее название - состав флюса) тоже в порядке, но мне нравится 63/37.

Некоторые из более экзотических сплавов, такие как Bi58 / Sn42 (или Bi57.6 / Sn42 / Ag0.4), могут быть получены в виде паяльной пасты, но на самом деле не существуют в качестве паяльной проволоки.

Эти сплавы Bi привлекательны тем, что являются низкотемпературным эвтектическим сплавом, не содержащим свинца. Многие недостатки, обычно связанные со сплавами, не содержащими свинца, обусловлены более высокими рабочими температурами.

Лично я, как и вы, часто предпочитаю Pb-содержащие сплавы для небольших лабораторных целей. Очевидно, что если вам требуется соответствие RoHS для вашего продукта, то вам нужен не содержащий свинца, а если вы производите сборку печатных плат на любой промышленной линии PCBA, то все они в любом случае будут настроены с использованием бессвинцовых сплавов и температурных профилей, поэтому Вы используете его в любом случае, даже если вам не нужен RoHS.

ChipQuik производит паяльные пасты из различных сплавов, включая висмутовые сплавы 138C, в небольших упаковках, совместимых с небольшими разработчиками и любителями.

Если вы переделываете плату, на которой уже есть припой, лучше всего использовать тот же самый припой на плате, в противном случае вы получите «промежуточный» сплав, который может иметь неизвестные металлургические свойства. Это особенно важно для низкотемпературных сплавов Bi / Sn, которые могут резко изменить их температуру плавления и механические свойства, если присутствует немного случайного «легирования» Pb.

Sparkfun продает сплав Sn96.35 / Ag3 / Cu0.5 / 0.15Sb, который, как они утверждают, великолепен, но кажется странным сплавом! Он близок к Ag03A, но отличается от него, и его нет в Большой Википедии. Таблица припоя и припойоподобных сплавов.

— Люк
источник

Очень интересный ответ! Спасибо, что включили номера DigiKey.

— К.Мюльер