Spájkovacie tyče
Skladovanie
(1) Skladovacie prostredie
- Teplota by sa mala regulovať pri izbovej teplote, vo všeobecnosti 18-28 stupňov; vlhkosť by mala byť 10% - 65%; a nemali by tam byť silné oxidačné plyny ako kyslík. Vo všeobecnosti by sa mali skladovať zapečatené v obalových krabiciach.
(2)Bezpečnostné opatrenia pri skladovaní
- Spájkovacie tyčesú ťažké; neumiestňujte ich na vyvýšené miesta. Miesto uloženia by malo byť prednostne na prízemí s pevnou podlahou (ak je podlaha umiestnená na iných poschodiach, posúďte, či podlaha unesie váhu, a pravidelne sledujte miesto uloženia, či nevykazuje známky previsnutia, aby sa predišlo zrúteniu). Výška stohovania by mala byť tiež obmedzená.
Použitie
(1) Teplota
Teplota spájkovania pre olovnaté (Sn63/Pb37) spájkovacie tyče je vo všeobecnosti nastavená na 230 stupňov, kým teplota spájkovania pre bezolovnaté- (SAC305) spájkovacie tyče je všeobecne nastavená na 260 stupňov .
(2) Atmosférické prostredie
Pri použití spájkovacích tyčí pri spájkovaní vlnou sa odporúča použiť plynný dusík na zlepšenie tekutosti a zmáčavosti spájky, zníženie rýchlosti oxidácie spájky pri vysokých teplotách a minimalizáciu straty spájky.
(3) Ovládanie hlasitosti spájky
Množstvo spájky v nádrži na spájkovanie vlnou je vo všeobecnosti riadené výškou hladiny kvapaliny, aby sa znížil výškový rozdiel medzi kvapalnou spájkou striekanou z vlny a povrchom kvapaliny, čím sa znižuje množstvo vytváranej spájky a minimalizujú sa straty spájky.
(4) Kontrola obsahu nečistôt
1) Klasifikácia cínových-olovených spájok podľa čistoty
- ① Recyklovaná a rafinovaná spájka: V priemysle sa časť odpadovej spájky (spájka, kvapkaná spájka, konce spájky a vyradené kontaminované materiály atď.) často recykluje alebo rafinuje a potom sa predáva ďalej. Vzhľadom na vysoké náklady na rafináciu (vysoko prevyšujúce predajnú cenu spájky) je v prípade nízkokvalitnej odpadovej spájky obsahujúcej iba nečistoty, ako sú meď, zinok a železo, všeobecnou praxou pridávanie nového čistého kovu do recyklovanej odpadovej spájky, aby sa znížil obsah nečistôt pod prípustnú úroveň pre kontamináciu spájkou. Vládne normy USA QQ-S-571 a ASTM B-32 odrážajú prípustné úrovne kontaminácie v recyklovaných materiáloch, ako je uvedené v tabuľkách 2.10 a 2.11.
Tabuľka 2.10: Chemické zloženie spájkovacích zliatin používaných v US Federal Standard QQ-S-571 (%)
| Prvok/Vlastnosť | Sn70 | Sn63 | Sn62 | Sn60 | Sn50 | Sn40 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Sn (%) | 69.5–71.5 | 62.5–63.5 | 61.5–62.5 | 59.5–61.5 | 49.5–51.5 | 39.5–41.5 |
| Pb (%) | Zostatok | Zostatok | Zostatok | Zostatok | Zostatok | Zostatok |
| Sb max (%) | 0.20–0.50 | 0.20–0.50 | 0.20–0.50 | 0.20–0.50 | 0.20–0.50 | 0.20–0.50 |
| Bi max (%) | 0.25 | 0.25 | 0.25 | 0.25 | 0.25 | 0.25 |
| Ag max (%) | 0.015 | 0.015 | 1.75–2.25 | 0.015 | 0.015 | 0.015 |
| Cu max (%) | 0.08 | 0.08 | 0.08 | 0.08 | 0.08 | 0.08 |
| Fe max (%) | 0.02 | 0.02 | 0.02 | 0.02 | 0.02 | 0.02 |
| Zn max (%) | 0.005 | 0.005 | 0.005 | 0.005 | 0.005 | 0.005 |
| Al max (%) | 0.005 | 0.005 | 0.005 | 0.005 | 0.005 | 0.005 |
| Ako maximum (%) | 0.03 | 0.03 | 0.03 | 0.03 | 0.03 | 0.03 |
| Cd max (%) | 0.001 | 0.001 | 0.001 | 0.001 | 0.001 | 0.001 |
| Solidus (stupeň) | 183 | 183 | 183 | 183 | 183 | 183 |
| Liquidus (stupeň) | 193 | 183 | 189 | 191 | 216 | 238 |
Tabuľka 2.11: Chemické zloženie spájkovacích zliatin používaných v norme ASTM B-32 (%)
| stupňa | Sn | Pb | Sb min–max | Bi max | Cu max | Fe max | Al max | Zn max | Ako max |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 70A | 70 | 30 | - | 0.12 | 0.25 | 0.08 | 0.02 | 0.005 | 0.03 |
| 70B | 70 | 30 | 0.20–0.50 | 0.25 | 0.08 | 0.02 | 0.005 | 0.005 | 0.03 |
| 63A | 63 | 37 | - | 0.12 | 0.25 | 0.08 | 0.02 | 0.005 | 0.03 |
| 63B | 63 | 37 | 0.20–0.50 | 0.25 | 0.08 | 0.02 | 0.005 | 0.005 | 0.03 |
| 60A | 60 | 40 | - | 0.12 | 0.25 | 0.08 | 0.02 | 0.005 | 0.03 |
| 60B | 60 | 40 | 0.20–0.50 | 0.25 | 0.08 | 0.02 | 0.005 | 0.005 | 0.03 |
| 50A | 50 | 50 | - | 0.12 | 0.25 | 0.08 | 0.02 | 0.005 | 0.03 |
| 50B | 50 | 50 | 0.20–0.50 | 0.25 | 0.08 | 0.02 | 0.005 | 0.005 | 0.03 |
| 45A | 45 | 55 | - | 0.12 | 0.25 | 0.08 | 0.02 | 0.005 | 0.03 |
| 45B | 45 | 55 | 0.20–0.50 | 0.25 | 0.08 | 0.02 | 0.005 | 0.005 | 0.03 |
V kritických aplikáciách sa neodporúča používať recyklovanú spájku, pretože v automatizovanej hromadnej výrobe nepredvídateľné nečistoty v recyklovanej spájke spôsobujú nepredvídateľné zmeny vo výkonnosti spájky, čo môže viesť k vážnym problémom.
- ② Panenská spájka: Panenská spájka sa vzťahuje na spájku vyrobenú z cínu a olova rafinovaného z rudy. Panenská spájka je štandardným materiálom vo výrobe elektronického priemyslu, najmä pri automatizovanom zváraní pre hromadnú výrobu (napríklad vlnové spájkovanie dosiek plošných spojov). Konzistencia obsahu nečistôt v tejto triede spájky je relatívne predvídateľná, čím sa predchádza potenciálnym rizikám spojeným s používaním recyklovanej spájky.
Tabuľka 2.12: Maximálne limity nečistôt pre spájku elektronickej kvality (zváranie s vysokou{1}}čistotou) (J-STD-001) (%)
| Prvok nečistoty | Maximálny povolený obsah (hmot. %) |
|---|---|
| Cu | 0.300 |
| Au | 0.200 |
| Cd | 0.005 |
| Zn | 0.005 |
| Al | 0.006 |
| Sb | 0.500 |
| Fe | 0.020 |
| Ako | 0.030 |
| Bi | 0.250 |
| Ag | 0.100 |
| Ni | 0.010 |
Tabuľka 2.13: Porovnanie obsahu nečistôt v bežnej spájke (Sn37Pb) (%)
| Prvok nečistoty | QQ-S-571E, ASTM B-32* | Typická hodnota novej spájky (hmotn. %) | Maximálna limitná hodnota (hmotn. %) |
|---|---|---|---|
| Sb | * | 0.010 | * |
| Cu | 0.080 | 0.010 | 0.25** |
| Au | - | 0.001 | 0.08*** |
| Cd | - | 0.001 | 0.005*** |
| Zn | 0.005 | 0.001 | 0.005*** |
| Al | 0.005 | 0.003 | 0.006* |
| Ako | 0.030 | 0.020 | 0.030 |
| Fe | 0.020 | 0.001 | 0.020 |
| Bi | 0.250 | 0.006 | 0.250 |
| In | - | 0.007 | - |
| Ni | - | 0.002 | - |
| Ag | - | 0.002 | 0.100 |
| Pb | 0.080 | 0.010 | 0.060 |
*Platí pre (0,20–0,50) hmotn. % Sb; inak do 0,12 % hmotn.
** Nečistoty Cu, Au, Cd, Zn, Al nesmú presiahnuť 0,30 % (teplé na 250 stupňov)
Tabuľka 2.14: Porovnanie limitov nečistôt v spájkovacích zliatinách: Japonsko JIS-Z-3282, US MIL Standard a Čína YB-568 (%)
| Prvok nečistoty | Japonská trieda JIS-Z-3282-1972 A (hmotn. %) | Japonsko JIS-Z-3282-1972 B stupeň (hmotn. %) | US MIL (hmot. %) | Čína YB-568 (hmot. %) |
|---|---|---|---|---|
| Sb | <1.0 | <0.30 | <10 | 0.2 ~ 0.5 |
| Cu | <0.08 | <0.05 | <0.03 | <0.08 |
| Bi | <0.05 | <0.05 | 0.25 | 0.1 |
| Zn | <0.005 | <0.005 | <0.005 | 0.002 |
| Fe | 0.35 | <0.03 | <0.02 | 0.02 |
| Al | <0.005 | <0.005 | <0.005 | 0.005 |
| Ako | <0.03 | <0.03 | <0.03 | 0.05 |
2) Vplyv kovových nečistôt na fyzikálne vlastnosti cín-olovenej spájky
Stopové množstvá iných kovov sú často prítomné v spájke ako nečistoty. Niektoré nečistoty sú neškodné, zatiaľ čo iné, dokonca aj v malých množstvách, môžu mať rôzne nepriaznivé účinky na proces spájkovania a výkon spájkovaného spoja. Všeobecne povedané, účinok nečistôt v spájke závisí od rozpustnosti pridaného kovového prvku v tuhej fáze vo fáze cínu alebo olova. Ak sa vytvoria intermetalické zlúčeniny, účinok závisí aj od tvorby týchto intermetalických zlúčenín. Tvorba tuhých roztokov zvyšuje merný odpor (napr. pridaním bizmutu a mangánu), zatiaľ čo tvorba intermetalických zlúčenín znižuje merný odpor spájky (napr. pridaním medi).
3) Vplyv nečistôt na zmáčanie
Nečistoty ako zinok a hliník sú škodlivé nečistoty. Už pri obsahu 0,001% môžu zhoršiť vzhľad spájkovaných spojov a výrazne ovplyvniť zmáčavosť a tekutosť, čo sťažuje spájkovanie vlnou. Kovové nečistoty, ktoré priamo ovplyvňujú spájkovanie, zahŕňajú meď, zlato, zinok a hliník. Tieto nečistoty môžu spôsobiť eróziu základného kovu, keď sa ponorí do spájkovacej vlny, čo vedie k chybám spájkovania, ako je „premostenie“ a „špinenie“.
Stopové kovové nečistoty začlenené do cín{0}}olovenej spájky zmenia povrchovú energiu výslednej zliatiny, čím ovplyvnia jej zmáčacie vlastnosti, ako je znázornené na obrázku 2.22. Pri vlnovom spájkovaní je vplyv nečistôt na zmáčavosť obzvlášť dôležitý pri zabezpečovaní efektívnych výsledkov vlnového spájkovania.
Okrem toho prítomnosť zvyškov oxidu cínu -olova, plynov a -kovových inklúzií v spájke tiež výrazne ovplyvňuje výkon spájky, čo je skutočnosť, ktorá sa často prehliada. Vákuovo-tavená spájka vyrobená z vákuovo-taveného cínu a olova vykazuje najlepšie difúzne vlastnosti.
4) Vplyv nečistôt kovov na výkon spájkovania
Hlavnými komponentmi olovnatej spájky používanej pri vlnovom spájkovaní sú cín a olovo. Okrem toho obsahuje stopové prvky, ktoré sa považujú za nečistoty. Vplyv hlavných nečistôt kovov vyskytujúcich sa pri vlnovom spájkovaní na spájkovací výkon je uvedený v tabuľke 2.15.
Tabuľka 2.15: Účinky prvkov nečistôt v spájke na výkon zvárania
| Prvok nečistoty | Mechanické vlastnosti | Zmáčavosť/spájkovateľnosť | Zmeny teploty topenia | Iné účinky |
|---|---|---|---|---|
| olovo (Pb) | Pevnosť v ťahu sa zvyšuje, ťažnosť sa stáva krehkou | Vysoká zmáčavosť, znížená tekutosť | Užší rozsah topenia | Zvýšený elektrický odpor |
| bizmut (Bi) | Stáva sa krehkým | Znížená tekutosť a zmáčavosť; náchylné na premostenie a hroty | Nižšia teplota topenia | Praskliny pri tepelnom cyklovaní, strata lesku |
| zinok (Zn) | Sila sa zvyšuje | Ťažko zvládnuteľné | Vyššia teplota topenia | Porézny povrch, hrubé zrná, strata lesku |
| Železo (Fe) | Znížená pevnosť spoja | Znížená tekutosť | Vyššia teplota topenia | Magnetické vlastnosti |
| hliník (Al) | Krehké a tvrdé | Extrémne nízka tekutosť; v niektorých prípadoch bez zmáčania | Vytvára bublinky alebo ihličky-ako kryštály, drsný povrch | Ľahko oxidovaný, korozívny, strata lesku |
| fosfor (P) | Malé množstvá zvyšujú tekutosť | - | - | Tmavá farba |
| kadmium (Cd) | Stáva sa krehkým | Zlá zmáčavosť, znížená tekutosť | Širší rozsah topenia | Porézny, biely vzhľad |
| Arzén (As) | Krehké a tvrdé | Zvýšená viskozita; náchylné na premostenie a hroty | Vyššia teplota topenia | Vytvára zrnité alebo nízko{0}}topiace sa zlúčeniny |
| antimón (Sb) | Stáva sa krehkým | Znížený výkon spájkovania | Vyššia teplota topenia | Vytvára bublinkové kryštály |
| striebro (Ag) | Viac ako 5 % má tendenciu produkovať plyn | Vyžaduje aktívny tok | Vyššia teplota topenia | Zvýšená tepelná odolnosť |
| zlato (Au) | Stáva sa krehkým, znižuje mechanickú pevnosť | Strata lesku | - | Biely vzhľad |
