Печать
Опубликовано: 23 апреля 2015 23 апреля 2015
Просмотров: 10971 10971

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:

Марка Назначение
ПОС-90 для пайки деталей, подвергающихся в дальнейшем гальваническим покрытиям
ПОС-61 для лужения и пайки тонких проводов и спиральных пружин в измерительных приборах, монтажных соединений обмоточных проводов диаметром 0,05...0,08 мм и литцендрата, резисторов, конденсаторов, герметичных швов стеклянных проходных изоляторов, печатных схем и при производстве полупроводниковых приборов, т. е. там, где не допустим перегрев.
ПОС-40 для пайки токопроводящих деталей, проводов, наконечников, для соединения проводов с лепестками; при производстве полупроводниковых приборов
ПОС-10 для лужения и пайки контактных поверхностей электрических аппаратов, приборов, реле; при производстве полупроводниковых приборов
ПОСК-50-18 для пайки деталей, чувствительных к перегреву, в металлизированной керамике, для ступенчатой пайки конденсаторов; для герметизации. Для лужения пассивной части интегральных микросхем с покрытием медью, серебром

ПОССу-61 -0,5

для лужения и пайки деталей электроаппаратуры, обмоток электрических машин при жестких требованиях к температуре. Для лужения и пайки пассивной части интегральных микросхем и выводов с покрытием никелем, медью, серебром, оловом; для герметизации.
ПОССу-40-0,5 для лужения и пайки обмоток электрических машин
ПОССу-35-0,5 для лужения и пайки свинцовых кабельных оболочек электрических изделий неответственного назначения
ПОССу-18-0,5 для лужения и пайки трубок теплообменников электроламп
ПОССу-95-5 для пайки в электропромышленности

ПОССу-40-2

ПОССу-8-3

припой широкого назначения. Для пайки наружных деталей и сборочных единиц электровакуумных приборов

 

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

 

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

Марка Температура кристаллизации, °С ρ,
мкОм
×м

l,

Вт×м-1×К-1

σ,

МПа

Δl/l,

%

  начала конца    
Олово чистое 232 232 0,115 63 - _
ПОС-90 200   0,120 54 49 40
ПОС-61 190 183 0,139 50 43 46
ПОС-40 238   0,159 42 38 52
ПОС-10 299 268 0,200 35 32 44
ПОС-61М 192 183 0,143 49 45 40
ПОСК-50-18 145 142 0,133 54 40

 

ПОССу-61-0,5

 

189

 

 

0,140

 

50

 

45

 

35

 
ПОССу-50-0,5 216   0,149 47 38 62
ПОССу-40-0,5 235   0,169   40 50
 

 

42

ПОССу-35-0,5 245 183 0,172 38 47

 

ПОССу-30-0,5

ПОССу-25-0,5

ПОССу-18-0,5

 

255

266

 

 

0,179
0,182

     
  38 36 45
277   0,198 35 36 50
 
ПОССу-95-5 240 234 0,145 46 40 46

 

ПОССу-40-2

 

299

 

 

0,172

 

42

 

43

 

48

 

ПОССу-35-2

ПОССу-30-2

ПОССу-25-2

ПОССу-18-2

243

250

  0,179
0,182

    38                 40         40

 

                               38

185
260   0,185
270 186 0,206 34 36 35
ПОССу-15-2 275 184 0,208 33 36  
 
ПОССу-8-3 290 240 0,207 34 40 43

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

  Температура кристаллизации, °С Плотность, Мг×м-3 Материалы, подвергаемые пайке Назначение
Марка      
         
  начала конца      
ПСр-2,5 305 295 11,0 Медь, ее сплавы, нержавеющая Для пайки наружных деталей
ПСр-3 305 300 11,3 сталь, углеродистая сталь и сборочных единиц электровакуумных приборов
ПСр-15 810 635 8,3    
ПСр-40 605 595 8,4    
ПСр-45 725 600 9,1    
   
ПМЦ-Зв 950 825 7,7 Латунь, содержащая до
68 % меди
Для соединений, не подверженных ударной нагрузке
или изгибу
Г1МЦ-54 970 860 8,3 Медь, медные сплавы Там, где не требуется хорошей затекаемости припоя

 

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

Марка припоя Содержание
фосфора, %
Температура
плавления, °С
Назначение
МФ1 8,5... 10 725...850 Для пайки медных, латунных и бронзовых деталей,
МФ2 8,5... 10 725...850 работающих в условиях небольших
МФЗ 8,5 725...860 статических нагрузок

 

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

Марка Компоненты Содержание, % Плотность, Мг×м-3 Температура
плавления
, °С
П425А

А1

Сu
Zn

19,0...21,0
14,0—16,0
64,0—66,0
5,70 415-425
П34А Si
Сu
Al
5,5-6,5
14,0... 16,0
Остальное
3,30 525
ПСИЛО*

Al

Si

90,0...87,0
10
,0..13,0
2,58...2,66 577
АВИА 1 Sn
Cd
Zn
55
20
22
  200
АВИА 2 Sn
Cd
Zn
Al
40
20
25
15
  250

* 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

Марка Компо-
ненты
Содержание, % Плот-
ность
d,
Mr-м-3
Температура плавления, °С Назначение
ПОСМ-0,5 Sn
Sb
Сu
Pb

59...61,0
Heболее 0,8

0,5...0,7
Остальное

8,50 184 Для лужения пассивной ча-
сти микросхем с тонкими
медными покрытиями
(0,5...0,6 мкм)
ПСрОС-3-58 Sn
Sb
Ag
Pb

66,8...58.8
He более 0,8

2.6...3,4
Остальное

2,50 190 Для лужения пассивной ча-
сти схем специального наз-
начения с покрытием
медью, серебром
ПСр-3Ин

In

Ag

96,5...97,6
2,5...3,5
7,36 141 Для пайки золота и серебра,
а также металлизирован-
ных материалов в микро-
электронике
Фольга никелево-медная вакуумной плавки Ni
Сu
75±2
25±2
8,77 1150...1210 Для пайки сплава ВТ1-00 с
металлизированной керамикой
ППдН-60-40 Pd
Ni
40
60
10,61 1237 Для пайки никеля, низкоугле-
родистой стали, молибде-
на, вольфрама
ПСрМ-72-28 Ag
Сu
72±0,5
28±0,5
9,90 779 Для пайки меди, никеля,
сплавов ЭП-333, ковара
29НК, стали 08, медно-
молибденовых сплавов, ке-
рамики
ПСр-72В

Ag

Сu

72±0,5
Остальное
9,90 789 Для пайки никеля, меди,
мельхиора, константа на
сплавов МО-19, МН-45,
29НК-ВИ, монсля, кера-
мики
ПМГ-9 Ge
Ni
В
С
u
8,7 ±0.4
0.5 ±0.5
0,2 ±0,1
Остальное
8,70 950...1005 Для пайки электротехничес-
кой стали, нержавеющей
стали, никеля
ПМТ-45 Cu
Fe
Si
Ti
49,0...52,0
1,0-3,0
0,7... 1,0
45,0...49,3
6.02 955 Для панки титана и его спла-
вов
             

 

Литература:

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