Бессвинцовые припои

Опубликовано 01.07.2011 Ведущий Антон Степанов

На рынке на сегодняшний день представлено множество бессвинцовых припоев с целой номенклатурой температур плавления. Учитывая, что бессвинцовые припои ведут себя отчасти не так, как оловянно-свинцовые, для достижения успешного бессвинцового монтажа необходимо принимать во внимание особенности каждого из них. Итак, существует пять основных групп бессвинцовых припоев.
1.Медьсодержащие эвтектические припои изначально создавались для пайки печатных плат волной припоя. Недостатком этого типа является высокая температура плавления и худшие механические свойства по сравнению с другими бессвинцовыми припоями.
2.Серебросодержащие припои используются в качестве бессвинцовых припоев уже много лет. Они имеют хорошие механические свойства и лучше паяются, чем медьсодержащие припои. Эти припои также являются эвтектическими, их температура плавления равна 221°С. Сравнительные тесты пайки таким типом припоя и обычным припоем, содержащим свинец, показывают значительное преимущество бессвинцового припоя по надежности пайки.
3.Сплав олова, серебра и меди является трехкомпонентным эвтектическим припоем. Он использовался задолго до появления припоя, содержащего серебро. Преимущество такого типа заключается в более низкой температуре плавления, которая у этого типа припоя равна 217°С. Соотношение компонентов в таком припое является по сей день предметом постоянных дискуссий. Припой с составом 95,5% олова, 3,8%серебра и 0,7% меди рекомендован для Brite-Euram project. Этот проект показал, что такой тип припоя обладает лучшей надежностью и спаиваемостью, чем бессвинцовые припои, содержащие серебро и медь. Добавление сурьмы позволило приспособить этот тип припоя для пайки волной. Такой припой используется в промышленности наряду с серебросодержащим. Предпочтение тому или иному типу отдается исходя из экономических соображений и оборудования производства.
4.Сплав олова, серебра и висмута отличает низкая температура плавления, что сильно повышает надежность пайки. Температура плавления такого типа припоя в различных сочетаниях соотношений металлов колеблется в диапазоне от 200 до 210°С. Компания Matsushita подтвердила, что этот тип припоев обладает лучшей спаиваемостью среди бессвинцовых припоев. Добавление меди или германия улучшает прочность паяного соединения, а также смачиваемость спаиваемых поверхностей припоем. Значительная тенденция такого типа припоев образовывать припойные перемычки по сравнению с другими бессвинцовыми припоями может быть уменьшена добавлением других примесей.
5.Сплав олова, цинка и висмута имеет температуру плавления, близкую к эвтектическим припоям, содержащим свинец, однако наличие цинка приводит ко многим проблемам, связанным с их химической активностью: малое время хранения припойной пасты, необходимость использования активных флюсов, чрезмерное шлакование и оксидирование, потенциальные проблемы коррозии при сборке. Использование такого типа припоев рекомендуется для пайки в среде защитного газа.
Для сборки особо важных устройств рекомендуется использование высококачественных припоев из сплава олова, серебра и меди при необходимости с добавкой сурьмы. Для профессиональной техники также возможно использование двухкомпонентных эвтектических припоев из олова и серебра. Для техники широкого потребления может использоваться широкий диапазон сплавов.