Пълно ръководство за най-добрите ловни припой за платки

Заключение: Избор на най-добрия припой за вашите нужди за платки

В областта на производството и ремонта на електроника качеството на леенето на платките директно определя производителността и продължителността на живот на продукта. В LHD сме били свидетели как изборът на нискокачествен припой води до скъпоструваща преработване в производството на PCB, което потвърждава колко критично е това решение. Независимо дали сте ентусиаст по електрониката за самостоятелна употреба, или професионалист в производството на PCB, изборът на най-подходящия припой е първата линия от отбрана срещу студени връзки и фалшиво леене, осигурявайки надеждни електрически връзки, което може да означава разликата между безупречно, надеждно електронно устройство и такова, което страда от слаби спойки и скъпоструващи повреди.

Въз основа на тези разбирания и за да се справи с често срещаната сложност при избора в практическата работа, LHD превърна натрупания опит в тази област в подробното ръководство за избор. В тази статия ще бъдат обхванати системно всички аспекти на оловото за платки. Тук ще намерите всичко, което трябва да знаете за леенето на печатни платки – от основите какво е олово, до 8-те най-добри оловни сплави за проектите с платки, до избора на идеалното олово за следващата ви сглобка, като ви предоставим практически справочник. Ще разгледаме всеки релевантен тип олово — съдържащ олово, безолово, сребърно, с ядро от канифил, без почистване и други, като ви осигурим практически съвети и експертни препоръки. Ако търсите окончателното ръководство за избор на правилното олово за следващия си проект с печатна платка, търсете повече не!

Защо изборът на олово има значение за печатните платки

Лотът е нещо далеч повече от просто "лепило" в сглобката на печатни платки (PCBA). Той изпълнява двойна мисия – осигурява електрически свързаност и механични връзки. Процесите за контрол на качеството на LHD показват, че неправилният избор на лот – независимо дали по отношение на състава на сплавта, типа флюс или количеството приложение – лесно води до проблеми като студени лотови връзки, лотови мостове или ненадеждни съединения, които потенциално могат да доведат до пълно повредяване на продукта. Освен незабавното повреждане, подоптималният лот може да доведе до скрити дефекти – връзки, които минават първоначалното тестване, но претърпяват преждевременно разрушаване по време на експлоатация поради увеличено електрическо съпротивление или чувствителност към термична умора и вибрации. Следователно разбирането и правилният избор на лот не е само основно умение в електронното инженерство, но и инвестиция в дългосрочната надеждност и репутация на вашия продукт.

Какво е лот? Как лотът служи за сглобка на печатни платки

Лоялът е метален сплав с ниска точка на стопяване, използван за свързване на електронни компоненти към платки чрез стопяване, като при охлаждането се образува здрава лоялна връзка. Основната му характеристика е точката на стопяване, която е по-ниска от тази на метала, който се свързва (например мед), което позволява свързване при ниска температура.

Лоял като метален сплав

Сплавите за лоял в електрониката обикновено представляват смес от олово и калай или калай със сребро и мед (оловно-свободни сплави). Различните съотношения на елементи определят уникални свойства на течението, якост и проводимост на лояла. Например, евтектичното съотношение 63/37 калай-олово има точно определена точка на стопяване и затваря мигновено, което улеснява контрола на процеса. В противовес, неевтектичните сплави като 60/40 имат пластичен диапазон, което ги прави по-чувствителни към възмущения по време на охлаждане.

Как работи лоялът в електрическите вериги

По време на лекувањето, разтопената лекувална смес, подпомогната от флукс, запълва микроскопичните зазори между изводите на компонентите и медните площи. При охлаждане и затвърдяване се постига както електрическа проводимост, така и механично закрепване. Флуксът също играе решаваща роля, като химически почиства повърхностите. Това позволява на разтопения припой да ги „намокри“ ефективно, т.е. да се разпространява равномерно и да формира непрекъснат интерфейс, вместо да се свива в капки.

• Добрият лекуван възел трябва да изглежда лъскав, вдлъбнат и напълно да покрива повърхностите.
• Оксидирани повърхности, недостатъчно топлина или лошо качество на припоя могат да доведат до слаби лекувани възли или дори до прекъснати вериги.

Типове припой за платки: Два основни типа припой и други

Изборът на най-добрия припой за платки започва с разбирането на различните типове припой. Въпреки че има много специализирани опции, най-важното разграничение е между припой със съдържание на олово и безоловен припой. Често ще срещате споменаване на двата основни типа припой:

1. Оловно-кален припой (SnPb)

• Класическата формула (обикновено 60/40 или 63/37 олово/калий по тегло).
• Предимства: Ниска точка на стопяване, лесен за използване, бляскави възли, висока надеждност.
• Недостатъци: Съдържа токсичен олово; ограничен от екологични регулации като RoHS; недопустим за повечето търговски електронни продукти.
• Приложими сценарии: Поправка, аудио оборудване, старо хардуерно осигуряване и други нерегулирани области. Особено при сценарии за поддръжка, продължава да се използва основно поради поправянето на оборудване, първоначално сглобено с оловен припой, тъй като смесването на типове припой може да доведе до ненадеждни възли.

2. Безоловен припой (SnAgCu, SAC305)

• Изработен от олово, сребро и мед (оттук SnAgCu).
• Предимства: Екологично чист, съвместим с регулациите, съдържанието на сребро подобрява устойчивостта към умора.
• Недостатъци: По-висока точка на топене, по-големи изисквания към температурата и уменията за лепене, малко по-скромен външен вид на връзката. По-голямото повърхностно напрежение на безоловния припой води до по-малка толерантност към грешки при ръчно лепене и изисква по-добри техники за постигане на добро овлажняване.
• Приложими сценарии: Всички нови електронни продукти, търговски устройства за износ в пазари като ЕС.

3. Сребърен припой

• Среброто ефективно подобрява електрическата проводимост и механичната якост на припоя.
• Сребърният припой демонстрира отлична устойчивост към високи температури, вибрации и ударни натоварвания, което го прави особено подходящ за автомобилна електроника, високомощни приложения или области с висока надеждност. Въпреки че често се асоциира с безоловни сплави SAC, среброто е ценено допълнение и към някои оловни припои за специализирани цели.

4. Специализирани видове припой

В зависимост от изискванията за почистване и процеса, припоят може да се категоризира допълнително:

· Оловно ядро за лепене: Предлага висока универсалност и активност. Въпреки че остатъкът обикновено е изолиращ, той е лепкав и хигроскопичен и често изисква почистване с изопропилов спирт поради съображения за дългосрочна надеждност или естетика.

· Лепене без почистване: Минимални, слабо корозивни остатъци, подходящи за масово производство с технологията за повърхностно монтиране (SMT).

·Лепене с водоразтворим флюс: Остатъците могат да бъдат премахнати с вода, за да се отговори на изключително високи изисквания за чистота, както в медицински или военни приложения. Този флюс е много активен, но също така силно корозивен, ако не бъде напълно и незабавно премахнат след лепенето.

Чести видове лепене за платки

Форми на припой: Припоен проводник, припоена паста и припоени пръти

Физическата форма на припоя директно влияе на технологичния процес и ефективността. Изборът на грешна форма може да доведе до дефекти, неефективност и по-високи разходи, независимо от качеството на сплавта.

Сплавни проводници

• Предпочитаният избор за ръчно леене.
• Припоен проводник се предлага с диаметри от 0,2 mm (за работа с фини SMD компоненти) до над 1 mm (за високомощни терминали).
• Стандартно е наличието на флюсов сърцевина (камарен или без почистване). Тя осигурява правилното смачкване по време на стопяване. Изборът на правилния диаметър е от решаващо значение — ако е твърде дебел, ще нанесете твърде много припой; ако е твърде тънък, ще прекарвате прекалено много време в подаването му.
• Kester 44 припой с камарена сърцевина и SRA soldering products припой с камарена сърцевина са сред водещите избори поради високата си стабилност.

Паста за запояване

• Слойната паста се нанася чрез шаблон или спринцовка за масово SMT монтиране и рефлуксно запояване. На SMT производствените линии на LHD, контролът върху вискозитета, съдържанието на метал и активността на слойната паста е основен приоритет за осигуряване на качеството. Производителността на този тип слойна паста се характеризира с устойчивост към проседналост (колко добре запазва формата си след печат), лепкава сила (способността да задържа компонентите преди рефлукса) и способност за овлажняване.
• Смес от фин прах на припой и пастообразен флюс, което улеснява автоматично поставяне на компоненти. Размерът на частиците от припойния прах (Тип 3, Тип 4 и др.) трябва да съответства на размера на отвора в шаблона за компоненти с малък разстояние между изводите.
• Позволява автоматично поставяне на компоненти и надеждно запояване на малки SMD или BGA корпуси.
• Слойната паста осигурява много последователни и възпроизводими резултати в автоматизирани фабрики за производство на платки и високотомажна електроника. Тя също е задължителна за любители, които работят с финоположени SMD интегрални схеми или поправят мобилни устройства у дома. Слойната паста се съхранява на студено, за да се запази активността на флюса и течливостта на слойните топчета при преплавяне.

Сварвани барове

• Използва се при вълново леене — често срещано при сглобяването на големи количества печатни платки с преходни отвори.
• Пръти за лепене се разтопяват, за да се създаде вълна от разтопен припой, която докосва долната страна на платката и споява всички оголени краища с един преминаване. LHD напомня, че контролът на нивата на медно замърсяване в съдовете за вълново лепене е от решаващо значение. Докато медта се разтваря от печатните платки в съда, тя повишава температурата на стопяване и влошава течливостта на припоя, което води до лошо запълване на отворите и образуване на сталактити. Поради това редовният мониторинг на медните нива е задължителен, за да се предотврати влошаването на качеството на припоя.
• Изборът на спояващия прът (безоловен, сребърен или оловно-кален), както и видът на флюса, е от решаващо значение за надеждно масово производство.

Избор на подходяща форма на спояващия материал

Вашият метод, обхват на проекта и сложността на веригата определят правилната форма на спояващия материал. Спояваща жица позволява прецизен ръчен контрол — идеална за проучвания и разработки, прототипиране, ремонт или производство в малки серии. Спояваща паста се използва при рефлуксно спояване или прецизни SMD работи. Спояващи пръти са предназначени за индустриални производствени линии. В LHD ние помагаме на клиентите да изберат оптималната форма, базирана на обема на производството, сместа от компоненти и изискванията за качество, осигурявайки ефективност и икономическа изгодност.

Тип флюс и неговата роля за надеждни спойки

Никое изчерпателно ръководство за най-добрия спояващ материал за печатни платки не би било пълно без обсъждане на флюса — ключов елемент за здрави и чисти спойки.

Какво е флюс?

Флуксът премахва оксидите от металните повърхности преди и по време на лепене. Без флукс лепилото няма да се закрепи правилно, което води до слаби лепени връзки или прекъснати вериги.

Основни типове флукс

· Смола ядро спойка :

Съдържа естествен смола от борови дървета; много ефективен при премахване на оксидацията.

Оставя остатъци, които могат да бъдат почистени с изопропилов алкохол заради дългосрочната надеждност или естетически съображения.

Традиционен и популярен за поправки, аудио и хоби проекти.

· Без почистване :

Оставя малко или никакви остатъци — тези, които остават, обикновено могат да бъдат оставени върху платката. Важно е да се провери дали остатъците наистина са некорозивни и непроводими при конкретните работни условия на продукта (например висока влажност).

Идеален за масово производство, SMT и потребителска електроника, опростяващ последващите процеси.

· Водоразтворим флукс :

Трябва да се почиства задълбочено с вода, отговаря на най-високите стандарти за чистота, но изисква незабавно промиване с воден разтвор. Този флукс е много активен, но също така силно корозивен, ако не бъде напълно и незабавно премахнат след лепене.

Често се използва в медицинската, военната или аерокосмическата електроника, където всяко остатъчно вещество е неприемливо.

Защо флюсът има значение при запояването на платки

• Предотвратява окисляването, принципно избягвайки студени запои.
• Подобрява течението на разтопения припой, подпомагайки свързването между сплавта и контактната площадка/извода.
• Помага за премахване на излишъчен припой и почистване след ремонт или преработка.

Припой с олово срещу безоловен припой: Окончателно ръководство за избор на най-добрия тип

Изборът между припой с олово и безоловен припой е може би най-важното и объркващо решение за всеки, който цели да избере най-добрия припой за следващия си проект с платка. Изборът често се диктува от регулации, но разбирането на техническите последици е от съществено значение за успеха.

Окончателно ръководство за най-добрия избор

Припой с олово (калено-оловна сплав)

• Предимства: Ниска точка на стопяване, лесен за употреба, осигурява надеждни и визуално привлекателни запои.
• Недостатъци: Съдържа токсичен олово; забранен (RoHS) в повечето области на производството на електроника. Това изисква внимателно обращение, маркиране и процедури за обезвреждане в края на живота.
• Приложимо : Ремонт в нерегулирани области, специализирана висококачествена аудиоапаратура, военни/аерокосмически продукти по изключение. Някои аудиофили твърдят, че оловно-калаените припои осигуряват по-високо качество на звука, макар това да е предмет на дебат.

Безоловен припой (SnAgCu, SAC305)

• Предимства: По-безопасен, екологичен, съответстващ на изискванията, задължителен избор за съвременните търговски продукти, здрави връзки със сребро.
• Недостатъци: По-висока температура на стопяване, може да бъде по-малко толерантен за начинаещи, малко по-трудно постигане на лъскави връзки. По-висока точка на стопяване, по-тясно технологично поле, по-големи изисквания към оборудването и уменията на оператора. По-високата температура изисква по-издръжливи компоненти и платки от ламинат, които могат да издържат увеличената температура при леене (~35°C по-висока) без повреди.
• Идеално за: Всички нови проекти, производство в голям мащаб, всеки продукт, който трябва да отговаря на RoHS или подобни стандарти.

Припой със сребро предлага още повече:

• Среброто за леене предлага предимства като по-висока електрическа и топлинна проводимост, по-здрави връзки за автомобилни или подложени на вибрации вериги и по-чист звук в аудиофилски уреди.

Таблица за сравнение: Оловно срещу безоловно леене

Топ 8 най-добри оловни припойки за платки: преглед и препоръки на марки

Никое окончателно ръководство не е пълно без съвети, специфични за марка! Ето нашите топ 8 най-добри оловни припойки за платки, използвани от професионалисти по целия свят:

Ключови фактори при избора на най-добрия припой за платки

Направете обмислен избор, като внимателно оцените следните аспекти. Този списък е системен подход към избора на припой:

• Състав на сплавта: Трябва ли да използвате безоловен, оловно-касов или сребърен припой?
• Тип флюс: Смола, без почистване или разтворим във вода?
• Форма: Имате нужда от припойна жица или припойна паста? Припойни пръти за вълново леене?
• Диаметър на припойната жица: По-дебел припой за терминали, по-тънък за фини SMD работи.
• Метод на обработка : Ръчно леене, рефлоу леене или вълново леене? Това определя формата на припоя.
• Точка на топене: По-ниската температура на стопяване обикновено е по-лесна, но може да не отговаря на изискванията на RoHS.
• Приложение: Правилният припой за вашата верига и следващия проект може да се различава в зависимост от аудио, автомобилни или високочестотни нужди.
• Репутация на марката: Придържайте се към проверени марки за последователни и надеждни резултати.
• Цена и наличност: Изберете най-добрия вариант, който отговаря на бюджета ви, но не жертвайте качеството заради цената.
• Съхранение на припоя: Припоява се намира в различни видове опаковки, подходящи за рафтове. Винаги я съхранявайте запечатана, за да се избегне окисляването, особено при пастообразна припойва.

Поетапно ръководство за запояване на печатни платки

Подготовка на работното място:

Използвайте антистатичен килим и добро осветление.

Включете терморегулиран паяк.

Почистване на компоненти и контактни площи:

Премахнете окисленията и излишната припойва с изопропилов спирт и, ако е необходимо, с припойна мрежа или отсмуквач за припойва.

Поставяне на компонентите:

Насочете ги така, че да пасват към веригата; уверете се, че краищата им добре влизат в отворите на платката.

Нанасяне на припойва:

Нагрейте платката и компонента с желязото, след което подавайте припойна жица или нанесете припойна паста.

Припоят трябва да тече гладко и да се разпространява равномерно по двете повърхности.

Използвайте подходящо количество припой — прекалено малко води до слаби припоени връзки, а прекалено много създава излишък от припой или мостове.

Проверка на припоя:

Добре изработена припойна връзка трябва да изглежда лъскава и вдлъбната, без бодли или топчета припой.

Използвайте увеличително стъкло или микроскоп за надеждна проверка на припоените връзки.

Почистване след припояване:

Почистете остатъците от припой с изопропилов спирт при нужда, особено при каменна смола или водоразтворими флюсове.

Чести проблеми при припояване: Как да избегнете студени припоени връзки, излишък от припой и други

• Студени припоени връзки: Причина е недостатъчно нагряване или мръсни повърхности. Решение: Увеличете температурата, осигурете чистота, превземете отново.
• Излишък от лекар/мостове от лекар: Възникват при нанасяне на твърде много лекар, особено върху компоненти с малка стъпка, или поради неправилна техника на влачене. Решение: Използвайте ленена памучна нишка за лекар или помпа за отлепяне, за да премахнете излишъка.
• Слаби връзки с лекар: Могат да възникнат при движение на компонентите преди охлаждането на лекара или при използване на неподходящ сплав за лекар за даденото приложение. Винаги позволявайте на лекара да се охлади без смущения и избирайте подходящ тип лекар според нуждите на веригата.
• Матов, зърнест лекар: Възможна причина е неправилна температура на желязото или лошо качество на лекара. Решение: Калибрирайте температурата, използвайте лекар с високо качество. Такива проблеми са в центъра на вниманието при проверките на LHD IQC (Контрол на входящото качество) и IPQC (Контрол по време на процеса).
• Образуване на топчета от лекар: Малки оловни топчета, разпръснати по платката, са често срещани, когато по време на рефлуксното запояване се нанесе твърде много оловна паста или когато е налична влага. Решение: Съхранявайте оловната паста правилно, нанасяйте само колкото е необходимо и предварително изпечете платките при нужда.
• Неконсистентен размер на запоя Използвайте оловен припой с еднакъв диаметър и винаги разтопявайте сплавта равномерно около всяка връзка. Неравномерното нанасяне може да доведе до запои с прекалено малко олово (ненадеждна проводимост) или с прекалено много (риск от електрически къси съединения).

Таблица за отстраняване на неизправности

Напреднали техники за запояване: Получаване на чисто запояване и перфектни връзки

Постигане на чисти и перфектни лекови връзки

• Използвайте течен флюс: Въпреки че припоятната жица има флюс в сърцевината, добавянето на малко течен флюс може да помогне за по-доброто разтичане на припоя и получаване на чисти лекови връзки, особено при оксидирани или RoHS площи.
• Правилен връх за лековия пистолет: За SMD — тънък коничен връх; за големи конектори и площи — резец или подковообразен връх.
• Техника на ъгъла: Приближавайте всяка площадка под ъгъл, за да следвате контурите на платката и да осигурите прехвърляне на топлина.
• Нанасяне чрез влачене: За интегрални схеми с малък междуосев разстояние — добавете флюс, след което преместете капка по клемите и премахнете излишния припой с оплетка, ако е необходимо.
• Повторна обработка на лекови топчета: За BGA компоненти използвайте спойки със сачми и станция за рефлоу, за да постигнете здрави и еднородни връзки. Това е окончателното ръководство за най-добри практики в електрониката с висока плътност и модерна архитектура.
• Температурно профилиране: За големи или чувствителни към топлина платки използвайте предгряване или контролирано по време на спояване, за постигане на последователни резултати и за избягване на отлепване на контактните площи.

Съображения за безопасност, съхранение и околната среда

• Отвличане на димове: Използвайте уред за отвличане на димове или работете в добре проветриво помещение при спояване на печатни платки. Спояването (особено с колофон или олово) произвежда димове, които могат да бъдат опасни за здравето.
• Индивидуални защитни средства (Лични лични уреди ): Носете защитни очила; препоръчително е използването на ръкавици, особено при работа с оловни спойки или почистване с изопропилов спирт.
• Съхранение: Споялният проводник и спойлният паста се запазват най-добре в затворени, студени среди, за да се предотврати оксидирането. Съхранявайте спойлния паста в хладилник, ако е възможно; проводникът – в херметични торбички, за да се запази прясността. Материалните складове на LHD строго спазват стандарти за MSD (устройства чувствителни към влага) и управление на химикали, осигурявайки качество на спояването от самия източник.
• Отпадък: Оловосъдържащите оловни отпадъци и отпадъчни платки с трасиране трябва да се третират като опасни отпадъци от специализирани агенции. Дори безоловното олово трябва да се изхвърля в съответствие с екологичните разпоредби. LHD последователно прилага зелено производство, осигурявайки всички производствени отпадъци да се обработват съобразно изискванията.
• Съответствие с RoHS: Винаги използвайте олово, съответстващо на изискванията на RoHS, за търговска дейност, освен ако не е предоставено конкретно освобождаване. Безоловното олово все повече става стандарт поради безопасността и нормативните изисквания.

Екологично напомняне

Рециклирайте старо олово, платки и производствени отпадъци отговорно. Дори безоловните оловни сплави имат екологично въздействие, затова винаги минимизирайте отпадъците и съхранявайте химикалите безопасно.

Заключение: Избор на подходящо олово за вашата платка

В производството на електроника изборът и прилагането на лека е дисциплина, която комбинира материалознание, процесна технология, практическо опит и уважение към околната среда. Правилният избор не само осигурява надеждни електрически връзки, но също така е основа за дългосрочна стабилна работа на продукта – независимо дали това е иновативна IoT платка, винтажен усилвател или контролер за следващо поколение автомобили.

Като Вашият доверен производствен партньор, LHD разбира това задълбочено. И това всеобхватно ръководство е окончателното ръководство за избор и използване на правилната лека за Вашия контур:

• При избора на лека имайте предвид сплавта, флюса, формата и диаметъра.
• Изберете тази, която най-добре отговаря на метода Ви за монтаж на PCB и на регулаторните изисквания.
• Чистата лека е мечта, която се сбъдва: качество вътре, качество навън.
• За повечето потребители безоловена лека вече е правилният избор за следващия Ви проект.
• За аудио, високонапрегнати или винтажни поправки, оловно-калената лека или сребърната лека предлагат специализирани предимства.

С тези знания сте готови да поемете следващия си проект за платка — уверени, че електрическите връзки ще бъдат здрави и сборките ще издържат изпитанието на времето. Ако имате нужда от професионална подкрепа при избора на лековин или производство на PCB, техническият екип на LHD винаги е на разположение, за да ви помогне. С тези знания можете с увереност да се заемете със следващия си проект за платка.

Често задавани въпроси: Най-добър лековин за вашия следващ проект за платка

В: Как да избера най-добрия лековин за моя следващ проект за платка?

О: Започнете с определянето дали ви е необходим RoHS (безоловен лековин), типа компоненти (SMD спрямо чрезотворни), и очакваните натоварвания (аудио, автомобилни, висока честота). След това изберете типа лековин, форма (жичка, паста, прът), флюс и диаметър, които най-добре отговарят на вашата верига.

В: Винаги ли сребърният лековин е най-добрият за платки?

A: Сребреният припой осигурява здравина и превъзходна проводимост, което е полезно за високонадеждни, високочестотни или аудиофилски вериги, но може да е прекалено за обикновени проекти.

В: Мога ли да смесвам видове припой (оловен и безоловен) на една и съща платка?

A: По-добре не — смесването на сплави може да доведе до непредвидими температури на топене и качество на връзките. Използвайте един последователен тип припой за всяка платка.

В: Има ли значение диаметърът на жицата с припой?

A: Да! По-дебелата жица с припой се използва за големи компоненти, захранващи връзки или маси; по-тънката жица позволява прецизност при работа с SMD и малки връзки.

В: Винаги ли трябва да почиствам остатъци от флюс?

A: Ако използвате припой с каменна сърцевина, да — почистете с изопропилов спирт. При безпочистващ припой почиствайте само във високонадеждни или визуално критични области.

В: А какво да кажем за почистване или преработка на запояна верига?

A: Винаги използвайте специализиран инструмент, като дебондер за припой или качествена месингова памучна нишка, за премахване на нежелан или излишен припой, преди да нанесете нов.

В: Колко дълго пази качествената припой в складови условия?

О: Припоен проводник (съхраняван на сухо и запечатан) пази години наред; припоената паста трябва да се използва в рамките на срока, указан от производителя (обикновено 6–12 месеца при охлаждане)