Порошковые и композиционные припои
и паяльные пасты

УралНЕТРАММ, имея большой опыт в приготовлении порошков и гранул, применяет эти материалы для изготовления припоев и паяльных паст. Припои в виде порошков и гранул используются для пайки изделий самых разных форм и материалов. УралНЕТРАММ разрабатывает новые виды припоев и исследует их комплекс свойств. Для этого применяется оборудование для производства припоев (установки распыления, классификации и прессования порошка, смешение порошков и флюсов) и исследование свойств паяльной пасты и спая в различном интервале температур и влажностей (измерение вязкости и адгезии, прочности от -60 до 600⁰С, растекание и другие).

Паяльные пасты.

Это однородная, пастообразная смесь припойного порошка и флюса. Флюс включает в себя различные компоненты, предотвращающие разделения порошка и флюса и обеспечивающие определенную вязкость. Припойные пасты представлены в очень широком диапазоне комбинаций из разных припойных сплавов, флюсов, вязкостей, размеров частиц и пригодны для применения в разных целях. В Таблице 1 приведены марки припоев и их основные характеристики. В Таблице 2 и Таблице 3 приведены классы и размеры частиц порошка припоя, используемого при подготовке паст. В Таблице 4 приведены химические составы мягких, а в Таблице 5 и твердых припоев. Одним из главных преимуществ использования припоя в виде паяльной пасты является в возможности точного дозирования необходимого количества припоя при технологиях поверхностного монтажа и нанесения из картриджей и шприцев.

Применение

Рис. 1. Пайка авторадиаторов и сильфонов

Основное применение пасты является припаивание компонент при поверхностном монтаже гибридных схем и печатные платы. Паяльные пасты применяются также при монтаже силовых электрических сетей. В Таблице 6 и в Таблице 7 представлены области применения паяльных паст. Пасты широко используются для конструкционной пайки труб для холодной и горячей воды, газовых и вакуумных коммуникаций. Большое количество паст используется для пайки автомобильных радиаторов и кондиционеров. Пасты на основе порошка мягкого припоя ПОС-50 используются для пайки радиаторной фольги к гофру, а на основе порошка ОКС-600 твердого припоя CuSnPNi для пайки труб охлаждения и гофр. Пасты разделяются для пайки мягким и твердым припоями. Мягкие припои это припои с температурой плавления до 300 ⁰C, тогда как твердые припои имеют температуру пайки свыше 500⁰C. Существует небольшое число припоев с температурой плавления в интервале 300-500⁰C. Такие припои относят к классу полутвердых. Мягкие припои, как правило, готовятся из сплавов на основе олова, тогда как твердые припои на основе меди, алюминия, никеля.

Поставка паяльных паст и припоев

Паяльные пасты поставляются в шприцах емкостью 5 мл (20 грамм ), 10 мл ( 25-50 грамм) и 150 мл (20-600 грамм). Шприцы комплектуются иглами с диаметром отверстий 0,8; 1,0 и 1,2 мм. Пасты также поставляются в полиэтиленовых герметичных банках емкостью 0,5 и 1 кг. Порошки припоев поставляются в герметичных пакетах в среде азота или аргона в количествах 3- 10 кг или металлической таре емкостью до 40 кг.

Рис. 2. Способы упаковки паст

Композиционные припои и паяльные пасты

Рис. 3. Виды припоев

Это новый вид припойного материала, представляющего собой смесь припойного порошка и флюса в твердой или жидкой формах. Существующие трубчатые припои, содержащие канифоль имеют недостатки. Сильное разбрызгивание припоя при вскипании канифоли. Это связано с неоднородностью распределения металла и флюса. Композиционный припой более однородная система из мелкого порошка флюса и сплава. Например, композиционный припой “Нетрамм-16” представляет собой проволоку диаметром 0,5 – 6 мм, полученную прессованием порошка припоя ПОС-61 и порошков канифоли и других активных составляющих. Известно также, что часто припои имеют более низкую прочность, чем основа. Некоторые наши паяльные пасты содержат, наряду с частицами припоя, мелкодисперсные включения тугоплавких (выше температуры плавления припоя) частиц или керамики. Эти включения позволяют повысить прочность и предел текучести паяльного соединения. Припой может выпускаться в разных видах: паста, гранулы, проволока, фольга. В последнее время разрабатываются припои с низкой температурой пайки и высокой температурой распайки. Например, припои на основе галлия имеют температуру пайки 20-35⁰C и температуру распайки выше 500⁰C.

Разработка и испытание паяльных паст

Фирма постоянно занимается разработкой новых видов припоев и паяльных паст. Для этого имеется необходимое технологическое и аналитическое оборудование. В частности, проводятся разработки по созданию паяльных паст имеющих порошки с размерами частиц 25-15 мкм и даже 15-5 мкм. Разработаны методы, позволяющие получать такие порошки в количестве до 50 % от общей массы. Имеется разрывная машина типа МИП-5000, позволяющая проводить испытания механических характеристик паянного соединения в интервале температур от -60 до +6000C. Имеется также лабораторная установка для газодинамической классификации мелких (менее 20 мкм) порошков.

Рис. 4. Установка МИП-5000

Подробные характеристики паяльных паст (Таблицы 1-7)