В статье представлены паяльные припои, изготовленные российской компанией НИТИ «Авангард» из принципиально новых для российского рынка сплавов, разработанных по собственным технологиям компании.
ООО НПП «Универсал Прибор», г. Санкт-Петербург
АО «НИТИ «Авангард», которое с 1993 года разрабатывает и производит паяльные материалы для радиоэлектроники, является лидером в области вспомогательных технологических материалов для производства печатных плат и входит в список стратегических предприятий России. Вся продукция компании – а это паяльные пасты, припои, флюсы, отмывочные жидкости (рис. 1) – выпускается с приемкой ВП и ОТК, обеспечивает высокое качество и надежность паяных соединений. Продукция «Авангард» запатентована и выпускается по собственным техническим условиям (ТУ) компании.
Рис. 1. Продукция АО «НИТИ «Авангард»
Паяльные (припойные) пасты (рис. 2) «Авангард» производятся на основе синтетических материалов или канифоли. Для паст обоих видов можно применять два типа профиля оплавления: «нагрев‑пик» или «нагрев‑выдержка-пик». Обычно температура оплавления у этих профилей совпадает, различие возникает в случае, если они достигают пика температуры плавления относительно точки плавления. Менее продолжительный по времени профиль оплавления следует применять для мелкого монтажа, более продолжительный – для крупных печатных плат (например, объединительной платы или платы размещения).
Рис. 2. Паяльные (припойные) пасты АО «НИТИ «Авангард»: а – в банке; б – в шприцах
Среди преимуществ паяльных паст АО «НИТИ «Авангард» отметим: отсутствие галогенов в их составе; малое количество шлама после пайки; хорошую пайку и смачивание; надежное удержание установленных компонентов до оплавления. Продукт выпускается в банках и шприцах.
Паяльные пасты производятся по ТУ 1723-001-07518266-2009 и внесены в отраслевой стандарт ГОСТ 4Г 0.033.200 «Припои и флюсы для пайки, припойные пасты».
Отмывочные жидкости АО «НИТИ «Авангард» отличаются высокой эффективностью и универсальностью: они позволяют отмывать все типы загрязнений. Отмывочные жидкости серии ОЖ‑27А «Вега» являются аналогом Vigon A250, серии ОЖ21Ф «Лира» – аналогом Zestron FA+. Изготавливаются по ТУ 2381-001-07518266-2009, внесены в ГОСТ 4Г 0.029.233‑84 «Аппаратура радиоэлектронная. Моющие средства. Состав, свойства и область применения».
Флюсы компания выпускает слабоактивные, они применяются для селективной пайки и пайки волной при монтаже радиоэлектронной аппаратуры, предназначенной для жестких условий эксплуатации. Изготавливаются по ТУ 1718-001-07518266-2009, внесены в ГОСТ 4Г 0.033.200 «Припои и флюсы для пайки, припойные пасты. Марки, состав, свойства и область применения».
Паяльным припоям мы уделим больше внимания, так как им, их характеристикам и особенностям главным образом и посвящена данная статья.
Паяльные припои
АО «НИТИ «Авангард» выпускает трубчатые, проволочные и экструдированные припои (табл. 1), которые разработаны по ТУ 3439-001-07518266-2017, ГОСТ 21930 и ГОСТ 21931. Трубчатые и проволочные припои компании отличаются высоким качеством, проходят приемку ВП и ОТК. Они применяются для монтажа радиоэлектроники, которую используют в военной и специальной технике, однако этим сфера их применения не ограничивается.
Таблица 1. Трубчатые и проволочные припои АО «НИТИ «Авангард»: характеристики
Отметим, что в ГОСТ 21930 «Припои оловянно-свинцовые в чушках. Технические условия» (в соответствии с которым разрабатывалась данная продукция) остался не отмеченным целый ряд сплавов, которые тем не менее востребованы на рынке. Среди них припои ПОС 62, содержащие 2 % серебра, ПОС 60, ПОС 63 и ПОС 61 с 1 и 2 % меди. Эти сплавы выпускает компания «Авангард». Для трубчатых припоев применяются канифольные флюсы различной активности. Еще одной особенностью является возможность формировать в трубчатом припое от 1 до 5 каналов флюса и регулировать содержание флюса по массе от 0,8 до 3,2 %.
Широкий ассортимент данной продукции включает прутки, проволоку и трубчатые припои с флюсом от 0,3 до 3 мм диаметром – в целом более 200 вариантов, которые различаются типом сплава и флюса, количеством каналов флюса и их диаметром. Области применения припоев приведены в табл. 2.
Таблица 2. Области применения припоев в зависимости от состава сплава
Для того чтобы наладить малотоннажное производство такого качественного продукта, компания разработала структурную схему производственной линии (рис. 3) и закупила для нее соответствующее оборудование:
- индукционную печь оплавления;
- изложницу для заливки заготовок;
- гидравлический пресс (экструдер);
- прокатный стан;
- волочильные станы для получения проволоки разных диаметров (2; 0,8; 0,3 мм);
- намоточные станки для проволоки толстого и тонкого сечения.
Рис. 3. Структурная схема производственной линии
Рассмотрим поэтапно работу производственной линии.
Процесс формирования припоя начинается с индукционной плавильной печи VT‑0,5T (рис. 4), здесь приготавливается сплав. Как следует из названия печи, ее производительность – полтонны продукта за рабочую смену. Готовый сплав проверяют с помощью спектрометра на соответствие ГОСТ 21930 и ТУ 3439-001-07518266-2017, причем отметим, что требования технических условий (разработанных компанией «Авангард») к чистоте получаемых сплавов жестче, чем у государственного стандарта. Если расплав соответствует техническим требованиям, его разливают в изложницы и получают заготовки припоев (рис. 5), которые отправляются на следующую операцию – экструдирование.
Рис. 4. Индукционная печь оплавления VT‑0,5T
Рис. 5. Заготовки припоев
Экструдер, представляющий собой гидравлический пресс VT‑350T (рис. 6), – центральная установка в технологическом процессе производства трубчатых припоев и проволоки. На этом этапе закладываются основные параметры припоев, формируются каналы флюса в трубчатом припое и регулируется содержание флюса по массе. Флюс для трубчатого припоя изготавливается заранее, во время отлива заготовок, так что экструдирование начинается с установки бака с необходимым флюсом на гидравлический пресс.
Рис. 6. Гидравлический пресс VT‑350T
На выходе получается полуфабрикат припоя, который представляет собой пруток или трубку диаметром 16 мм. Экструдированный припой для ванн лужения, пайки волной припоя и селективной пайки может выпускаться как в прутках диаметром 16 мм, так и в виде прямоугольных брусков размером 20 × 15 мм.
Как мы уже указывали, требования к продукции у компании «Авангард» жестче, чем предусмотрено ГОСТ, так что чистота этих припоев – их основное конкурентное преимущество. В целях достижения высокого качества для производства припоев приобретаются высокочистые металлы первой плавки. Припои, изготовленные из металлов первой плавки, имеют лучшие капиллярные свойства, чем традиционные ПОС, изготовленные в соответствии с ГОСТ 21930, и обеспечивают качественную пайку без образования перемычек и наплывов, в том числе сквозных металлизированных отверстий. Низкий уровень примесей увеличивает время жизни припоя в паяльной ванне и позволяет свести к минимуму образование шлама в процессе пайки. Для ручной пайки и ремонта можно применять проволочные припои без флюса и припои в виде трубки из тех же металлов, благодаря чему отдельный потребитель получает возможность пользоваться для своих целей высокочистым, качественным припоем.
Необходимо отметить, что состав припоя меняется со временем из-за большого количества паек. Во‑первых, снижается содержание олова, во‑вторых, припой насыщается посторонними примесями. Загрязнение припоя, о котором говорит матовая или зернистая поверхность, может привести к дефектам пайки. Поэтому для сохранения высокого качества работы необходимо регулярно, например раз в квартал, выполнять химический анализ припоя в соответствии с ГОСТ 1429.14.
В табл. 3 приводятся требования по предельно допустимому содержанию примесей в припое по ГОСТ 4Г 0.054.267 «Пайка электромонтажных соединений».
Таблица 3. Требования к предельно допустимому содержанию примесей в припое по ГОСТ 4Г 0.054.267 (увеличить изображение)
Следующая операция – прокатка (рис. 7), во время которой пруток или трубка диаметром 16 мм утончаются до диаметра 5,2 мм.
Рис. 7. Прокатный стан VT‑16B
После прокатки наступает очередь волочения. На волочильных станах (рис. 8) VT‑21Z, VT‑21X и VT‑28W полуфабрикаты диаметром 5,2 мм превращаются в готовую продукцию толщиной от 0,3 до 3 мм, которая поступает на намоточный станок (рис. 9), где наматывается на катушку.
Рис. 8. Волочильный стан
Рис. 9. Намоточный станок VT‑06А
Испытания и эксплуатация продукции АО «НИТИ «Авангард» показали, что по качеству припои, изготовленные по ТУ 3439-001-07518266-2017 литеры «О1», не уступают зарубежным аналогам (рис. 10, табл. 4).
Рис. 10. Припои производства АО «НИТИ «Авангард»: а – катушки с припоем разного диаметра; б – экструдированый припой (пруток) и катушки с припоем
Таблица 4. Припои производства АО «НИТИ «Авангард» и зарубежные аналоги
Технологии, разработанные и применяемые в компании АО «НИТИ «Авангард», позволяют изготавливать припои из принципиально новых для российского рынка сплавов Sn62Pb36Ag2, Sn60Pb40, Sn60Pb38Cu2 в виде прутков диаметром 16 мм или прутков прямоугольного сечения 20 на 15 мм, а также проволоки и круглых трубок диаметром от 3 до 0,3 мм. Выпускается более 10 тонн продукта в год для производства РЭА двойного назначения.
В 2022 году припои, разработанные по ТУ 3439-001-07518266-2017, будут включены в ГОСТ 4Г 0.033.200 «Припои и флюсы для пайки, припойные пасты. Марки, состав, свойства и область применения».
Опубликовано_в журнале ИСУП № 5(101)_2022
ООО НПП «Универсал Прибор»,
г. Санкт-Петербург,
тел.: (812) 334‑5566,
e‑mail: pribor@pribor.ru,
сайт: pribor.ru
_big.jpg'); "6(108)_small.jpg")
