Журнал «ИСУП». (Информатизация и системы управления в промышленности)
ИТ, КИПиА, метрология, АСУ ТП, энергетика, АСКУЭ, промышленный интернет, контроллеры, экология, электротехника, автоматизации в промышленности, испытательные системы, промышленная безопасность

Российские паяльные материалы мирового уровня

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

Avangard_NITI.png      UniversalPribor.png

скачать pdf >>

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.

Ris_1.jpg

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).

Ris_2.jpg

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

Tab_1.jpg

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

Tab_2.jpg

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.

Ris_3.jpg

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.

Ris_4.jpg

Рис. 4. Индукционная печь оплавления VT‑0,5T

Ris_5.jpg

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.

Ris_6.jpg

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)

Tab_3_small.jpg

Следующая операция – прокатка (рис. 7), во время которой пруток или трубка диаметром 16 мм утончаются до диаметра 5,2 мм.

Ris_7.jpg

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.

Ris_8.jpg

Рис. 8. Волочильный стан

Ris_9.jpg

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).

Ris_10.jpg

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

Tab_4.jpg

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


Реклама. ООО «НПО РИЗУР»   ИНН 6234114269  LjN8KASZz

Реклама. ООО «НПО РИЗУР»   ИНН 6234114269  LjN8KASZz