Свежие комментарии

Припой

Всем известно, чем паяют электронику. И паяют так не один десяток лет, по крайней мере радиостанция Папанина на Северном полюсе была запаяна именно им. Однако, так было не всегда и на это были свои причины…

С одной стороны — пайка известна человечеству с древнейших времен, кастрюли лудили еще в Древнем Риме.
Однако, во времена Фарадея электрические схемы соединяли, погружая провода в ванночки с ртутью. Эта методика в любом случае для попаданца не годится, поэтому следует задуматься о производстве припоя.

Припои в электронике бывают разные, даже более чем разные. Нас интересует самый простой вариант — оловянно-свинцовый припой.
Ингредиенты для него легко доступны и в Древнем Риме. Однако, сплав этот не простой, а эвтектический. Это означает, что соотношение компонентов подобрано так, что достигается минимальная температура плавления — при этом температура плавления сплава ниже, чем даже температура плавления любого из компонентов!

Мы имеем свинец с температурой плавления 327°С и олово с температурой плавления 232°С, а эвтектический припой ПОС-61 (в котором 39% свинца и 61% олова) плавится при 183°С.

И температура эта важна. Чем ниже температура плавления, тем легче паять, а в случае с полупроводниками — чтобы не перегреть чувствительные к температуре транзисторы. И чем ниже температура плавления, тем проще оборудование для пайки.
Однако, если у нас ламповая электроника, то температурные режимы там не настолько жесткие. Конструктивные элементы — типа бакелита легко выдерживает 230°С, ну а сами лампы из-за раскаленного катода в любом случае работают при высокой температуре. У меня лежит книжка по обслуживанию электронной техники 1940 года, в ней «перегрев аппаратуры» — это когда припой вытекает из электронной лампы и контакт прерывается. В этих условиях отходить от эвтектики — даже благо. В СССР выпускались припои типа ПОС-10, с температурой плавления в районе 300°С, у которого в составе 91% дешевого свинца и 9% дефицитного олова. Это — крайняя точка экономии, даже для ламповой аппаратуры крайняя точка. В данное время он применяется для лужения проводов, но для пайки примитивного лампового оборудования он может пригодится, хотя хорошо бы добавить олова до 18-20%.

Конечно, для регулировки температуры припоя служат добавки других металлов. Например, висмут или кадмий температуру плавления серьезно понижают, а сурьма или медь — повышают. Но такие тонкие регулировки температуры возникнут у попаданца только с появлением полупроводников, а вместе с ними — пайки волной. На начальном этапе все равно будет навесной монтаж, даже без печатных плат.

Следует помнить, что у оловянно-свинцового припоя после семи лет в пайках происходит рекристаллизация и мощные силовые контакты становятся «холодными пайками». В современной аппаратуре это мало заметно (кстати, кто-нибудь пользуется 7-летним блоком питания?), а в ламповой аппаратуре это будет куда заметнее.

И последнее — при пайке очень желательно обеспечить хорошую вентиляцию, потому что пары свинца — это хоть и не пары ртути, но полезного для организма в них крайне мало.

18 комментариев Припой

  • Hludens

    Данные из википедии нужно брать аккуратно 🙂
    Температура плавления свинца 600К 🙂
    т.е. 327,5 °C

  • Sygurd

    кстати, кто-нибудь пользуется 7-летним блоком питания?
    7 — 10 летние блоки питания компьютеров, в количестве нескольких десятков, лабораторные блоки питания производства СССР — пара штук, материнские платы с 1999 года. Дальше лень писать. Откуда взялся очередной перл про кристаллизацию и холодную пайку? Не надо путать «может быть» и «будет». Да, что бы не было дурацких вопросов — я инженер — электроник с достаточно крупного предприятия.

    • kraz

      Это все нам на парах по надежности РЭА рассказывали, и причем про случающиеся холодный пайки спустя годы специально акцентировали внимание. Так что про семь лет — это гарантированно. С другой стороны — возможно, что и припои поменялись (сейчас там редко бывает только олово и свинец), а со времен тех пар прошло много больше семи лет…

      Ну и, возможно, вы правы — я путаю «может быть» и «будет».
      Но что явление перекристаллизации в токонагруженных элементах присутствует — это точно.

    • Nw

      Ага. Я представляю веселуху, если бы каждые 7 лет всю аппаратуру радиолокационных станций пришлось бы перепаивать — некоторой по 50 лет сейчас.

      • kraz

        А вот про ламповые РЛС я не по наслышке знаю. Их за год раза три перебирают, там холодные пайки находятся в процессе эксплуатации. И создаются в процессе эксплуатации.
        Чем же паяют современные ФАР — я лично не сталкивался, а спецификаций обслуживания в сети, естественно, нет.

        • Nw

          Чтобы их каждые три года перепаивать, оттуда надо не вылазить, особенно учитывая, что их с десяток у типичного радиотехнического батальона. А если еще за АСУ вспомнить — придется завод открывать по перепайке

          • kraz

            Если вспомнить советскую ламповую РЛС — так и было.
            ЗИПы были в виде готовых блоков, которые перетыкивались в боевых условиях (а потом чтобы спокойно пропаять).
            Да чего стоят только специальные «тестовые» режимы, чтобы прогнать основные блоки без включения СВЧ…

            • Nw

              Нет, не было. Зипы, конечно были — ртв это войска постоянной боевой готовности. Но частота поломок, да еще с пропайкой, совсем не такая чтобы всю пайку перепаивать. А вагончики АСУ просто становились бы непригодны к применению ввиду количества паяных соединений в них. И чем тебя так тестовые режимы удивили — нормальная практика и сейчас?

              • kraz

                А всю пайку и не надо. Только токонагруженные элементы, да и то далеко не все.
                Ну и, как я говорил — это относится не ко всем припоям. Серебряные припои для волноводов РЛС точно этим не страдали.

  • Аноним

    «кастрюли лудили еще в Древнем Риме»
    Напишите про это побольше, пожлуйста!
    Давно уже ищу всю воможную информацию про пайку, включая просто нагревом в пламени, типа газовой пайки, особенно в кустарных условиях. Если у вас есть что-то о лужении, соединении деталей пайкой или газовой пайкой — было бы очень интересно почитать.

    • kraz

      Олово и свинец отлично плавятся на костре, это настолько примитивно что непонятно когда вообще возникло, похоже что еще шумеры это умели.

      • Аноним

        Да, про то что олово легко расплавить я понимаю. Но ведь основная загвоздка там именно в том, как сделать так, чтобы припой растекся по поверхности. Флюсы — вот это настоящая магия, даже сегодня. Я про них имел ввиду, извините за неточность.

  • инженер

    >во времена Фарадея электрические схемы соединяли, погружая провода в ванночки с ртутью

    почему бы просто не скрутить два провода вместо пайки?
    (а ещё можно их для надёжности обернуть синей изолентой)

    • kraz

      Этот вопрос задавать не здесь, а непосредственно Фарадею.
      Всяких заблуждений было море, и наверняка и сейчас хватает, только мы пока не знаем.

  • КотоФей

    Автор ничего не сказал что пайка применялась для соединения металлов в не сильно нагруженных конструкциях, и что электроника не единственное применение пайки. Например вспомним монтаж медных водопроводов. Также ничего не сказано для чего нужны припои с температурой плавления в 400 а то в 950 С. Желательно уделить больше внимания флюсам, потому, что без флюса паяется только золото 🙂

Leave a Reply

You can use these HTML tags

<a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <s> <strike> <strong>