Wat is Pb/Sn-soldeer in elektronica? Hier proberen we om de betekenis van Pb/Sn-soldeer en andere details uit te leggen. We gaan ook dieper in op de belangrijkste eigenschappen ervan en hoe deze bijdragen aan de productie van hoogwaardige PCBA’s. Laten we beginnen met de definitie van soldeer.
Wat is soldeer in elektronica?
Soldeer in de elektronica-industrie is een laagsmeltende metaallegering voor het monteren van onderdelen aan printplatenHet bevestigt componenten permanent, maar zorgt er ook voor dat ze gemakkelijker te verwijderen zijn voor reparatie of herbewerking.
Het metaal smelt bij een lagere temperatuur dan de onderdelen die het aan elkaar hecht, waardoor het montageproces veilig is. De legering is ook verkrijgbaar in verschillende vormen, zoals draad, pasta, folie en staven.
Het type soldeer dat u gebruikt, hangt af van of u handmatig of geautomatiseerd soldeert. Industrieel soldeer is meestal een pasta die bestaat uit soldeerbolletjes die in vloeimiddel zijn gesuspendeerd.
Betekenis van Pb/Sn-soldeer
Pb Sn staat voor lood en tin in de PCB-elektronicaproductie. Pb is het chemische symbool voor lood, een dicht metaal met een relatief laag smeltpunt van ongeveer 320 °C. Sn daarentegen staat voor tin, een glanzend, lichtgewicht metaal dat smelt bij ongeveer 232 °C.
Door de twee metalen te mengen ontstaat een legering die al bij een veel lagere temperatuur, tussen 180 °C en 190 °C, vloeibaar wordt. Het exacte smeltpunt hangt af van de specifieke verhoudingen tin en lood in de legering.
De Pb/Sn-legering voor elektronica is doorgaans 60Sn40Pb of 63Sn37Pb. Deze verhoudingen vormen de combinaties die de beste resultaten opleveren voor soldeerdoeleinden.
Het 63/37 tin-lood soldeer is eutectisch, wat betekent dat het één smelt- en stolpunt heeft. De 60/40-verhouding is dat niet, en de smelttemperatuur varieert van 183 °C tot 190 °C.
Samenstelling van Pb/Sn-soldeer
Lood-tinlegeringen bevatten de twee primaire metalen tin en lood. Het soldeermateriaal bevat ook andere componenten die nodig zijn voor het soldeerproces. Laten we hieronder elk component bekijken, inclusief de eigenschappen die het aan de mix toevoegt.
Pb-gehalte
Het loodpercentage varieert, waarbij 40% en 37% het meest voorkomen. De loodlegering met 40% lood was jarenlang het populairst. Tegenwoordig biedt 37% een beter percentage voor de meeste soldeerbehoeften.
Lood verlaagt het smeltpunt van de legering. Het verbetert ook de vloei- en bevochtigingseigenschappen. Bovendien helpt het voorkomen dat tin snorharen vormt.
Sn-inhoud
Net als lood varieert de hoeveelheid tin afhankelijk van de gewenste eigenschappen. De meest voorkomende verhouding is 60% en 63%. De traditionele legering bestaat voor 60% uit tin, terwijl de moderne legering dit percentage verhoogt tot 63%.
Tin is zacht en vervormbaar. Het is ook corrosiebestendig. Door zijn aanwezigheid is de legering bruikbaar als zacht, laagsmeltend materiaal voor het bevestigen van PCB-componenten.
Andere bestanddelen
Het Sn/Pb-soldeer bevat ook vloeimiddel, een organisch materiaal dat de soldeeroppervlakken reinigt. Het verwijdert oxidatie en verbetert de bevochtiging. Vloeimiddel bevat ook voorkomt dat de oppervlakken oxideren in de soldeertemperaturen.
Bron: https://www.youtube.com/watch?v=K_5dgIPZLC0
Pb/Sn-soldeer eigenschappen
De legering heeft unieke eigenschappen die hem populair maken in de assemblage- of productieprocessen van PCB-elektronica. Ze zijn gecategoriseerd op basis van fysieke, chemische en verwerkbaarheidseigenschappen.
Fysieke attributen
Het wordt gemakkelijk vloeibaar dankzij het lage smeltpunt van minder dan 190 graden Celsius. Deze eigenschap maakt het veilig voor het monteren van warmtegevoelige elektronische componenten. Het maakt het soldeer ook gemakkelijker te gebruiken.
De voegen die het creëert zijn schoon en glanzend. Dit verbetert de inspectienauwkeurigheid, ongeacht of u de voegen met het blote oog of met optische apparatuur bekijkt.
Mechanische eigenschappen
Door het verhogen van het tingehalte stijgt de kwaliteit van het materiaal. trek- en schuifsterktesDat maakt de soldeerpunten ductiel genoeg om trillingen te weerstaan. Dit is een van de redenen waarom PCB-fabrikanten de voorkeur geven aan deze legering voor veeleisende toepassingen.
Verwerkbaarheidskwaliteiten
Het vertoont goede vloei-eigenschappen, waardoor het zeer geschikt is voor handmatige en geautomatiseerde PCB-assemblage. Deze vloeibaarheid bevordert de bevochtiging, wat leidt tot een hogere mechanische sterkte en een verbeterde PCB-kwaliteit.
Wereldwijde beperkingen van Pb/Sn-soldeer
Sommige landen verbieden het gebruik van lood in elektronische producten. Er zijn ook regels voor de afvoer van lood waaraan bedrijven die het materiaal gebruiken zich moeten houden. Deze omvatten: RoHS en WEEE regelgeving.
RoHS-beperkingen
De RoHS-richtlijn beperkt het gebruik van lood in de meeste elektronische producten tot 0.1% van het gewicht. Omdat loodhoudend soldeer een veel hogere concentratie bevat (doorgaans 37-40%), verbiedt deze regelgeving het gebruik ervan in niet-vrijgestelde producten.
De regelgeving heeft echter vooral betrekking op consumentenelektronica. Er geldt een vrijstelling voor printplaten met speciale toepassingen, zoals die voor industriële, militaire, medische, lucht- en ruimtevaarttoepassingen en diverse andere toepassingen.
WEEE-naleving
Landen van de Europese Unie (EU) vereisen dat bedrijven zich registreren bij de autoriteiten voor afgedankte elektrische en elektronische apparatuur (AEEA). Deze verplichting omvat het bevorderen van de veilige verwijdering van gevaarlijk afval, waaronder loodhoudende elektronische apparaten.
Bron: https://www.youtube.com/watch?v=JUS4Tvchk-M
Waar wordt Pb/Sn-soldeer nog steeds gebruikt in elektronica?
Pb/Sn-toepassingen variëren van professionele PCB-productie tot persoonlijke componentmontage door hobbyisten. Hieronder volgen enkele belangrijke gebieden waar het materiaal populair is.
PCB’s met hoge betrouwbaarheid
Het assembleert zeer betrouwbare printplaten. Dit zijn printplaten die robuuste verbindingen nodig hebben om catastrofale storingen te voorkomen. Het gaat hierbij onder meer om printplaten voor medische apparatuur, industriële elektronische systemen, militaire apparatuur en luchtvaartelektronica.
Legacy PCB-assemblages
Tin-loodsoldeer was de standaard voordat het in sommige landen verboden werd. Daarom hebben veel oudere printplaten het in de componentverbindingen. Dit zijn voornamelijk printplaten die door fabrikanten worden geproduceerd. vóór de RoHS-regelgeving van kracht geworden.
Hobbyisten en doe-het-zelvers
Elektronicaliefhebbers hebben de legering mogelijk nodig voor persoonlijk gebruik. Het is gemakkelijker te verwerken dankzij de goede vloei-eigenschappen en het lage smeltpunt. Doe-het-zelvers moeten de juiste gebruiks- en afvalverwerkingsvoorschriften in acht nemen bij het hanteren van de legering.
Belangrijke overwegingen bij het kiezen van Pb/Sn-soldeer
Waarom is tin-loodsoldeer ideaal voor uw PCB-project? Een paar overwegingen kunnen u helpen de juiste keuze te maken. Laten we ze eens bekijken en bespreken hoe ze het assemblageproces en de betrouwbaarheid van de printplaat beïnvloeden.
Printplaattype
Sommige printplaten stellen strenge kwaliteits- en montage-eisen. Mogelijk hebt u loodhoudende soldeer nodig om ze te monteren. Dit geldt bijvoorbeeld voor printplaten met warmtegevoelige componenten en printplaten die zeer betrouwbare soldeerverbindingen vereisen.
Kosten versus baten
De loodvrije legering is over het algemeen duurder. Bepaal of de toepassing de hogere kosten rechtvaardigt. In de meeste gevallen helpt een loodhoudende legering de assemblagekosten laag te houden, vooral bij massaproductie van printplaten.
Reparatie versus originele productie
Gebruik loodhoudende legeringen bij het repareren van oudere circuits die met dit materiaal zijn geassembleerd. Dit zorgt voor een consistente verbinding en behoudt de kwaliteit van de printplaat. Het helpt ook schade te voorkomen die kan ontstaan door hoge temperaturen, zoals die bij loodvrije processen.
Bron: https://www.youtube.com/watch?v=nyele3CIs-U
Aanbevolen werkwijzen bij het gebruik van Pb/Sn-soldeer
Lood-tin soldeerlegering is giftig. Iedereen die het gebruikt voor het assembleren of repareren van printplaten, moet voorzichtig zijn. Hieronder volgen de beste werkwijzen voor het gebruik van de legering voor het assembleren of repareren van printplaten.
- Slijtage persoonlijke beschermingsmiddelen (PBM). Hieronder vallen overalls, handschoenen, veiligheidsbrillen en neusmaskers.
- Zorg ervoor dat uw werkplek goed verlicht en voldoende geventileerd is. U kunt een dampafzuiger gebruiken om de kans op het inademen van giftige dampen te verkleinen.
- Vermijd eten of drinken tijdens het gebruik van de loodlegering. Was uw handen met water en zeep om eventuele resten te verwijderen.
- Gebruik de juiste temperatuur en instellingen om schade aan de componenten te voorkomen. Het smeltpunt van Sn/PB-soldeer is lager dan dat van loodvrije soldeer.
- Vermijd het verstoren van de verbindingen vóór volledige smelting en stolling, vooral als de legering een Sn-Pb-verhouding van 60/40 heeft. Dit kan de gevormde verbindingen verzwakken.
- Controleer de gemaakte verbindingen om er zeker van te zijn dat ze van hoge kwaliteit en vrij van defecten zijn. Herstel defecte verbindingen om schade aan componenten of defecten aan de printplaat te voorkomen.
Conclusie
Pb/Sn-soldeer, een smeltbare legering van lood en tin, blijft van onschatbare waarde voor specifieke industrieën waar de gunstige eigenschappen ervan essentieel zijn voor prestatie en betrouwbaarheid.
Ondersteun mijn website’s, kanaal en inhoud en mijn voortdurende inspanningen via Patreon:
https://patreon.com/Colani
Suc6
Terry van Erp
