Výrobok je určený pre bezolovnaté spájkovanie
Používanie bezolovnatej spájky sa stalo hlavným prúdom vďaka stúpajúcemu globálnemu trendu otázok životného prostredia, ako je smernica RoHS (obmedzenie používaných nebezpečných látok, ktorá vstúpila do platnosti v Európskej únii od 1. júla 2006).
Aké sú problémy spojené s používaním bezolovnatej spájky?
1. Zlá spájkovateľnosť
Neprítomnosť olova (Pb) znižuje schopnosť tečenia spájky, čo má za následok zlú spájkovateľnosť. To je problém nielen pre cieľové DPS alebo súčiastky, ale aj pre hroty spájkovadiel. Je známe, že zlú spájkovateľnosť nemožno podstatne zlepšiť zvýšením spájkovacej teploty.
2. Vyšší bod tavenia
Bod tavenia bezolovnatej spájky je všeobecne o 20 až 45 °C vyšší, než pri konvenčnej eutektickej spájke. (Obľúbený typ obsahuje približne 40 % olova.)
Predpokladajme pre príklad, že spájkovadlo je na použitie eutektickej spájky (Sn-Pb) nastavené na teplotu 340 °C. Ak je eutektická spájka nahradená spájkou bezolovnatou (Sn-0.7Cu), je nutné spájkovačku nastaviť na asi 380 °C, čo sa blíži maximálnej spájkovacej teplote. Takto vysoká teplota má tiež za následok kratšiu životnosť hrotu (vplyvom oxidácie alebo erózie), zuhoľnatenie taviva v spájke a rozstrekovanie taviva a spájky. (Hovorí sa, že používanie bezolovnatej spájky skracuje životnosť hrotu 4-5krát v porovnaní s eutektickou spájkou.)
Mnoho súčiastok vyvinutých v poslednej dobe je navyše citlivých na teplo. Sú prípady, keď vysoký bod tavenia ovplyvňuje nielen hroty spájkovadiel, ale aj súčiastky a DPS.
3. Zlá roztekavosť
Bezolovnatá spájka sa pomalšie rozteká na spájkovaných spojoch. Na roztekavosť má vplyv aktivita taviva.
Aké požiadavky vznikajú na spájkovacom pracovisku pri použití bezolovnatej spájky?
Po prechode na bezolovnatú spájku je nutné riešiť:
- Prísun správneho množstva spájky.
- Prehrievanie a praskanie spojov.
- Odpadávanie spájky.
- Živicový spoj alebo vyčnievajúce cencúle.
- Mostíky.
- Dodatočné náklady, pretože hroty spájkovadiel je nutné častejšie vymieňať.
Doplňujúce formácie k spájkovacím zliatinám
Eutektická spájka
Eutektická spájka je jedinou kombináciou kovov, ktorá prechádza z kvapalnej fázy do fázy pevnej prakticky okamžite. Rovnako má najnižšiu teplotu likvidu. Výsledná kryštalická štruktúra pozostáva z drobných zŕn rovnakej veľkosti. Táto jemnozrnná štruktúra súčasne udržuje vysoký stupeň elektrickej vodivosti.
Vplyv ďalších kovov v bezolovnatej spájkovacej zliatiny
Prídavky tretieho kovu v spájkovacej zliatine majú pôvod v snahe zlepšiť spájkovacie vlastnosti spájky v týchto prípadoch:
- Prídavok Cu je daný snahou zabránenia rozpúšťaniu ďalšej Cu do zliatiny z dosiek s plošnými spojmi bez povrchovej úpravy a vývodových súčiastok. Zliatiny Sn-Cu sú príznačné pre spájkovanie vlnou. Na ručné spájkovanie je táto zliatina nevhodná.
- Prídavok Ag opäť znižuje difúziu ušľachtilejšieho kovu do zliatiny. Bol to prípad, keď vývody súčiastok boli pokryté zliatinou Ag/Pd (hybridné integrované obvody, prvé SMD čipy). Z hľadiska roztekavosti spájka s prídavkom Ag vykazuje lepšie vlastnosti a je menej náchylná na oxidáciu. Preto niektorí výrobcovia spájkovacích zliatin a pást dávajú dodnes prednosť tejto zliatine, kedy obsah Ag sa pohybuje okolo 2%.
- Prídavok Antimonu Sb má vplyv na vyššiu mechanickú pevnosť a odolnosť spájkovaného spoja. Tento prínos je prakticky taký nepatrný, že väčšina výrobcov tento prídavný kov nepoužíva.
- Prídavok bizmutu Bi vedie k matnejšiemu povrchu spájkovaného spoja pri zachovaní štandardných vlastností zliatiny, čo môže uľahčiť vizuálnu optickú kontrolu spájkovaného spoja. Opäť sa však užíva minimálne.
Existujú aj ďalšie kovy, ktoré sa pridávajú do spájkovacích zliatin.
