Streetlab by ProfiX
@channel_profix31
При использовании классического свинцового припоя типа ПОС-61 или ПОС-63 формируется тонкая эвтектическая структура, которая по своему принципу образования и строению очень похожа на перлит в сталях.
Если в сталях перлит — это эвтектоидная смесь чередующихся пластин феррита и цементита, то в свинцовом припое образуется двухфазная эвтектика, состоящая из чередующихся пластин (или зёрен) чистого олова и чистого свинца.
Ниже подробно описано, как устроена структура этого металла:
1. Эвтектическая структура припоя (Аналог перлита)
Сплав олова и свинца в пропорции около 62-63% олова и 37-38% свинца (состав, максимально близкий к ПОС-61/ПОС-63) называется эвтектическим.
Как она формируется: При охлаждении жидкого припоя до точки кристаллизации (\(183^{\circ }\text{C}\)) происходит одновременное выделение двух твердых фаз прямо из расплава.
Как это выглядит под микроскопом: Металл кристаллизуется в виде тонких, чередующихся слоев — ламелей (пластин). Светлые полосы — это твердый раствор на основе олова (\(\beta \)-фаза), а темные полосы — твердый раствор на основе свинца (\(\alpha \)-фаза).
Сходство с перлитом здесь стопроцентное в плане морфологии: и там, и там под микроскопом мы видим «полосатую» или мелкозернистую смесь двух разных фаз, которые выросли одновременно.
2. Почему эта структура идеальна для электроники?
Именно такая «перлитоподобная» мелкодисперсная структура делает свинцовый припой лучшим материалом для пайки:
Кристаллизация в один миг: В отличие от неэвтектических сплавов (например, ПОС-40), эвтектический припой переходит из жидкого состояния в твердое мгновенно при \(183^{\circ }\text{C}\). У него нет «кашеобразной» зоны полужидкого состояния. Это сводит к минимуму риск разрушения контакта, если деталь случайно дрогнет при остывании.
Высокая пластичность: Свинец в этой структуре выполняет роль мягкой, демпфирующей матрицы. Если плата нагревается при работе и расширяется, эти микрослои свинца слегка деформируются, поглощая механические напряжения. Пайка не трескается от температурного расширения.
3. Особенности структуры в зоне контакта (Интерметаллиды)
Стоит разделять структуру самой капли припоя и структуру места соединения с медью. На границе с медной дорожкой ламели олова и свинца исчезают. Там олово устремляется к меди и выстраивается в жесткую, игольчатую или волнообразную кристаллическую решетку интерметаллидов (\(Cu_{6}Sn_{5}\)), а свинец оттесняется чуть выше, в основное тело паяного шва.
Хотите узнать, как меняется эта структура со временем (процесс старения припоя) или почему у бессвинцовых припоев структура получается более грубой и хрупкой?
Если у вас установлено приложение,
вы можете сразу перейти в канал
вы можете сразу перейти в канал