Zalety i wady stopów ołowiowego i srebrnego - kompleksowe zestawienie

Tue Jun 07, 2005 10:19 pm   

No właśnie:
Czy ktoś ma kompleksowe zestawienie za i przeciw w/w stopom?

--
-= Patryk Krzysztof Sielski | (602) 643804 | GG: 3189324
-= Urządzenia i projekty elektroniczne na zamówienie
-= http://home.elka.pw.edu.pl/~psielski

Tue Jun 07, 2005 10:19 pm   

Użytkownik Patryk Sielski napisał:


Najażniejsze przeciw - zakaz stosowania lutowia z ołowiem.

--

Pozdrawiam,

A. Grodecki

Tue Jun 07, 2005 10:19 pm   

nowe lutowie jest doslownie do dupy , po roku zimne luty

Tue Jun 07, 2005 10:19 pm   

Użytkownik MuNiO napisał:


No to będę lutował ołowiowym i twierdził że lutuję srebrowym
Ja odpowiadam za jakość wyrobów, a nie jakiś jeden z drugim patafian z
Brukseli...

--

Pozdrawiam,

A. Grodecki

Wed Jun 08, 2005 8:21 am   

Patryk Sielski napisał(a):

czy lutowanie elementów bezolowiowych lutem olowiowym ( albo odwrotnie)
zapewni poprawne polaczenie ?
Pytam, bo chyba zbliza sie moment kiedy niektore nowe elementy beda
dostepne juz tylko bez olowiu, a niektore stare tylko z olowiem.
I jak to wtedy sie znajdzie razem na jednej plytce , to jaki lut wtedy
wybrac ?

--
Miłosz Kłosowicz

-------------------------------------
http://www.miklobit.com
[ AVR: narzędzia,moduły prototypowe ]
-------------------------------------

Wed Jun 08, 2005 8:26 am   

Użytkownik "Miłosz K." <news@miklobit.WYTNIJTO.com> napisał w
wiadomości news:d86d4q$8o3$1@nemesis.news.tpi.pl...

wyszło) i lutowało je się ołowiowo normalnie.
Teoretycznie elementy przystosowane do lutowania ołowiowego mogą nie
wytrzymać lutowania bezołowiowego.
P.G.

Wed Jun 08, 2005 1:52 pm   

Piotr Gałka napisał(a):


W jakim sensie moga nie wytrzymac ? temperatury nie róznia się az tak
bardzo.

Na razie ten problem jesli u mnie wystapi to raczej w druga strone:
PCB, wiekszosc elementowi i lut beda olowiowe, a niektore elementy
bezolowiowe. I czy z nimi nie bedzie problemu ( zimne luty itp.) ?


--
Miłosz Kłosowicz

-------------------------------------
http://www.miklobit.com
[ AVR: narzędzia,moduły prototypowe ]
-------------------------------------

Wed Jun 08, 2005 2:05 pm   

Użytkownik "Miłosz K." <news@miklobit.WYTNIJTO.com> napisał w
wiadomości news:d870gt$n3g$1@nemesis.news.tpi.pl...

Nie znam się, ale podobno te parę stopni to akurat to, co przekracza
ich wytrzymałość.
Może nie widać, ale na przykład elementy będą miały 10x krótszą
żywotność.


Mi się wydaje, że nie będzie problemu.
P.G.

Wed Jun 08, 2005 3:22 pm   

I o to chodzi! Byle tylko wytrzymywały 12 miesięcy okresu gwarancyjnego
)))

Jacek "Plumpi"

Wed Jun 08, 2005 6:38 pm   

Witam!


Tak z dotychczasowych doświadczeń z wdrożeń (już seryjnych) bezołowiówki:
1) Tak naprawdę nikt nie wie, jak zachowają się połączenia wykonane spoiwami
bezołowiowymi. Wykonano jedynie szereg testów laboratoryjnych w komorach
klimatycznych itp itd. Wyniki tych badań (a właściwie interpretatorzy tych
wyników) mówią, że wytrzymałość połączeń jest identyczna z typową eutektyką
cyna-ołów. Natomiast trzeba się liczyć z tym, że w warunkach bojowych nikt
tego nie sprawdził (może Japończycy, bo Oni dłużej troszkę się w to bawią,
acz bardzo niewiele dłużej).
Dodatkowo trzeba brać pod uwagę, że technologia lutowania spoiwami Sn63Pb37
ma tak troszkę ponad 80lat. Jest po prostu dopracowana. Natomiast prace nad
przygotowaniem lutowania trwają od lat około 10-u. A obecne wersje stopów są
dostępne tak od lat 2. Czort jeden wie, co się z tym będzie działo. Pewnie
nic, ale tak do końca nikt nie jest pewien. Nie na darmo zresztą dyrektywa o
bezołowiówce dotyczy jedynie (ogólnie mówiąc) sprzętu powszechnego
zastosowania. Samochodówka, automatyka przemysłowa, awionika czy inne zabawy
mundurowych zarazą długo nie będą dotknięte. Nikt nawet nie próbuje tego w
profesjonalnych zastosowaniach wpychać.
2) Jeśli chodzi o "za" stopami zawierającymi srebro. Jedynym jest cena.
Jeśli ktoś musi lutować bezołowiowo, to nie ma specjalnego wyboru.
Szczególnie w procesie reflow. Można lepiej (lepsza spoina, ładniejszy
rozpływ i zwilżanie, mniejsza ilość defektów itp), ale się nie opłaca.
Pozostają stopy SAC (Sn-Ag-Cu) w kilku odmianach, zależnych od właściciela
patentu.
W porównaniu do dotychczas stosowanych spoiw (SnPb), mamy gorszą
zwilżalność. Spoiwo praktycznie nie rozpływa się po polu lutowniczym. Jak w
drukarce nałożysz pastę (jak dokładnie), taki będzie "zasięg" spoiny. Nie
rozpłynie się po polu lutowniczym. Brak też typowego kształtu spoiny.
Komponenty wyglądają, jak by były przyklejone/przysmarkane do płytki. No
wręcz, jak by zimne luty były. Obrzydliwość. Jeszcze dodatkowo, szczególnie
przy większych komponentach, spoina jest wyraźnie porowata - krystaliczna.
Jak by temperatura za niska i się nie rozpłynęło spoiwo w piecu. Ale jak się
to przetnie, to niby zwilżanie powierzchni lutowanych jest wystarczające.
Wytrzymałościowo też OK. Po prostu jest to spoina o całkowicie innym
wyglądzie. Zresztą jest już aktualizacja IPC-610 uwzględniająca takie
spoiwa. Jest to rewizja D.
Kolejnym problemem jest bardzo wąskie okno technologiczne. Rozpływ następuje
od około 220 stC (a nie 183, jak było wcześniej). Więc wbrew pozorom to
wcale nie jest nisko. Wcześniej tam, gdzie teraz zaczyna się coś dziać
(czyli 220), była maksymalna temperatura w procesie. Producenci past
zalecają, by maks temp. wynosiła 230-250stC. I trzeba się zmieścić. Do tego
dość długi jest czas rozpływu - tak ze 30s trzeba trzymać powyżej 220stC.
Jak się ma na płytce mieszankę małych i dużych komponentów (np 0603 i obok
wyświetlacze LED), to bardzo trudno jest ustawić właściwy profil.
3) Temperatury. O temperaturze rozpływu (minimalnej) już napisałem. Teraz
maksymalna. Typowo 250stC. Jest kilka powodów:
- dostępne komponenty z pokryciami bezołowiowymi to te same komponenty,
które były wcześniej. Zmieniło się jedynie pokrycie wyprowadzeń. Czyli
wcześniej (przy projektowaniu komponentów, dawno dawno temu) przyjęto, że
wartością graniczną będzie 250st. Do tej pory nie miało to specjalnego
znaczenia, bo i tak nikt tak wysoko SMD nie lutował (pomijam lutowanie
produkcji "specjalnej", innymi stopami lub lutowanie na fali klejonych SMD -
tu też graniczne było 250st). Obecnie właśnie wytrzymałość komponentów "od
góry" zamyka nam okno technologiczne. Nikt nie zagwarantuje (żaden
producent), że jego "stare" komponenty z "nowym" pokryciem nagle wytrzymają
powtarzalnie wyższą temperaturę.
- stosowane topniki ( i to zarówno w pastach, drutach i na fali) rozłożą się
(lub spalą / znikną w inny sposób) przed zakończeniem formowania spoiny. Nie
będą działać. Czyli zaczną się generować spoiny zanieczyszczone (min
spalonym topnikiem), o obniżonej wytrzymałości.
- przekroczenie tych magicznych 250st. spowoduje, że wiele komponentów z
tworzywa sztucznego (jakieś zatrzaski, podkładki, nośniki, obudowy
komponentów itd) się po prostu stopi w wyższej temperaturze. Zresztą ten
problem i tak się spotyka nawet przy obniżaniu temp.
- w wyższych temperaturach w tyglach maszyn lutujących szybciej będą
powstawały zgary. Będą większe straty spoiwa.
- Temperatura lutowania ręcznego (czyli temperatura grota lutownicy). Tu
akurat bym się specjalnie nie przejmował. Dodać z 10 st i tyle. (np. z 310
do 320 dla drobnicy/SMD i np z 350 do 360 dla większych komponentów).
Ograniczeniem jest maksymalna temperatura topnika w drucie. Trzeba sobie
sprawdzić, co zaleca producent drutu.
4) Spoiwa alternatywne. No są. Mają wady techniczne i zalety ekonomiczne. W
lutowaniu na fali jest patent bodaj japoński (w Ewropie chyba Balver Zin
kupił) Jest to stop Sn100. Czyli prawie czysta cyna z dodatkiem miedzi
(poniżej procenta). Do tego jakieś promile niklu - ważny dodatek, który
jakoby stabilizuje stop. Nie wiem, w jak sposób. Mówi się, że niby spoina
bardziej krucha, gorsze zwilżanie i inne wydumki. Ale coraz więcej firm
decyduje się na zastosowanie tego w maszynach lutujących (nie w SMD). A
właściwie za te firmy decyduje koleżanka cena.
5) Topniki na fali. Fajnie jest. Wygląda, że te same, co zwykle, działają.
Typowe, na bazie izopropanolu. One są po prostu bardzo elastyczne w
technologii. Mają duże okno technologiczne. A z topników na bazie wody, to
po szumnym i dumnym tumulcie z przed paru lat się po cichu wycofują.
Oczywiście trzeba się liczyć z tym, że eurokraci jakieś kolejne paszkwile
szykują i zaraz się okaże, że izopropanol już nie jest trendy, a passe jak
najbardziej. Tylko przy podgrzewaniu płytki w maszynie lutującej trzeba
kilkadziesiąt stopni więcej podgrzać, co by płytka zbytniego szoku
temperaturowego nie dostawała w kontakcie ze spoiwem.
6) Mieszanie. Zabronione. Bo tak dyrektywa mówi. Czyli bo tak. Znaczy
dyrektywa mówi, że jak bezołowióka, to ołowiu nie może być ani ani (nie
pamiętam, ale w produkcie jakieś setne czy tysięczne procenta masy
produktu).
Oczywiście w przypadku lutowania w dotychczasowej technologii ołowiowej nie
ma (nie są mi znane) żadnych przeciwwskazań do stosowania komponentów i
płytek drukowanych z pokryciami bezołowiowymi. W okresie przejściowym
zresztą nie da się tego praktycznie uniknąć. Ja tak produkuję od dość dawna
i z tego co wiem, jest to normalna praktyka.
Odwrotnie, czyli stosowanie pokryć ołowiowych w lutowaniu bezołowiowym. Jest
to zabronione przez dyrektywę. Nawet naprawy i poprawki muszą być robione z
zastosowaniem spoiw bezołowiowych.
Od strony technologicznej nie wiem, jaka będzie wytrzymałość spoin. Myślę,
że nikt tego nie wie. Natomiast mówi się, że najmniejsze zanieczyszczenie
stopów bezołowiowych ołowiem będzie powodować pogorszenie właściwości spoin.
Zresztą nie jest to żadne odkrycie. Stop przestanie być eutektyką, potworzą
się jakieś związki międzymetaliczne i inne paskudztwa.
Istniej też duże niebezpieczeństwo, że np przy lutowaniu na fali któryś z
lutowanych komponentów bedzie miał stare pokrycie. Bo koś się pomylił. Efekt
będzie taki, że bardzo szybko spowoduje to (te śladowe ilości ołowiu na
nóżkach komponentu) zanieczyszczenie wsadu tygla. I trzeba będzie wymieniać
zawartość tygla. Zresztą zaleca się znacznie częstsze badanie składu spoiwa.
Nawet co tydzień. Spektrografy będą się grzały . Te nowe stopy są bardzo
mało odporne na zanieczyszczenia. Ołów, miedź i inne paskudztwa. Do tej
pory, to Ag+Cu+Au mogło dochodzić do 2%. I co? I nic. A teraz 0.5% Cu za
dużo i kicha. 0.1% Pb za dużo i kicha.
Jeśli chodzi o mieszanie różnych stopów bezołowiowych, to też ostrożnie. Ja
stosuję SAC na SMD i Sn100 na fali. Na dzień dzisiejszy przyjąłem, że do
poprawek i napraw idzie SAC identyczny, jak w paście, a do poprawek i napraw
po fali Sn100. Na razie nie mieszam. Badania trwają, czy wybrać jeden stop.
Tak doświadczalnie, to się lutuje każdy z każdym, w dowolną stronę bez
najmniejszego problemu. Jednak nie wiem, jaka będzie niezawodność takiej
spoiny. Więc na dzień dzisiejszy nie mieszam.

Jeśli chodzi o praktykę amatorską. Absolutnie nie zawracajcie sobie głowy
tymi bzdurami. Dalej stosujcie normalne spoiwa cynowo ołowiowe. Mieszajcie
każdy z każdym. Wg mnie nic złego się nie stanie.
Co innego profesjonalnie. Tu po prostu trzeba spełnić wymagania prawne
narzucone przez dyrektywę.

Ufff, chyba się piwa napije. Gratuluje, jak ktoś do tego miejsca doczytał.
Pozdrawiam
Maciek

Wed Jun 08, 2005 6:58 pm   

Maciej Sobolewski napisał(a):

Nowe DVD Philipsa są robione oczywiście bezołowiowo. Poprawienie czegoś
cyną ołowiową psuje wszystko. Stop robi się kruchy i robią się gródki,
które potraktowane nawet topnikiem, nic sobie z tego nie robią.

--
__ ___ * Pozdrawiam * ____
\ \ / (_)_ _ _ _ ___ |__ | rot13.ivehf_7@gyra.cy
\ V /| | '_| || (_-< ___ / / http://www.b3d.pl/
\_/ |_|_| \_,_/__/|___|/_/ gg://2812776/

Wed Jun 08, 2005 7:23 pm   

Maciej Sobolewski napisał(a):

Witam,

Gratulacje!, badzo ciekawy post!

Pozdrawiam Łukasz

Wed Jun 08, 2005 7:30 pm   

Użytkownik Maciej Sobolewski napisał:


Doczytałem i dziękuję za prawdziwie rzeczowy tekst.
Innymi słowy - nie jest dobrze.
Już teraz niechętnie daję do lutowania automatycznego niektóre delikatne
lub precyzyjne elementy, a tu sie kroją wieksze kłopoty.

Tak się tylko zastanawiam, kto to przelobbował? Czy nie producenici
podzespołów, którzy pewnie ślinią się na perspektywę uziemienia z dnia
na dzień zapasów elementów zalegających tu i ówdzie, i powoli
rozpływających się w drugim obiegu?

--

Pozdrawiam,

A. Grodecki

Wed Jun 08, 2005 8:06 pm   

Widzisz, to co napisalem, dotyczy moich doswiadczen z pewnymi kombinacjami
stopow. Nie mam problemow. Natomiast, tak jak napisalem, zanieczyszczenie
olowiem powoduje niestabilnosc stopu bezolowiowego. Poniewaz obecnie
dostepnych jest na rynku kilkanascie stopow bezolowiowych, a ja sprawdzilem
ze 3, to wierze, ze masz racje. Ale mysle tez, ze tak skrajny przypadek, jak
podajesz, nawet amator latwo rozpozna i bedzie wiedzial, ze musi zastosowac
_dokladnie_ ten stop, ktory zastosowal producent.
Pozdrawiam
Maciek

Wed Jun 08, 2005 8:20 pm   

Mysle, ze przede wszystkim "zieloni". Zreszta takie jest oficjalne
uzasadnienie dyrektywy. To bardzo chwytliwe hasla wyborcze. A prawda jest
taka, ze plytka zalutowana jest raczej stabilna chemicznie i zadna woda na
skladowisku niebezpiecznych ilosci olowiu z plytek nie wypluka. Co innego
zgary z maszyn lutowniczych. Tlenki i inne zwiazki olowiu. Akurat to
cholerstwo jest po prostu niebezpieczne. Wrecz toksyczne (mimo, ze
oficjalnie odpad nie jest kwalifikowany, jako toksyczny).
Do tego trzeba sobie zdawac sprawe, ze zurzycie olowiu w elektronice, to
ledwie pare procent calosci. A reszta to przede wszystkim akumulatory, kable
i inne przemyslowe, ktorych nie znam. A o akumulatorach bezolowiowych o
parametrach zblizonych do obecnie stosowanych, to nikt specjalnie nie
slyszal. Tak, tak, wiem, sa. Ruskie nawet raz zastosowaly baterie srebrowe
na okrecie podwodnym. Jendym bodaj, bo na wiecej nie bylo ich stac.
A jeszcze co do olowiu w elektronice. Dyrektywa dotyczy _wylacznie_ sprzetu
domowego. O calej reszcie jakos sie jaka.
Co do producentow komponetow (w tym plytek), to Oni raczej zadowoleni tez
nie sa. Ja wcale nie chce kupowac drozszej pralki czy TV. Wiec najchetniej
kupowal bym komponenty co miesiac tansze. A tu trzeba nowa, nieznana, droga
technologie pokryc bezolowiowych opanowac.
Najwiecej kasy to zarobia przede wszystkim (wg mnie oczywiscie) producenci
maszyn lutujacych i piecow do SMD.
No i producenci nowych spoiw. Opracowanie tych nowosci bylo drogie. Teraz
trzeba wyciagnac kase z inwestycji.

Pozdrawiam
Maciek