Свинцовая и бессвинцовая пайка в
производстве электроники

Свинцовый припой является, а точнее был, наиболее широко используемым материалом в производстве печатных плат (PCB) в Китае благодаря своей низкой стоимости, низкой температуре плавления и простоте использования.

Тем не менее, опасения по поводу нейротоксичности свинца и воздействия на здоровье и окружающую среду свинцовых припоев по сравнению с бессвинцовыми припоями способствовали изменению в июле 2006 года правил ЕС по использованию опасных веществ в электрическом и электронном оборудовании (RoHS). Таким образом, за последние два десятилетия методы пайки с использованием альтернативных материалов для припоя на основе олова быстро развивались, и поставщики услуг по производству электроники переходят на бессвинцовую пайку.

Свинцовая пайка

Свинцовый припой (также известный как припой SNPB) представляет собой металлический сплав, основными компонентами которого являются свинец (Pb) и олово (Sn). Тем не менее, растет осознание профессиональных рисков, связанных со свинцовой пайкой, и свинцовый припой все чаще начинает рассматриваться как опасность для здоровья на рабочем месте. Тем более, что пыль и пары, образующиеся при пайке свинцом, считаются нейротоксичными при вдыхании. В последнии годы правительство КНР уделяет все более пристальное внимание здоровью своих шраждан, в связи с чем большое количество компаний в Китае все больше переходят на безсвинцовую пайку при производстве PCB и PCBA, также рекомендуют своим клиентам при заказе произвосдтва печатных плат в Китае воспользоваться технолохией lead-free PCB soldering

Поэтому свинцовый припой систематически исключают из производственных процессов монтажа PCB из-за его негативного воздействия на окружающую среду и здоровье. И это несмотря на его множество несомненных достоинств. 

Преимущества свинцовых припоев

Свинцовый припой:

• Он имеет более низкую температуру плавления (183 °C) по сравнению с бессвинцовым припоем (217 °C), вызывает меньше проблем с качеством соединений и представляет меньший риск неблагоприятного термического воздействия на паяные компоненты.
• Охлаждающий свинцовый припой имеет более яркий цвет, чем бессвинцовый припой, что облегчает обнаружение потенциальных проблем, таких как окисление.
• Он дешевле и проще в использовании, чем бессвинцовый припой, так как цена свинцового припоя составляет 1/10 от цены альтернативных припоев на основе олова. Это также делает его более доступным.

Недостатки свинцовых припоев

Однако компании, ориентированные на защиту здоровья работников и окружающей среды, осознают, что основной причиной использования бессвинцового припоя являются нейротоксические свойства свинца.

• Свинец может накапливаться в организме человека даже при незначительном, но длительном воздействии.
• Свинец может быстро проникать в организм через кожу, рот или нос, а в отраслях с высокими выбросами свинца в производственных процессах рабочие постоянно подвергаются опасности свинца, потому что они могут вдыхать пары свинца или свинец может проникнуть в организм при простом прикосновении к загрязненным поверхностям.

Вот почему от использования красок на основе свинца отказались, был введен неэтилированный бензин, а поставщики услуг EMS переходят на бессвинцовую пайку. Тем более, что в 2006 году Европейский союз (ЕС) принял директиву RoHS (Ограничение использования опасных веществ), а Соединенные Штаты последовали его примеру, предоставив налоговые льготы компаниям, которые сократили использование свинцовых припоев.

Бессвинцовая пайка

Бессвинцовые припои в производтсве PCB в Китае (lead-free PCB soldering)  являются альтернативой обычным свинцовым припоям 60/40 и 63/37 SnPb. Используемые сегодня бессвинцовые припои имеют различный состав и могут содержать медь, олово, серебро, никель, цинк, висмут и сурьму. В результате получается высококачественный сплав припоя, тем более что добавление следов металлов обеспечивает очень хорошие механические свойства.

Тем не менее, самым популярным бессвинцовым паяльным компаялом является олово-медное, которое имеет температуру плавления 217°C и состоит из 99,3% олова и 0,7% меди.

Преимущества бессвинцовых припоев

Бессвинцовые припои, прежде всего, лучше для окружающей среды и здоровья человека и, следовательно, более экологичны.

Недостатки бессвинцовых припоев

Сказав, что использование свинцовых припоев имело свое вполне рациональное обоснование, поскольку бессвинцовые припои:

• Сложнее в использовании, чем свинцовые припои
• Имеют худшую смачиваемость поверхности, чем свинцовый припой
• Не может гарантировать такую же высокую надежность соединения, как свинцовый припой, потому что свинец мягче и его просто легче паять.
• Образуйте поверхностные оксиды, загрязнения флюсом и отложения сплавов, которые могут вызвать плохое сопротивление контакту. Таким образом, переход со свинцового припоя на бессвинцовый припой не обеспечивает тех же электрических и механических свойств припоя.
• Некоторые производители, использующие бессвинцовые припои, заменяют олово серебром, что делает их еще дороже.
• Кроме того, сердцевина проволочного флюса и фрисвинцовые флюсы часто содержат агрессивные восстановители, которые сильно раздражают слизистые оболочки, приводя к раздражению носовых пазух, горла и глаз рабочих.

Свинцовый припой имеет много преимуществ в производстве электроники. Тем не менее, это изменение неизбежно, и все сектора, использующие припой в больших количествах, скорее всего, скоро перейдут на бессвинцовую пайку. Если они еще этого не сделали.

Следует также помнить, что меньшая стойкость бессвинцовых сплавов к механическим воздействиям снижает срок службы устройств, использующих паяную таким образом печатную плату. И, в то время как в потребительской электронике, где устройства быстро заменяются на новые из-за постоянного технологического прогресса, использование бессвинцовых припоев становится проблематичным в специализированных устройствах, таких как медицинское оборудование или системы, используемые на железных дорогах. Тем более, что долговечность припоев сильно зависит от температурных колебаний, к которым устойчивы свинцовые припои.

Читайте также: Как выбрать надежного производителя печатных платв Китае

#PCB_in_China #PCBA_in_China #lead-free_PCB_soldering_in_China