Припой ПС-63

Припой ПС-63 (стандартное обозначение — ПОС 63) относится к группе бессурьмянистых оловянно-свинцовых припоев. Материал содержит 62,5–63,5 % олова, остальное — свинец. Химический состав регламентируется ГОСТ 21930-76 (чушки) и ГОСТ 21931-76 (изделия — проволока, прутки, лента, трубка с флюсом, порошок). По содержанию олова ПОС 63 близок к эвтектической точке системы Sn–Pb (61,9 % Sn), что обеспечивает узкий интервал кристаллизации и высокую жидкотекучесть расплава.

Химический состав припоя ПС-63 по ГОСТ 21930-76

ПОС 63 входит в группу бессурьмянистых припоев: содержание сурьмы в нём не превышает 0,05 %. Основу сплава составляют олово и свинец. Допустимые пределы массовой доли примесей жёстко регламентированы стандартом и приведены ниже.

Минимальное содержание сурьмы в ПОС 63 — принципиальное отличие от сурьмянистых марок (ПОССу). Сурьма повышает хрупкость паяного шва, поэтому бессурьмянистые припои предпочтительны для соединений, работающих в условиях вибрации и термоциклирования. Содержание примесей цинка и алюминия обеспечивается технологией изготовления и на практике находится на уровне следов.

Физико-механические свойства оловянно-свинцового припоя ПОС 63

Свойства припоя ПОС 63 определены в справочном приложении 1 к ГОСТ 21930-76. Ниже приведены данные при комнатной температуре (около 20°С).

Интервал кристаллизации всего 7°С — одно из ключевых преимуществ ПОС 63 перед припоями с меньшим содержанием олова (у ПОС 40 интервал составляет 45°С, у ПОС 30 — 73°С). Малый интервал кристаллизации означает быстрый переход из жидкого состояния в твёрдое. Это снижает вероятность образования дефектов паяного шва — трещин, холодных спаёв и пористости.

Относительное удлинение 46 % свидетельствует о высокой пластичности. Паяные соединения, выполненные ПОС 63, хорошо переносят термоциклирование и вибрационные нагрузки, что важно в электронике и приборостроении.

Эвтектический характер сплава Sn63/Pb37

Эвтектическая точка в системе олово–свинец соответствует 61,9 % олова при температуре 183°С. ПОС 63 с содержанием олова 62,5–63,5 % расположен вблизи этой точки, но чуть правее на диаграмме состояния (в области первичной кристаллизации олова). По этой причине в справочной литературе и международной практике (обозначение Sn63/Pb37) этот сплав часто называют «практически эвтектическим» или «квазиэвтектическим».

В отличие от широкоинтервальных припоев (ПОС 30, ПОС 40), ПОС 63 кристаллизуется практически мгновенно. Это исключает риск смещения деталей в процессе затвердевания и обеспечивает формирование плотного мелкозернистого шва с однородной структурой. Близость к эвтектике также обеспечивает минимальную рабочую температуру пайки среди оловянно-свинцовых сплавов, что критически важно при работе с термочувствительными компонентами.

Области применения припоя ПОС 63

Согласно рекомендуемому приложению 2 к ГОСТ 21930-76, основные направления использования ПОС 63 — групповая пайка печатного монтажа и пайка на автоматизированных линиях (волной припоя, окунанием с протягиванием). На практике применение шире.

Электроника и радиомонтаж

ПОС 63 — один из наиболее распространённых припоев в электронной промышленности. Низкая температура ликвидуса (190°С) позволяет выполнять пайку без перегрева полупроводниковых элементов, конденсаторов и микросхем. Припой применяется для:

• ручного и автоматического монтажа компонентов на печатные платы;
• пайки выводов микросхем, в том числе BGA-компонентов;
• лужения и пайки проводов, жгутов, кабельных наконечников;
• ремонта радиоэлектронной аппаратуры.

Промышленная групповая и автоматизированная пайка

Узкий интервал кристаллизации делает ПОС 63 оптимальным материалом для групповых методов пайки: волной припоя, селективной пайки, окунанием. Быстрое затвердевание расплава минимизирует образование перемычек между контактными площадками и снижает процент брака на автоматизированных линиях.

Приборостроение и измерительная техника

Припой используется при сборке прецизионных приборов, манометров, датчиков, где требуются герметичные паяные швы и не допускается перегрев чувствительных элементов конструкции.

Паяемые материалы

ПОС 63 обеспечивает качественное смачивание и адгезию с медью и медными сплавами (аналогично припою ПОС 61), латунью, никелем и никелевыми сплавами, оцинкованной сталью, серебром. Для каждой комбинации материалов подбирается соответствующий флюс.

Формы поставки припоя ПС-63 (ПОС 63)

Согласно ГОСТ 21931-76 и ГОСТ 21930-76, припой ПОС 63 поставляется в следующих формах.

Проволока припойная

Проволока круглого сечения (обозначение Прв КР) — наиболее востребованная форма для ручной пайки. Стандартные диаметры проволоки определяются таблицей 1 ГОСТ 21931-76. Длина непрерывного отрезка — не менее 20 м. Поставляется в мотках и катушках.

Трубка с флюсовым наполнителем

Трубка (обозначение Т) представляет собой припойную оболочку, заполненную флюсом. В качестве стандартного наполнителя используется сосновая канифоль по ГОСТ 19113. Массовая доля флюса в трубке — (2,5±0,5) % от массы изделия. Минимальная длина отрезка — 20 м. По согласованию с потребителем допускается применение более активных флюсов. Трубка с флюсом удобна для ручных монтажных работ, так как не требует отдельного нанесения флюса.

Прутки

Выпускаются три типа сечения прутков: круглые (Пт КР), трёхгранные (Пт ТРГ) и квадратные (Пт КВ). Размеры и допуски — по таблице 2 ГОСТ 21931-76. Прутки используются в промышленной пайке, для загрузки ванн лужения и автоматизированных паяльных установок.

Лента

Лента (обозначение Л) поставляется в рулонах. Минимальная длина отрезка — 10 м. Толщина и ширина ленты — по таблицам ГОСТ 21931-76. Применяется для пайки соединений с протяжёнными швами.

Чушки

Чушки (ГОСТ 21930-76) — исходная форма для промышленного использования: загрузки паяльных ванн, переплавки, а также как сырьё для дальнейшего изготовления проволоки, прутков и ленты. Форма и размеры чушек приведены в приложении 3 к ГОСТ 21930-76. На каждой чушке выбивают марку припоя и номер плавки.

Порошок

Порошок (обозначение Пор) изготавливается из припоя ПОС 63 и применяется для производства паяльных паст. Гранулометрический состав порошка регламентируется таблицей 6 ГОСТ 21931-76.

Нормативные документы на припой ПОС 63

Основные стандарты, определяющие требования к припою ПОС 63:

Международный аналог по составу — Sn63/Pb37 (IPC, EN 29453). Следует учитывать, что ГОСТ и международные стандарты могут различаться по допускам на примеси и методам контроля.

Сравнение ПОС 63 и ПОС 61

ПОС 63 и ПОС 61 — два наиболее близких по составу и свойствам бессурьмянистых оловянно-свинцовых припоя. По справочным данным ГОСТ 21930-76 их физико-механические характеристики (температуры солидуса/ликвидуса, плотность, прочность, удлинение) практически совпадают. Содержание олова в ПОС 61 составляет 59–61 %, в ПОС 63 — 62,5–63,5 %.

На практике разница проявляется в микроструктуре паяного шва. ПОС 63, будучи ближе к эвтектической точке (61,9 % Sn), обеспечивает более равномерную мелкозернистую структуру. Это может быть значимо в ответственных электронных соединениях, подверженных длительному термоциклированию. Для большинства общепромышленных задач оба припоя взаимозаменяемы.

Условия хранения и транспортирования

Чушки припоя ПОС 63 транспортируются без упаковывания — пакетами или в контейнерах. Масса транспортного пакета — не более 1250 кг. Пакеты обвязываются стальной лентой не менее 0,8×30 мм по ГОСТ 3560. Изделия (проволока, прутки, лента) поставляются в мотках, пачках и катушках с маркировочным ярлыком, содержащим марку припоя, номер партии и дату выпуска.

Хранение — в сухих складских помещениях, исключающих воздействие агрессивных сред. При длительном хранении поверхность припоя может покрываться тонкой оксидной плёнкой, что не влияет на качество пайки при правильном использовании флюса.

Требования безопасности при работе с ПОС 63

Припой ПОС 63 содержит свинец (около 37 %), который является токсичным металлом. При пайке свинецсодержащими припоями выделяются аэрозоли, содержащие оксиды свинца. Требования безопасности изложены в пункте 2а ГОСТ 21930-76 и включают:

• наличие местной вытяжной вентиляции на рабочих местах пайки;
• контроль содержания вредных веществ в воздухе рабочей зоны по ГОСТ 12.1.005;
• использование средств индивидуальной защиты;
• соблюдение правил личной гигиены — запрет на приём пищи в рабочей зоне.

При выборе между свинецсодержащим (ПОС 63) и бессвинцовым припоем следует учитывать технологические требования конкретного производства и действующие нормативные ограничения.

Условное обозначение при заказе

Примеры обозначений по ГОСТ:

• Чушка: Припой Ч ПОС 63 ГОСТ 21930-76
• Проволока круглая диаметром 2 мм: Припой Прв КР2 ПОС 63 ГОСТ 21931-76
• Пруток трёхгранный со стороной 14 мм: Припой ПтТРГ 14 ПОС 63 ГОСТ 21931-76
• Трубка с наполнителем диаметром 5 мм: Припой Т 5 ПОС 63 ГОСТ 21931-76