Stop ołowiowy vs. srebrowy

Użytkownik Patryk Sielski napisał:

Najażniejsze przeciw - zakaz stosowania lutowia z ołowiem.

nowe lutowie jest doslownie do dupy , po roku zimne luty

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...

Patryk Sielski napisał(a):

A ja mam takie pytanie dodatkowe : 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 ?

Użytkownik "Miłosz K." snipped-for-privacy@miklobit.WYTNIJTO.com> napisał w wiadomości news:d86d4q$8o3$ snipped-for-privacy@nemesis.news.tpi.pl...

Wydaje mi się, że niektóre elementy i tak były bezołowiowe (bo tak im wyszło) i lutowało je się ołowiowo normalnie. Teoretycznie elementy przystosowane do lutowania ołowiowego mogą nie wytrzymać lutowania bezołowiowego. P.G.

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.) ?

Użytkownik "Miłosz K." snipped-for-privacy@miklobit.WYTNIJTO.com> napisał w wiadomości news:d870gt$n3g$ snipped-for-privacy@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.

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

Jacek "Plumpi"

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

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.

Maciej Sobolewski napisał(a):

Witam,

Gratulacje!, badzo ciekawy post!

Pozdrawiam Łukasz

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?

Maciej Sobolewski <ma snipped-for-privacy@friko5.tnijto.onet.pl> pisze:

Wow. Szacunek. Drukuję i przyklejam na lodówce ;-)

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

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

Raporty o roznych zlosliwych efektach docieraja juz dzis :-)

A jeszcze zostaje jeden - od wiekow wiadomo ze czysta cyna zle znosi mrozy - ale zakladam ze ten problem rozwiazali dodatkami ..

Faktem jest ze z olowiem mialbys klopot ze skladowiskami smieci. Choc jako mikroelement tez potrzebny :-)

Naprawde takie wrazliwe na niewielkie ilosci olowiu ?

J.

moze w podziemiach bankow Unii zalegaja nadwyzki srebra , Szwajcaria itd . w koncu te 1-3% na szpulke srebra to nie tak malo co do stopu to ciekawi mnie jedynie to ze moj LC60 rozplywa sie przy 155*C a nie jak wszedzie podaja ok 180*C i to nie jest odczyt z lutownicy tylko dokladnego miernika a calosc prowadzona przy bardzo wolnym narastaniu temperatury na plycie miedzianej , jesli bym widzial roznice 5 czy 10 *C to pal licho ale nie 25*C czy to tylko u mnie tak jest ?

Najważniejsze za: jakość spoiny.

Pozdrawiam Piotr Wyderski

Różnią się wystarczająco do tego aby były z tym problemy. Przynajmniej w lutowaniu przemysłowym. Elementy tradycyjne wytrzymują w temperaturze odpowiedniej do lutów bezołowiowych zbyt krótki czas.

TP.