Всем известно, чем паяют электронику. И паяют так не один десяток лет, по крайней мере радиостанция Папанина на Северном полюсе была запаяна именно им. Однако, так было не всегда и на это были свои причины…
С одной стороны — пайка известна человечеству с древнейших времен, кастрюли лудили еще в Древнем Риме.
Однако, во времена Фарадея электрические схемы соединяли, погружая провода в ванночки с ртутью. Эта методика в любом случае для попаданца не годится, поэтому следует задуматься о производстве припоя.
Припои в электронике бывают разные, даже более чем разные. Нас интересует самый простой вариант — оловянно-свинцовый припой.
Ингредиенты для него легко доступны и в Древнем Риме. Однако, сплав этот не простой, а эвтектический. Это означает, что соотношение компонентов подобрано так, что достигается минимальная температура плавления — при этом температура плавления сплава ниже, чем даже температура плавления любого из компонентов!
Мы имеем свинец с температурой плавления 327°С и олово с температурой плавления 232°С, а эвтектический припой ПОС-61 (в котором 39% свинца и 61% олова) плавится при 183°С.
И температура эта важна. Чем ниже температура плавления, тем легче паять, а в случае с полупроводниками — чтобы не перегреть чувствительные к температуре транзисторы. И чем ниже температура плавления, тем проще оборудование для пайки.
Однако, если у нас ламповая электроника, то температурные режимы там не настолько жесткие. Конструктивные элементы — типа бакелита легко выдерживает 230°С, ну а сами лампы из-за раскаленного катода в любом случае работают при высокой температуре. У меня лежит книжка по обслуживанию электронной техники 1940 года, в ней «перегрев аппаратуры» — это когда припой вытекает из электронной лампы и контакт прерывается. В этих условиях отходить от эвтектики — даже благо. В СССР выпускались припои типа ПОС-10, с температурой плавления в районе 300°С, у которого в составе 91% дешевого свинца и 9% дефицитного олова. Это — крайняя точка экономии, даже для ламповой аппаратуры крайняя точка. В данное время он применяется для лужения проводов, но для пайки примитивного лампового оборудования он может пригодится, хотя хорошо бы добавить олова до 18-20%.
Конечно, для регулировки температуры припоя служат добавки других металлов. Например, висмут или кадмий температуру плавления серьезно понижают, а сурьма или медь — повышают. Но такие тонкие регулировки температуры возникнут у попаданца только с появлением полупроводников, а вместе с ними — пайки волной. На начальном этапе все равно будет навесной монтаж, даже без печатных плат.
Следует помнить, что у оловянно-свинцового припоя после семи лет в пайках происходит рекристаллизация и мощные силовые контакты становятся «холодными пайками». В современной аппаратуре это мало заметно (кстати, кто-нибудь пользуется 7-летним блоком питания?), а в ламповой аппаратуре это будет куда заметнее.
И последнее — при пайке очень желательно обеспечить хорошую вентиляцию, потому что пары свинца — это хоть и не пары ртути, но полезного для организма в них крайне мало.
Данные из википедии нужно брать аккуратно 🙂
Температура плавления свинца 600К 🙂
т.е. 327,5 °C
Однако!
Спасибо, поправил.
кстати, кто-нибудь пользуется 7-летним блоком питания?
7 — 10 летние блоки питания компьютеров, в количестве нескольких десятков, лабораторные блоки питания производства СССР — пара штук, материнские платы с 1999 года. Дальше лень писать. Откуда взялся очередной перл про кристаллизацию и холодную пайку? Не надо путать «может быть» и «будет». Да, что бы не было дурацких вопросов — я инженер — электроник с достаточно крупного предприятия.
Это все нам на парах по надежности РЭА рассказывали, и причем про случающиеся холодный пайки спустя годы специально акцентировали внимание. Так что про семь лет — это гарантированно. С другой стороны — возможно, что и припои поменялись (сейчас там редко бывает только олово и свинец), а со времен тех пар прошло много больше семи лет…
Ну и, возможно, вы правы — я путаю «может быть» и «будет».
Но что явление перекристаллизации в токонагруженных элементах присутствует — это точно.
Ага. Я представляю веселуху, если бы каждые 7 лет всю аппаратуру радиолокационных станций пришлось бы перепаивать — некоторой по 50 лет сейчас.
А вот про ламповые РЛС я не по наслышке знаю. Их за год раза три перебирают, там холодные пайки находятся в процессе эксплуатации. И создаются в процессе эксплуатации.
Чем же паяют современные ФАР — я лично не сталкивался, а спецификаций обслуживания в сети, естественно, нет.
Чтобы их каждые три года перепаивать, оттуда надо не вылазить, особенно учитывая, что их с десяток у типичного радиотехнического батальона. А если еще за АСУ вспомнить — придется завод открывать по перепайке
Если вспомнить советскую ламповую РЛС — так и было.
ЗИПы были в виде готовых блоков, которые перетыкивались в боевых условиях (а потом чтобы спокойно пропаять).
Да чего стоят только специальные «тестовые» режимы, чтобы прогнать основные блоки без включения СВЧ…
Нет, не было. Зипы, конечно были — ртв это войска постоянной боевой готовности. Но частота поломок, да еще с пропайкой, совсем не такая чтобы всю пайку перепаивать. А вагончики АСУ просто становились бы непригодны к применению ввиду количества паяных соединений в них. И чем тебя так тестовые режимы удивили — нормальная практика и сейчас?
А всю пайку и не надо. Только токонагруженные элементы, да и то далеко не все.
Ну и, как я говорил — это относится не ко всем припоям. Серебряные припои для волноводов РЛС точно этим не страдали.
«кастрюли лудили еще в Древнем Риме»
Напишите про это побольше, пожлуйста!
Давно уже ищу всю воможную информацию про пайку, включая просто нагревом в пламени, типа газовой пайки, особенно в кустарных условиях. Если у вас есть что-то о лужении, соединении деталей пайкой или газовой пайкой — было бы очень интересно почитать.
Олово и свинец отлично плавятся на костре, это настолько примитивно что непонятно когда вообще возникло, похоже что еще шумеры это умели.
Да, про то что олово легко расплавить я понимаю. Но ведь основная загвоздка там именно в том, как сделать так, чтобы припой растекся по поверхности. Флюсы — вот это настоящая магия, даже сегодня. Я про них имел ввиду, извините за неточность.
Классический флюс — это растворить канифоль в чем-то вроде спирта. Про канифоль есть статья.
>во времена Фарадея электрические схемы соединяли, погружая провода в ванночки с ртутью
почему бы просто не скрутить два провода вместо пайки?
(а ещё можно их для надёжности обернуть синей изолентой)
Этот вопрос задавать не здесь, а непосредственно Фарадею.
Всяких заблуждений было море, и наверняка и сейчас хватает, только мы пока не знаем.
До изолированного провода доперли не сразу, кстати.
Автор ничего не сказал что пайка применялась для соединения металлов в не сильно нагруженных конструкциях, и что электроника не единственное применение пайки. Например вспомним монтаж медных водопроводов. Также ничего не сказано для чего нужны припои с температурой плавления в 400 а то в 950 С. Желательно уделить больше внимания флюсам, потому, что без флюса паяется только золото 🙂