Припой ПОМ3 (Sn97Cu3): состав, свойства и применение
Оловянно-медный припой марки ПОМ3 с номинальным содержанием олова 97% и меди 3% (Sn97Cu3) относится к группе бессвинцовых низкотемпературных припоев. Основное назначение пайка элементов электронной и электротехнической аппаратуры, где требуется высокая прочность соединения при ограниченном термическом воздействии на компоненты. В отличие от стандартных оловянно-свинцовых составов, ПОМ3 не содержит свинца, что соответствует требованиям директив RoHS и WEEE.
Химический состав и структура
Сплав Sn97Cu3 формирует эвтектическую структуру с температурой плавления в диапазоне от 227 до 310 C. Медь в составе выступает в роли легирующего элемента, повышающего механическую прочность и твёрдость паяного шва. Содержание примесей (сурьма, висмут, железо, алюминий) регламентируется ГОСТ 21930-76 и не превышает сотых долей процента. Микроструктура припоя характеризуется равномерным распределением интерметаллидных фаз CuSn, что обеспечивает стабильность свойств при циклических нагрузках.
Технические характеристики
| Параметр | Значение | Единица измерения | Метод контроля | Примечание |
|---|---|---|---|---|
| Температура солидус | 227 | C | ДСК | Начало плавления |
| Температура ликвидус | 310 | C | ДСК | Полное расплавление |
| Предел прочности на сдвиг | от 25 до 35 | МПа | ГОСТ 28830 | На медной подложке |
| Удельное электрическое сопротивление | от 0,12 до 0,15 | мкОмм | ГОСТ 7229 | При 20 C |
| Плотность | от 7,3 до 7,4 | г/см | ГОСТ 18898 | При 20 C |
Особенности пайки припоем ПОМ3
Для работы с припоем Sn97Cu3 требуется флюс, обеспечивающий удаление оксидных плёнок с поверхности меди и её сплавов. Рекомендуются флюсы на основе канифоли с активаторами (например, RMA-типа) или водорастворимые флюсы для автоматизированной пайки. Температура паяльника или ванны должна быть на 4060 C выше температуры ликвидус, то есть в диапазоне от 350 до 370 C. При пайке волной припоя скорость движения платы подбирается так, чтобы обеспечить полное смачивание выводов без образования перемычек.
Области применения
- Пайка печатных плат в производстве бытовой и промышленной электроники (блоки питания, контроллеры, датчики).
- Монтаж компонентов в автомобильной электронике, работающей при температурах от 40 до +85 C.
- Соединение медных проводов и кабелей в электротехнических изделиях (реле, контакторы, клеммные колодки).
- Ремонт и восстановление электронных модулей, где требуется замена свинцовых припоев на бессвинцовые аналоги.
- Пайка в вакуумных и инертных средах для ответственных узлов авиационного и космического приборостроения.
Преимущества и ограничения
Основное преимущество припоя ПОМ3 отсутствие свинца при сохранении приемлемой температуры плавления и высокой прочности шва. Сплав обеспечивает хорошее смачивание меди, никеля и серебра. Однако по сравнению с оловянно-свинцовыми припоями (например, ПОС61) температура пайки выше на 3050 C, что требует термостойких компонентов и флюсов. Кроме того, припой Sn97Cu3 склонен к образованию более толстого интерметаллидного слоя на границе с медью, что при длительной эксплуатации при повышенных температурах (выше 100 C) может снижать усталостную прочность соединения.
Вопросы и ответы
Чем отличается припой ПОМ3 от ПОС61?
ПОМ3 не содержит свинца, имеет более высокую температуру плавления (от 227 до 310 C против 183 C у ПОС61) и повышенную механическую прочность шва. ПОС61 обеспечивает более низкую температуру пайки, но не соответствует требованиям RoHS.
Какие флюсы подходят для пайки припоем Sn97Cu3?
Рекомендуются флюсы на основе канифоли с активаторами (RMA, RA) или водорастворимые флюсы для автоматизированной пайки. Не следует использовать флюсы на основе хлорида цинка из-за коррозионной активности.
Можно ли паять припоем ПОМ3 алюминий?
Прямая пайка алюминия припоем Sn97Cu3 без специальной подготовки неэффективна из-за прочной оксидной плёнки. Требуется предварительное лужение или использование активных флюсов, предназначенных для алюминия.
Какой срок хранения припоя ПОМ3?
При соблюдении условий хранения (температура от 5 до 35 C, влажность не более 60%) срок хранения не ограничен. Однако на поверхности может образовываться оксидная плёнка, которая удаляется флюсом.