Лужение проводников гарантирует определенную защиту медных дорожек от окисления поверхности и, как следствие, обрыва или отслаивания ленты от основы. С непокрытой металлическим оловом дорожки довольно быстро отваливаются напаянные детали. Слой легкоплавкого припоя выполняет функции защиты.
Способы залудить медный проводник
Существует два простейших варианта, доступных для реализации своими руками в домашних условиях:
- Наплавить слой припоя на медь обычным электрическим паяльником, получается дорого, идет повышенный расход олова, плюс потребуется определенный навык лужения широким жалом тонкой медной дорожки;
- Покрыть медные проводники тонким слоем сплава Розе или Вуда. Технологии для двух сплавом похожи, но отличаются температурой и использованием защитного слоя.
Кроме того, существует способ лужения медных дорожек электролитическим натиранием электродом из алюминиевой проволоки в растворе солей олова. Залудить тонкий медный проводник можно также восстановлением олова из водного кислого раствора в присутствии восстановителя – тиокарбамида или металлической пыли.
Покрытие медных дорожек на плате сплавом Вуда
Для небольших плат собственного изготовления, самоделок и всяческих экспериментов с электронными компонентами используют лужение под слоем воды или расплавленного стеарина. Сплав можно использовать в качестве альтернативы обычному припою типа ПОС-61 только для медных проводников, нагревающихся до 50°С, не более. Температура плавления сплава Вуда составляет 68°С, поэтому поверхность даже при слабом нагреве довольно быстро окисляется и деградирует.
Сплав продается в виде гранул, но без перчаток в руки лучше не брать микрочастицы висмута и кадмия легко проникают в поры кожи
Сплав Вуда почти наполовину состоит из металлического висмута, еще 25% и 12,5% приходятся на ядовитые свинец и кадмий соответственно. Поэтому вся посуда, используемая в процессе лужения, должна быть правильно утилизирована. Лудить медные контакты нужно будет только на открытом воздухе или под вытяжкой.
Медные дорожки нужно вымыть спиртом и высушить под лампой.
Сам процесс лужения состоит из следующих этапов:
- Набираем в эмалированную кювету четверть литра очищенной, можно питьевой, воды. Предварительно емкость нужно протереть спиртом и ополоснуть кипятком;
- Отдельно в стакане в горячей воде растворяем лимонную кислоту, 2 г или пол чайной ложки. Нагреваем воду в кювете, добавляем содержимое стакана и доводим до кипения;
- Опускаем в кипяток плату медными проводниками вверх, сверху высыпаем гранулы сплава Вуда. Металл собирается в одну большую каплю;
- Спичкой с намотанным на конце ватным тампоном разгоняем металл по поверхности платы. Палочкой разгоняем каплю по медным дорожкам. Излишки аккуратно сгоняют через кромку на дно емкости.
По окончании процесса раствор охлаждают и сливают в чистую бутылку на хранение, посуду промывают содовым раствором, затем чистой водой и прячут подальше от животных и детей.
Плату с чистыми белыми дорожками промывают и сушат на сквозняке, в затененном от солнечных лучей месте. Паяется сплав Вуда довольно легко, но прочность соединения намного ниже, чем у ПОС-61. В целом покрытие получается мягким.
Лужение сплавом Розе
Процесс покрытия медных дорожек сплавом Розе получается даже проще, чем в случае состава Вуда, так как те варианты, которые можно купить на радиорынке, типа «Жидкое олово», специально адаптированы для лужения меди. Температура плавления Розе выше, чем у Вуда, это 95-98°С, поэтому покрытие получается твердым и стойким к перегреву платы.
Единственное отличие заключается в том, что расплавить сплав Розе можно только в перегретой воде с температурой не менее 105°С. Поэтому первым делом готовим рабочий раствор для лужения, это будет смесь из 1/3 части глицерина и 2/3 частей очищенной воды. Размешиваем и ставим на огонь, раствор закипит при t=104°С. Нужно будет долить лимонную кислоту 3 г на 100 мл, тщательно размешать, и можно приступать к лужению.
Розе также содержит висмут и кадмий, поэтому раствор заливаем в эмалированную емкость и устанавливаем на электроплитку, иначе вода остынет быстрее, чем удастся завершить процесс лужения.
Погружаем в водоглицериновый раствор плату, засыпаем гранулы сплава и через пару минут растираем металл тампоном по поверхности медных проводников. Остается лишь собрать на плате остатки расплава, промыть и высушить поверхность.
Качество лужения получается ниже, часто пленка выглядит серой, пористой, с наплывами. Такое бывает из-за плохой очистки воды или слишком большой дозы лимонной кислоты. В любом случае специалисты рекомендуют в наиболее ответственных местах дорожки оплавить паяльником или горелкой.
Специальные технологии лужения меди оловом
Лужение сплавами-суррогатами выглядит просто, но не всегда способно обеспечить высокую прочность сцепления покрытия с медной или никелированной основой проводника. Для высоконагруженных проводников используют только олово. Благодаря высокой температуре плавления и стойкости к окислению оловянное покрытие препятствует выгоранию тонкой полоски меди.
Для защиты используется процесс химического лужения. Первоначально обезжиривают медные проводники, промывают в воде. Декапируют в 20% растворе соляной кислоты при комнатной температуре в течение 2-3 мин.
Далее наносят олово раствором следующего состава:
- Хлорид олова - 4,5г/л;
- Серная кислота - 21 г/л;
- Тиомочевина - 24г/л;
- Лимонка – 10 г/л;
- Смачиватель 1-2 мл/л.
Плату погружают на 30 мин. Лужение выполняется в течение 30 мин. За это время на медный проводник выпадает пленка из олова толщиной 1 мкм. Покрытие получается очень плотным и прочным, с высокими антифрикционными качествами.
Способ рекомендуется для лужения контактов и медных проводников, испытывающих значительные тепловые и механические нагрузки. Все остальные варианты осаждения олова на медь дают либо слишком пористое покрытие, либо медная основа в кислой среде разрушается быстрее, чем оседает защитная оловянная пленка.
