3.4
Pájky
Pájky jsou kovy nebo slitiny používané v roztaveném stavu ke spojování kovových součástí. Pájky musí mít vždy nižší bod tání než spojované materiály. Musí dobře smáčet povrch pájených dílů, snadno zatékat a vzlínat do mezer spojů. Dále požadujeme dobrou vodivost, mechanické vlastnosti a korozní odolnost. Pájené části se netaví, pouze se částečně rozpouštějí, spojení nastává difúzními procesy.
Pro očištění a zvětšení smáčivosti povrchů pájených částí používáme tavidla („kalafuna“), v případě strojního pájení je vhodné (a v některých případech nutné) používat ochrannou atmosféru. S její pomocí lze dosáhnout vyšší životnosti a spolehlivosti spojů a s tím také elektronických systémů a zařízení (odolnost proti výkyvům teplot, vibracím a podobně).
Podle teploty tání se dělí na:
  1. Snadno tavitelné pájky
  • mají teplotu tání od 16 °C do 220 °C
Tabulka 13. Vlastnosti a použití vybraných snadno tavitelných pájek
Typ
Složení (%)
Teplota tání (°C)
Použití
GaIn
Ga 76 In 24
16
elektrody pro měření vlastností materiálů
Woodův kov
Bi 50 Pb 25
Cd 12,5 Sn 12,5
61
upevňovací hmoty pro piezoelektrické krystaly
Roseův kov
Bi+Pb+Sn, Bi nad 50
70 až 121
tepelné pojistky pro výkonové rezistory a transformátory
kadmiová pájka
Sn 50 Cd 25 Pb 25
150
provizorní spojení, zalévací hmota
  1. Měkké pájky
  • mají teplotu tání v rozmezí od cca 220 do 500 °C;
  • dříve nejběžněji používané pájky na bázi Pb-Sn byly schopné pájet měď, mosaz, zinek, olovo, oceli a podobně (Pb je ale jedovaté, v případě že po skončení životnosti skončila DPS na skládce, docházelo k uvolňování olova do okolí a do podzemních vod);
  • nyní jsou používány například slitiny Sn-Ag-Cu s vyšší teplotou tání a dražšími vstupními surovinami, které jsou navíc vůči zařízení agresivnější – pájení v době přechodu od Sn-Pb podražilo;
  • pájky na bázích Zn-Sn a Zn-Al se používají pro pájení hliníku
Tabulka 14. Vlastnosti a použití vybraných měkkých pájek
Typ
Složení (%)
Teplota tání (°C)
Použití
SnPb
Sn 60 Pb 40
183
dříve běžná pájka pro Cu vodiče
SnAgCu
Sn 95,5 Ag 4 Cu 0,5 Sn 93,6 Ag 4,7 Cu 1,7
217
běžná pájka pro Cu vodiče
k pájení Al
Sn 60 Zn 35 Al 5
440
pro drátové spoje, používá se ochranná atmosféra bránící povrchové oxidaci Al
  1. Tvrdé pájky
  • mají teplotu tání nad 500 °C;
  • lze je rozdělit na mosazné k pájení mědi, bronzu, mosazi, litiny a oceli, hliníkové k pájení hliníku, zlaté, platinové a paladiové;
  • používají se i pro mechanicky namáhané konstrukce.
Tabulka 15. Vlastnosti a použití vybraných tvrdých pájek
Typ
Složení (%)
Teplota tání (°C)
Použití
mosazná
Cu, Zn 30 až 50
720 až 1020
mechanicky a tepelně namáhané konstrukce
stříbrná
čisté Ag, případně Ag 60 Cu Zn
900 až 1000
pájení niklu a oceli
hliníková
Al 80+Si, zbytek Sn+Cd
570
pájení hliníku a slitin, pájení odlitků
zlatá
Au 80 Cu 20
890
díly vakuové techniky, pájení zlata
platinová
Pt 27 Ag 73
1160
pájení wolframu
paladiová
Pd+Ag+Cu
1280
pájení termočlánků, destiček z tvrdých kovů (strojírenství: pájení břitů nožů ze spékaných kovů nebo karbidů kovů)
Interaktivní prvek 8. Opakování k přehledu speciálních vodivých materiálů – pájky