сплав розе чем заменить
Что такое сплав Розе и для чего он нужен
Свойства и применение
Относительно припоя ПОС (который кстати тоже считается мягким в общей классификации припоев), сплав Розе в разы хрупче. Поэтому среди радиолюбителей и электронщиков он считается легкоплавким (хотя тот же ПОС тоже относится к легкоплавким, у твердоплавких температура выше +300 °C)
Розе хорошо подходит для выпаивания деталей, разъемов, шлейфов SMD микросхем и демонтажа защитных металлических экранов с плат мобильных телефонов. 
Например, можно снять все металлические экраны с платы мобильного телефона при помощи пары гранул сплава Розе. 
А еще при помощи него можно легко выпаивать большие разъемы на компьютерных материнских платах. С помощью оплетки для снятия припоя это будет очень долго и дорого (вы потратите почти всю оплетку на какой-нибудь PCI + перегреете контакты, если это донор). Оловоотсос тоже не вариант, так как современные платы практическим не имеют зазоров в отверстиях между контактом и деталью. Да и игла не поможет. 
Можно использовать фен и нижний подогрев, но зачем лишний раз нагревать всю плату? Можно просто снизить температуру пайки сплавом Розе. Достаточно парой гранул сплава смешать с припоем контактов, и можно феном без перегрева аккуратно выпаять разъем с платы.
Особенности сплава:
Сплав Вуда и Розе
Еще один популярный низкотемпературный припой – это сплав Вуда.
Не рекомендуется паять таким припоем ни при каких обстоятельствах!
Только в крайнем случае и в проветриваем помещении. Не стоит злоупотреблять этим сплавом. Если есть выбор между Розе и Вуда – лучше использовать первый и избегать второй.
Методы паяльных работ
Для выпаивания разъема или детали из платы без перегрева нужно залудить контакты низкоплавким материалом.
Итоговая температура плавления будет выше, чем у Розе в чистом виде так как он смешивается с припоем на плате у которого другой состав и характеристики. (плавление при 270 °C)
Место работ имеет важное значение. Например, плата может быть очень теплоемкой из-за ее толщины. Время и мощность нагрева должны быть больше, чем у более легкой платы.
Материнскую плату от компьютера придется дольше прогревать, чем маленькую плату от мобильного телефона из-за большей многослойности и толщины текстолита.
Сначала наносится флюс на контакты выпаиваемой детали. Добавляется несколько гранул легкоплавкого припоя. Есть несколько техник паяльных работ.
Работа паяльником
Нужны массивные жала: мини волна, топорик.
Температуру паяльника можно оставить в пределах 230 °C, например, 200 °C.
Контакты детали нужно залудить легкоплавким сплавом, предварительно нанеся флюс.
На контактах образуется капля припоя, которую легко разогреть одним паяльником на небольшой мощности.
Результат паяльных работ.
Как выпаять разъем USB одним паяльником и Розе
Быстрая и безопасная пайка одним паяльником и легкоплавким припоем.
Пайка феном
Фен выставляется на температуру примерно 120 — 170 °C со средним потоком воздуха.
Гранулы постепенно расплавляются и смешиваются с контактами. Их лучше поправлять пинцетом по месту пайки, чтобы припой лучше распределился.
Нужно тщательно прогреть место пайки. Постепенно, по мере повышения температуры, деталь начнет выпаиваться. Это будет заметно при появлении блика на припое.
Результат низкотемпературной пайки.
Комбинированный метод
Фен сверху над местом пайки нужен для вспомогательного инструмента, на 100°C, а паяльником паяются детали сплавом Розе на температуре 200 °C.
После пайки детали обязательна очистка от получившейся смеси припоя с помощью оплетки.
А можно ли паять и лудить с помощью Розе
Для выпаивания деталей с платы сплав подходит, но для окончательной пайки уже детали на плату — ни в ком случае из-за хрупкости. Сплав Розе очень хрупкий, соединения получаются ненадежными. Особенно это касается разъемов и проводов. Когда по плате или проводам протекает электрический ток, выделяется тепло.
Из-за этого начинает плавиться низкотемпературный спав. К тому же, он не терпит вибрации или механических ударов. Появляются микротрещины, возникают окислы и потеря соединения.
Лужение сплавом Розе
У радиолюбителей есть популярный «ленивый» способ лужения плат с помощью слава Розе. Для этого в кипящую кастрюлю с щепоткой лимонной кислоты добавляются несколько гранул низкотемпературного сплава и платы, которые нужно залудить. Припой равномерно в считанные секунды распределяется. Основные недостатки данного способа лужения — это токсичность и все та же хрупкость сплава.
Существенный недостаток — хрупкость и токсичность. Именно из-за этого не стоит запаивать таким сплавом детали.
Меры предосторожности
Так как используемые материалы токсичны, то обязательно паять в проветриваемом помещении и средствах защиты. 
Во время паяльных работ нужно держать дистанцию и надевать защитные очки. Расплавленные капли металла могут попасть на кожу или слизистые тем самым вызвав ожоги, заражение.
Сами гранулы брать только пинцетом, не допуская контакта. Они не настолько токсичны, но это намного уменьшает его влияние.
Нельзя допускать попадание сплава и его частичек на открытые раны.
Вывод
Сплав Розе справляется при низкотемпературном выпаивании деталей из плат. Его можно использовать только для этих целей. Лудить платы не очень хорошая идея из-за неудовлетворительных характеристик прочности и стойкости к механическим повреждениям или вибрации.
Если выбирать между Розе и Вуда, то выигрывает первый. Между ними не большая разница в температурах. Это не такой важный параметр, чтобы жертвовать своим здоровьем ради меньшей температуры пайки.
Сплав Розе
Автор: Владимир Васильев · Опубликовано 21 декабря 2016 · Обновлено 25 августа 2018
Если взять олово, свинец и висмут в пропорциях 1:1:2 и получить сплав, то именно его называют сплавом Розе, точнее Валентина Розе Старшего – немецкого фармацевта и по совместительству химика. Отметим, что если температура плавления (т.е. перехода из твердого кристаллического состояния в жидкое) у олова 231,9 градуса Цельсия, то у сплава Розе она составит около 94-98 градусов Цельсия.
Справедливо будет заметить, что первенство в открытии композиции элементов для легкоплавкого сплава принадлежит Сэру И.Ньютону, который в 1701 году рекомендовал пропорцию этих элементов 2:3:5. Валентин Розе осмелился отклониться от этой рекомендации через 45 лет после ухода того, кто «Разумом … превосходил род человеческий».
Сплав Розе часто путают со сплавом Вуда, так они внешне похожи. Но у сплава Вуда с одной стороны температура плавления ниже (68,5 градуса Цельсия), а с другой стороны это благодаря добавленному в состав кадмию, который является токсичным и канцерогенным элементов, работать с которым можно только с соблюдением всех предосторожностей. Именно по причине токсичности кадмия в сплаве Вуда сплав Розе нашел большее распространение.
ПОСВ-50 лудить нельзя паять
В отечественной радиоэлектронике сплав Розе маркируется как ПОСВ-50 – припой оловянно-свинцовый с добавлением висмута, где висмута соответственно 50%, остальное в равных долях олово и свинец. Важно также отметить, что содержание элементов в сплавах Розе и ПОСВ-50 в указанных пропорциях может несколько отличаться.
В целом основное назначение сплава ПОСВ-50 и его аналогов – лужение и пайка.
Пайка элементов заключается в выпаивании элементов из печатной платы и в установке элементов на новую печатную плату. Следует отметить, что при затвердевании в объеме пайки сплав Розе становиться хрупким. Следовательно, полученное паяное соединение не следует подвергать ударным нагрузкам, так как могут образоваться микротрещины, которые приведут к разрушению соединения.
Лужение сплавом Розе получило большее распространение, чем пайка. Процесс лужения этим сплавом характерен тем, что его можно проводить в легко доступной среде – воде с глицерином или в глицерине. Применение глицерина объясняется просто – он нужен для достижения температуры плавления сплава, а сплав только начинает плавиться при 94 градусах Цельсия, а для полного расплавления нужна температура от 105 до 120 градусов Цельсия (в зависимости от процентного состава конкретного сплава). Вода же, как известно закипает при температуре около 100 градусов. Выполнять операции в кипящей воде означает вдыхать летучие продукты вместе с паром. Глицерин же имеет температуру кипения 290 градусов Цельсия, смешивается с водой в любых пропорциях, а также обладает гироскопичностью. Это позволяет при смешивании с водой гарантированно увеличить температуру кипения такой смешанной жидкости и уменьшить парообразование. Если смешать в растворе равные объемы воды и глицерина, то получим температуру кипения раствора 110 градусов, раствор с пропорцией компонентов 2:1 даст температуру кипения 103,9 градуса (при нормальном атмосферном давлении). Для превращения раствора глицерина в воде в слабоактивный флюс в него добавляют лимонную кислоту, обычно в произвольных пропорциях, но не менее 1 грамма на 100 мл раствора. Воду желательно использовать дистиллированную, так как в ней меньше солей. Кстати по этой же причине не следует использовать для повышения температуры плавления воды соль вместо глицерина, т.к. это скажется на качестве и однородности оловянного покрытия. Также применение глицерина позволяет поверхностное натяжение раствора, по сравнению с обычной чистой водой, что облегчает процесс растирания расплава по поверхности дорожек печатной платы.
Процесс лужения сплавом Розе (группы припоев ПОСВ) аналогичен и для сплава Вуда:
— в специальную посуду (достаточной по размеру для погружения печатной платы хотя бы частично) наливают дистиллированную воду и добавляют глицерин в требуемых пропорциях, которые удобнее всего подбирать экспериментально, используя термомерт любого типа;
— производят нагрев раствора до температуры около 105 градусов Цельсия, добавляют в раствор лимонную кислоту;
— погружают в раствор протравленную и очищенную печатную плату;
— укладывают на требуемый участок платы твердые частички сплава Розе и ждут его расплавления (впрочем можно и предварительно уложить сплав Розе в достаточном на глаз количестве, а затем погружать на него плату – это вопрос практики);
— растирают расплав по дорожкам печатной платы деревянным или пластиковым инструментом (например, лопатку для тефлоновой сковороды или жесткий резиновый шпатель);
— после лужения плату промывают в теплой проточной воде (можно с мылом).
Следует заметить, что посуду лучше брать алюминиевую, эмалированную или чугунную, т.к. применение для лужения оцинкованных, медных, серебряных или луженых посуды и инструмента приведет к растворению металлов посуды в припое и ухудшит его качество, т.е. использовать его многократно будет невозможно. По той же причине погружать в раствор следует только чистые платы.
Важно, что использовать посуду для лужения для приготовления в дальнейшем пищи нельзя, т.к. на станках в небольших количествах оседает свинец.
Работать рекомендуется в резиновых перчатках во избежание ожогов.
Сарафанное радио тетушки Розы
В общем, мнения об удобности в применении сплава Розе, которые в огромном количестве можно прочитать на радиофорумах, сводятся к двум вариантам – одни используют его в своей практике лужения и пайки и естественно рекомендуют его, другие же попробовали, что-то не вышло, пришлось отказаться от применения и поэтому естественно не рекомендуют. Есть и те, кому просто интересно по какой-то причине попробовать – они задают вопросы. А так как сообщество радиолюбителей постоянно пополняется новичками (с распространением разного рода гаджетов – потребность в таких людях растет) – будет продолжаться и обмен мнениями. Удивительно, что все это общение строиться на обсуждении всего двух характеристик сплава Розе, как представителя группы оловянно-свинцовых легкоплавких сплавов – низкой температуры плавления и хрупкости в твердом состоянии. Тем более, что покупка сплава не составляет проблем. Выпускается он в виде гранул, прутков или слитков серебристого цвета и продается в любых магазинах вместе с радиодеталями.
«Летают ракеты, да танки ездят»
Именно такой ответ последовал на вопрос о плохом приставании припоя ПОС к луженой в сплаве Розе дорожки на радиокоте. И это верно, учитывая, что электрические и электронные схемы сегодня входят в большинство так называемых «умных» устройств.
Кроме того, известно, что легкоплавкий сплав Розе применяется не только для лужения, но и как плавкий предохранитель в электрических сетях, системах пожарной сигнализации. Для выполнения прецизионного литься сплав Розе также подходит, хотя и уступает сплаву Вуда при выполнении микроотливок. Также как и сплав Вуда его применяют в химических лабораториях для создания низкотемпературной нагревательной бани.
Сказ о сплаве Розе и отвалившейся КРЕНке
Давным, давно, когда я был школьником и добывал радиодетали преимущественно из разных выброшенных на свалку плат, заметил я необычное явление в процессе распаивания очередной такой платы: некоторые пайки моментально отваливались от фольги, стоило в них ткнуть паяльником. Контактная площадка оставалась чистой от припоя, гладкой и серебристо облуженной, а капля припоя на выводе детали имела внизу такое же блестящее плоское основание.
Заметил и забыл до поры. А в позапрошлом году, принимая участие в научной экспедиции в Арктику, я неожиданно столкнулся с неожиданным выходом из строя прибора, с которым работал. Прибор был самодельным — делали его другие люди, но к счастью, снабдили меня схемой и всей документацией, взял я с собой на всякий случай и паяльник и необходимые приборы. Долго неисправность искать не пришлось: внутри корпуса валялся интегральный стабилизатор на 5 В в корпусе D-Pak, который просто отвалился от платы. У контактных площадок и «брюха» стабилизатора были такие же красивые блестящие поверхности.
Последний случай был со стареньким ноутбуком, у которого, по словам прежнего его хозяина, в каком-то подвале за тысячу рублей поменяли разъем питания после того, как старый перестал контачить. Со временем с контактом в этом разъеме снова возникли проблемы и я, обнаружив, что разъем просто плохо припаяли и он просто болтался в плате, взял и пропаял разъем, как следует. Но прошло время и неисправность вернулась.
Как вы догадались, причина у всех этих явлений одна и она упомянута в заголовке статьи и показана на КДПВ. Но откуда он взялся на платах и даже в ноутбуке?
В первых двух случаях виной всему чье-то рацпредложение, которое в какой-то момент стало чуть ли не общепринятым способом лужения печатных плат у радиолюбителей, и судя по всему, проникло и в производство. Кинул плату в смесь воды, глицерина и лимонной кислоты, нагретую до ста градусов, бросил туда немного гранул сплава Розе, разогнал расплавившийся сплав резиновым шпателем — вот и готовы красиво облуженные и легко паяющиеся дорожки. А ноутбук, как мы помним, побывал у неофициальных ремонтников, у которых есть один милый приемчик — как отпаять припаянное к массивным полигонам платы, да еще и бессвинцовым припоем, хилым паяльником. Для этого служит все тот же сплав Розе, который, сплавляясь с тугим бессвинцом, быстро его плавит и позволяет легко демонтировать разъем, не «угрев» на плате все вокруг и не отслоив медь от текстолита. И во всех трех случаях сплав Розе, смешавшись с припоем, резко понижал температуру его плавления, что приводило к неприятностям.
Казалось бы, немножко сплава Розе должно не очень сильно изменить свойства припоя. Но это не так. Почему — давайте вспомним, что сплав Розе — это тройная эвтектика в системе олово-свинец-висмут.
Поговорим об эвтектике
Давайте посмотрим на фазовую диаграмму двухкомпонентной системы с неограниченной растворимостью в жидком состоянии и незначительной растворимостью в твердом. По горизонтальной оси здесь отложен состав сплава, а по вертикальной — температура. А линии на ней представляют собой зависимости температур начала плавления (солидус — ADCB) и конца плавления (ликвидус — AEB). Еще есть две ветви, отделяющие области однородного твердого раствора от двухфазной области, но они нас сейчас не будут интересовать. В области между солидусом и ликвидусом мы имеем двухфазную систему из расплава и твердой фазы.
Точка E — особая, в ней солидус и ликвидус касаются друг друга: сплав такого состава наиболее легкоплавкий и плавится он сразу, подобно чистому металлу. Это и есть эвтектика. Хороший припой обычно представляет собой именно эвтектику и именно таким является ПОС-61 или ПОС-63.
А если состав сплава не соответствует эвтектике? Приходилось вам когда-нибудь паять припоем ПОС-40, который обычно продавался в советских хозмагах в виде толстого прутка? Под жалом паяльника он сначала превращается в своеобразную кашу, а потом только плавится окончательно. Затвердевает он в обратном порядке, сначала превратившись в кашу, а затем застыв окончательно.
А если мы возьмем олово и добавим в него всего лишь 5% свинца? Будет абсолютно то же самое, только между солидусом и ликвидусом «каша» будет практически твердая. Но непрочная, так как жидкая фаза будет заполнять тонкие прослойки между кристаллами.
И вот теперь обратите внимание, что линия солидуса горизонтальна. Это означает, что плавление любого сплава олова и свинца (в диапазоне составов 2,6-80,5% свинца) начнется при одинаковой температуре, независимо от его состава. При той же температуре закончится затвердевание, и кстати — состав этих последних капель расплава равен составу эвтектики.
А теперь добавим ножек висмут
А если добавить третий компонент, который также свободно растворяется в жидком состоянии, но не растворяется в твердом… Тут нам нужно уже рассматривать трехкомпонентную систему.
В общем-то, такая система ведет себя аналогично двухкомпонентной. Тут тоже есть состав из трех компонентов, где температуры солидуса и ликвидуса равны. И температура ее плавления еще ниже, чем температуры двойных эвтектик в каждой из трех двойных систем, составляющих тройную.
На данном рисунке изображен ликвидус, который из линии превратился в поверхность. А солидус… Солидус — это горизонтальная плоскость почти на весь треугольник (кроме свинцового угла — там интерметаллическая фаза). Для системы свинец-олово-висмут ее положение соответствует постоянной температуре 96°С — температуре плавления сплава Розе.
Так что если мы добавим к сплаву олово-свинец немного висмута, мы получим сплав, который начинает плавиться при 96°С.
Правда, висмут заметно растворяется в олове, а особенно в свинце. Из-за этого плоскость солидуса отодвинута от края треугольника — разреза олово-свинец. Она отстоит примерно на 15% висмута от эвтектики олово-свинец, «загибаясь» вверх при приближении к краю. Поэтому количество сплава Розе, которое приведет к неприятностям — не бесконечно мало, а примерно 10-20%. Но к сожалению, это лишь в идеальных условиях. В реальных и повредит и меньшее количество. Причина этому то, что пайка — процесс быстрый.
Кинетический фактор
Кинетика — это раздел химии, посвященный скорости протекания химических процессов. Пайка — процесс быстрый и кратковременный, точка пайки быстро разогревается до плавления припоя и быстро остывает. К чему это ведет?
Представьте себе контактную площадку на плате, облуженную сплавом Розе (специально или после того, как этим сплавом воспользовались для отпайки неисправной детали). К ней припаяли контактную площадку и убрали паяльник. Припой застыл. Время пайки — секунды. За это время припой и сплав Розе перемешаться не успеют, особенно если паяют SMD-элемент и перемешиванию мешает узкий зазор между контактной площадкой и площадкой вывода. В результате на месте бывшего сплава Розе на контактной площадке получается слой обогащенного висмутом слоя, который начнет плавиться при температуре 96°С, даже если общее количество загрязняющего спай висмута, казалось бы, недостаточно. Именно потому и отваливались детали от легкого касания паяльником, потому и образовывалось «зеркало».
Синим на этом рисунке показан сплав Розе, а серым — припой. Слева — до, а справа — после пайки.
Чем грозит?
Когда припоем со сплавом Розе припаяна греющаяся деталь, результат понятен: деталь просто отвалится. При температуре выше 96°С кристаллические зерна припоя разделены жидкими прослойками и прочность у него — как у мокрого песка. Казалось бы, если деталь не греется, бояться нечего? Но тут вступает в действие тот фактор, что от момента пайки до момента окончательного затвердевания проходит достаточно много времени. И в это время малейшее усилие на спай его разрушит, возникнут трещины. Получается своего рода «ложная пайка»: вроде все припаяно, контакт есть — а надежности нет, со временем этот контакт пропадет, особенно при механических нагрузках, как на разъеме питания ноутбука.
Выводы
Не пользуйтесь сплавом Розе ни для лужения плат, ни для выпаивания деталей. А если нужно припаять сплавом Розе какую-нибудь деликатную и очень боящуюся перегрева деталь, заведите себе для этого отдельный паяльник или отдельное жало. Достойной альтернативой лужению сплавом Розе является химическое лужение. Только обязательно нужно нанести на «химическое» олово флюс и оплавить его.
Когда деталь не нагружена механически и вы ее все же отпаяли сплавом Розе (или это сделал кто-то до вас), не поленитесь и перед пайкой приклейте ее к плате каким-нибудь не особо прочным клеем (чтобы при случае можно было бы и оторвать). Этим вы в некоторой степени застрахуете ее от смещения во время застывания припоя и сделаете пайку более надежной. Также можно пройтись по площадкам со сплавом Розе большой каплей припоя на широком жале паяльника, затем удалить припой оплеткой и повторить эту операцию еще 1-2 раза, но в зависимости от качества платы существует риск, что дорожки не выдержат.
PS:
Подобная же ситуация возникает, если вы вдруг столкнетесь с оловянно-висмутовым припоем. Такой припой, будучи малотоксичным (висмут гораздо менее токсичен, чем свинец) и легкоплавким (Tпл = 139°С), был бы отличным бессвинцовым припоем, если бы не образование тройной эвтектики при попадании свинца. Например, при ремонте платы, паяной таким припоем, с использованием обычного оловянно-свинцового припоя. Тем не менее, такой припой, как указывает Habra_nik, имеет определенный уровень популярности в Японии. Так что нужно быть внимательным при ремонте современной японской электроники.