Флюсы для пайки микросхем и других радиодеталей: классификация и применение

Подбор паяльника и других принадлежностей для пайки радиодеталей

При работе с радиотехническими компонентами – резисторами, конденсаторами, диодами, различными индикаторами, катушками и многими-многими другими – основное внимание должно уделяться правильности выбора паяльника, подходящего для того или иного набора электронных деталей и радиомонтажных проводов.

Подбор конкретного типа паяльного устройства и других необходимых паяльных принадлежностей, в конечном счёте, определяется размерами и допустимым тепловым режимом запаиваемых в плату радиодеталей.

Выбор паяльников для радиодеталей

Перед приобретением подходящего для большинства случаев паяльника для радиодеталей необходимо ознакомиться с известными видами этих нагревательных устройств и основными правилами выбора их по мощности.

По показателю мощности

Пайка радиодеталей – это технологический процесс, при котором могут применяться типовые электрические паяльники, работающие от электросети 220 Вольт. Они же используются при необходимости соединения не слишком толстых медных оголённых проводников. Основной рабочий параметр, в соответствие с которым осуществляется выбор паяльников для радиодеталей – это их мощность, значения которой могут находиться в диапазоне от 24-х до 500 Ватт.

Для пайки микросхем и других миниатюрных деталей из радиоконструктора рекомендуется ограничиваться минимальной мощностью сетевого паяльника в пределах до 24 Ватт.

Другим важным параметром, на который следует ориентироваться при выборе устройства, подключаемого через понижающий трансформатор – это напряжение во вторичной обмотке, являющееся для него питающим.

В соответствие с этим показателем все известные виды паяльных устройств подразделяются на следующие группы:

  • USB-паяльники, рассчитанные на напряжение 5 Вольт (8 Ватт) и применяемые для пайки мелких радиоэлементов, микропроцессоров и им подобных чипов;
  • миниатюрные изделия, питающиеся от вторичной обмотки с напряжениями 12, 24 и 36 Вольт. Эти паяльные приспособления предназначаются для работы с радиодеталями в опасных и особо опасных условиях, где напряжение 220 Вольт недопустимо по технике безопасности;
  • типовые паяльники на 220 Вольт, входящие в состав станций и подключаемые через трансформатор с целью обеспечения электрической развязки.

Различие этих изделий по питающему напряжению, в конечном счёте, сводится к подбору той же мощности, достаточной для производства паяльных работ определённой категории. Так для пайки компонентов типа BGA и SMD следует выбрать либо USB-паяльники, либо образцы изделий, питающиеся от трансформатора 12 Вольт. К этому перечню следует отнести термофены для пайки радиодеталей, специально рассчитанные по мощности и не причиняющие самим радиодеталям никакого вреда.

В случае пайки электронных плат применяют инфракрасные паяльные станции и специальные паяльные столы с подогревом.

По типу нагревательного элемента

В соответствии с ГОСТ все известные типы паяльных устройств по используемому в них способу нагрева рабочего жала разделяют на следующие категории:

  • спиральные (нагрев в них осуществляется посредством провода из нихрома);
  • керамические паяльники с нагреваемым поверхностным слоем (без проволоки);
  • паяльные устройства, работающие по принципу импульсного нагрева;
  • образцы паяльников, оснащённые специальным индуктором.

Спиралевидные системы относятся к наиболее распространенному виду электрических нагревателей; они обеспечивают оптимальное соотношение по показателям цена и качество. При этом они не лишены одного очень существенного недостатка, состоящего в низкой скорости нагрева ножек радиодеталей.

В отличие от них керамические изделия отличаются сравнительно большей стоимостью и достаточно хрупки, но при этом они обеспечивают довольно быстрый нагрев тонкого медного стержня, и отлично подходят для пайки многих видов радиодеталей.

Импульсный же способ питания нагревательного элемента при относительной его дороговизне представляет собой оптимальное решение при необходимости выбора подходящего варианта. Этот метод включения обеспечивает быстрый выход паяльника в рабочий режим и хорошую защищённость его от любых механических воздействий.

Выбор подходящего жала

Одним из важнейших факторов, обязательно учитываемых при выборе любого паяльника, является его рабочее жало. При всём многообразии возможных форм и размеров этого элемента его выбор во многом определяется индивидуальными предпочтениями пользователя.

Если не принимать в расчёт этот фактор, то для пайки радиодеталей рекомендуется использовать жало со следующими характеристиками:

  1. Длина стержня нагревателя не должна быть более 3 миллиметров.
  2. В качестве исходного материала для его изготовления предпочтение следует отдавать чистой меди.
  3. Лучший вариант при выборе жала – это покрытое слоем алюминия медное основание, не требующее лужения и практически не подверженного обгоранию.

Помимо представленных параметров паяльных стержней они могут отличаться по своей термостойкости. Наиболее стойкие из них способны долго работать в условиях высокотемпературного нагрева. По форме жало может быть прямым или изогнутой формы, причём её вид влияет на удобство работы с паяльником.

Самый удобный вариант при подборе этого элемента – иметь набор стержней различной формы, которые являются сменными и могут регулироваться по длине. Одним из достаточно важных факторов является наличие в паяльной станции функции поддержки уровня температуры (терморегулятора), стабилизирующего накал жала в различных режимах работы.

Заметно упростить работу с паяльным устройством позволит удобная и практичная подставка, а также наличие дополнительных приспособлений, таких как мягкая тряпочка и специальный надфиль для очистки жала.

Подбор припоя и флюса

При работе с радиокомпонентами важно выбрать подходящий для пайки припой и флюс, при использовании которых удаётся получить надёжное и прочное контактное соединение. Следует заметить, что при пайке SMD компонентов, монтируемых на плату, и при реболлинге применяют специальные пасты, которые совмещают свойства флюса и припоя. Необходим также трафарет, позволяющий правильно наносить эту пасту на плату.

Припой

В качестве припоя при пайке радиодеталей может применяться обычный (низкотемпературный) сплав, который переходит в жидкое состояние уже при температуре 200 градусов. Самым распространенным образцом этого вида сплавов является припой под обозначением ПОС-61, в котором содержится 60 процентов олова, а остальная часть – свинец. Его точка плавления колеблется в пределах от 183-х до 230-ти градусов.

ПОС-61 поступает в продажу в виде тонкой проволоки, которая наматывается на специальной катушке.

Для пайки мелких деталей удобней пользоваться более тонкой проволокой, которую удаётся легко дозировать; причём наиболее качественным является импортный её вариант. Под эту категорию подходят стандартные катушечные изделия стоимостью от 150 до 200 рублей. Такой типовой катушки с припоем вполне может хватить на год-полтора (при экономном расходовании).

Полезно запастись небольшим количеством так называемого «сплава Розе», температура плавления которого очень низка (не выше 90-100 градусов). Этот сплав может пригодиться при демонтаже радиодеталей, впаянных в любые современные платы.

Флюсы

При проведении пайки из-за термического нагрева ножки деталей окисляются, после чего припой неспособен полностью смачивать их поверхности. Для исключения этого вредного явления следует применять флюсы, способные растворять образующуюся на них оксидную пленку и повышающие качество пайки. Этот эффект широко применяется при такой распространённой процедуре, как лужение. Флюсы выпускают в широком ассортименте, их выбор зависит от спаиваемого металла.

При пайке радиодеталей часто применяют канифоль, которая представляет собой обычную очищенную смолу. По ходу пайки на жало сначала поддевают небольшую порцию припоя, после чего его окунают в канифоль и сразу же переходят непосредственно к пайке (не дожидаясь, пока она испарится). Если отработать технику, то паяльные работы получится выполнять максимально быстро и качественно.

Флюсы для пайки микросхем и других радиодеталей: классификация и применение

Вначале определимся, что такое пайка: «Образование неразъемного соединения с межатомными связями путем нагрева соединяемых материалов ниже температуры их плавления, их смачивания припоем, затекания припоя в зазор и последующей его кристаллизации» (ГОСТ 17325-79).

Паяные соединения не являются механическими: в соответствии с ГОСТ и IPC к ним предъявляются только требования обеспечения электрического контакта между спаиваемыми поверхностями. Механическая прочность нормируется для сварочных соединений. Пайка труб дает сварное соединение, а флюс при этом используется сварочный. Мы же рассмотрим флюсы для пайки.

Основная задача флюса — удаление оксидной пленки с поверхности контактных площадок печатной платы и выводов монтируемых элементов.

Классификация флюсов для пайки

Флюсы для монтажа микроэлементов можно разделить по активности на низко-, средне- и высокоактивные, а по составу — на канифольные, синтетические и органические (таблица 1).

Таблица 1. Классификация флюсов

Активность флюса (% содержание галогенов)Канифольные Rosin (RO)Синтетические Resin (RE)Органические Organic (OR)Необходимость отмывки
Низкая (0%)ROL0REL0ORL0Нет
Низкая ( 2,0%)Обязательно

Упрощенно принцип работы галогенсодержащих флюсов выглядит так:

  1. Ионы галогенов реагируют с оксидной пленкой, связывая оксид металла.
  2. Кислотные реагенты, содержащиеся во флюсе, восстанавливают галоген.
  3. Восстановленный галоген реагирует с оксидной пленкой.

Принцип работы безгалогенных флюсов схож с принципом работы галогенсодержащих флюсов, но существует ряд отличий.

У безгалогенных флюсов (HF) процесс восстановления металла из оксида протекает медленнее относительно галогенсодержащих флюсов и сильно зависит от температуры. В связи с этим в состав HF-флюсов вводится большое количество различных активаторов, которые позволяют сохранить химическую активность в широком диапазоне температур.

Хотя содержание галогенов для обеспечения работы флюса требуется незначительное, в масштабах промышленного производства галогенная технология наносит значительный вред окружающей среде. В соответствии с мировыми стандартами вводятся ограничения на использование галоидных соединений в электронной промышленности. На данный момент в мире галогенсодержащие паяльные материалы используются, в основном, в военной и космической промышленности. Остальные отрасли переходят на безгалогенную технологию.

Рассмотрим более подробно типы флюсов по основе.

Канифольные флюсы для пайки (RO)

Канифоль — твердая природная смола с высокой температурной стабильностью в процессе пайки. Высокая плотность канифольного флюса снижает вероятность образования шариков и сосулек припоя. Остатки канифольного флюса легко отмываются.

Кроме канифоли, в состав флюса RO входят растворители и активаторы, которые разрывают химические связи канифоли и повышают ее химическую активность. После пайки растворители улетучиваются, и канифоль в остатках флюса претерпевает поликонденсацию: вновь образуется сшитый полимер. После поликонденсации остатки натуральной канифоли могут стать хрупкими, их свойства не регулируются.

Синтетические флюсы для пайки (RE)

Флюсы на основе синтетических смол производятся с фиксированным массо-молекулярным распределением, поэтому свойства остатков контролируются производителем. Остатки низкоактивных синтетических флюсов становятся защитным покрытием. Эти остатки с трудом поддаются отмывке, если необходимость в ней все-таки возникнет.

Органические флюсы для пайки (OR)

Флюсы на органической основе состоят из низкомолекулярных органических кислот и растворителей. При пайке растворители сильно активируют кислоты и испаряются вместе с ними почти без остатка. Немногочисленные остатки инертны и легко отмываются. Недостаток: быстрое испарение активных компонентов флюса сужает технологическое окно пайки.

Совместимость флюсов

Нельзя смешивать флюсы с различной основой, потому что они по определению несовместимы. Нельзя смешивать и флюсы на одинаковой основе, потому что растворители и активаторы разных композиций флюса реагируют между собой непредсказуемо, и из двух композиций с известными свойствами получается третья — с неизвестными свойствами.

Производители паяльных материалов указывают совместимость своих продуктов.

Отмывка паяльного флюса

Разберемся, стоит отмывать остатки флюса после пайки или нет.

В спецификации флюса производитель указывает требования к отмывке остатков флюса после пайки.

  1. Высокоактивный флюс и флюс с неорганическими активаторами требуют обязательной отмывки. Если не удалить остатки флюса, то под действием водяных паров, содержащихся в воздухе, будет происходить следующее:
    • диссоциация компонентов флюса на ионы, что приведет к электромиграции и возникновению короткого замыкания между соседними контактными площадками;
    • образование интерметаллидов внутри паяного соединения;
    • остатки кислот вызовут коррозию паяного соединения.
  2. Среднеактивный флюс. Хотя химическая активность таких флюсов при нормальных условиях практически равна нулю, во избежание образования дефектов паяного соединения остатки флюса рекомендуется удалять.
  3. Низкоактивный флюс. Остатки подобных флюсов химически инертны и могут служить защитным покрытием паяных соединений. Требования по отмывке могут быть, например:
    • косметические (светодиодное освещение);
    • необходимость лакировки (в приборах, которые работают в агрессивных средах — солевой туман и т. д.).
Читайте также:  Ethernet розетка: монтаж, схема распиновки разъема RJ45 и подключение интернет-кабеля

Возникает вопрос: чем отмывать остатки флюса?

Условно флюсы можно разделить на водоотмывные и флюсы, требующие отмывки растворителями.

Остатки водоотмывных флюсов в идеале отмываются последовательно обычной, дистиллированной и деионизированной водой, причем на каждом этапе применяют струйную отмывку или ультразвук.

Отмывка флюсов с использованием специальных жидкостей делится на два этапа:

  1. Удаление остатков флюса.
  2. Удаление растворителя (спецжидкости).

В большинстве случаев для отмывки остатков флюсов производители паяльных материалов указывают, какими жидкостями и в каком режиме необходимо производить отмывку для получения высокого качества.

Правила применения флюсов для пайки микросхем

Пайка представляет собой процесс соединения радиоэлементов между собой, и для этого требуется применение различных присадочных материалов, таких как припой и флюс.

Припой представляет собой металл или сплав различных металлов, имеющий температуру плавления меньшую, чем в соединяемых металлах. Он обеспечивает прочное соединение и заполняет зазоры между соединяемыми частями заготовки.

Требования к флюсам

Для улучшения спаивания деталей и качества получаемого соединения, а также очищения поверхности от оксидной пленки и жировых загрязнений, применяются различные флюсы. Любой применяемый в работе флюс должен выполнять следующие требования:

  1. Температура плавления должна быть ниже температуры плавления припоя. Это основное условие качественного соединения деталей.
  2. Не должен вступать в реакцию с припоем.
  3. Должен обеспечивать хорошее растекание припоя по поверхности и смачивать все обрабатываемые изделия.
  4. Должен удалять и разрушать все оксидные и жировые пленки.
  5. Остатки должны хорошо смываться с поверхностей.

Флюсы принято делить на активные и нейтральные в зависимости от наличия в их составе кислот. Кислотные активно взаимодействуют с многими растворяемыми оксидными пленками и жирами.

При этом они выделяют токсичные вещества при испарении и могут со временем повредить печатную плату, если их не удалить. Это связано с тем, что активная кислота, входящая в состав данных флюсов, хорошо растворяет различные металлы, например, те, из которых состоят радиодетали и сама плата.

Нейтральные варианты зачастую лишены этих недостатков, но пайка проходит не так качественно, как при применении кислотных.

Группы флюсов

Все существующие препараты можно разделить по эффективности на три группы согласно ГОСТу:

  • Нейтральная группа. Из-за почти нулевой активности компонентов данные флюсы слабо очищают поверхности, а припои, которые используются с ними, должны быть легкоплавкими. Применяются при работе с медными материалами, медью, покрытой кадмием, серебром и оловом. К этой категории относят канифоли, воски, древесные смолы и стеарин.
  • Слабокоррозийная группа. Для нее характерно растворение в спирте, воде, различных жирах и слабых кислотах. Одним из обязательных компонентов каждого флюса данной группы является канифоль, обеспечивающая антикоррозийную функцию. В процессе пайки хорошо испаряется, разлагается и сгорает.
  • Сильная коррозийная группа. Компонентами данных флюсов являются хлориды, фториды и сильнейшие неорганические кислоты. Изготавливаются в виде паст и в твердом виде, способны разрушать стойкие оксидные пленки на черных и цветных металлах.

Обзор различных флюсов для пайки

  1. Канифоль. Различают канифоль по количеству в ней жирных кислот, чем темнее — тем больше кислот в составе. Хоть и является неактивным флюсом, но учитывая наличие кислот в составе, остатки канифоли лучше удалять с пайки. Является самым популярным и доступным материалом. К недостаткам можно отнести выделение большого количества дыма при пайке и быстрое покрытие копотью жала паяльника. Твердую канифоль тяжело использовать при пайке, поэтому ей лудят паяльники и провода, а для соединения радиоэлементов лучше применять жидкую канифоль в спирту.
  2. Паяльная кислота. Состав данного флюса включает в себя сильные кислоты — ортофосфорную или соляную и хлористого цинка, который может достигать 50% в растворе. Доступный и дешевый материал, разъедающий все жировые пленки и позволяющий спаивать почти любые виды металлов. Но кислота очень токсична, поэтому работы следует проводить вне жилых помещений с применением индивидуальных средств защиты. Помимо этого, является неплохим проводником электричества, даже малейший остаток на соединении разъест дорожки платы, поэтому ее лучше не использовать совсем.
  3. Бура. Является солью борной кислоты и представлена в виде порошка. Для получения жидкого флюса ее смешивают с борной кислотой и водой. Работает при очень высоких температурах, поэтому ее можно применять при работах со строительным феном. Бура — активный флюс, поэтому необходимо тщательно смывать остатки.
  4. Паяльный жир. В зависимости от состава может быть как нейтральным, так и активным. Состоит из канифоли, вазелина, парафина, хлоридов цинка и аммония. Очень хорошо показывает себя при очищении сильно загрязненных поверхностей, поскольку парафин в составе вытягивает всю грязь от места пайки. Медленно испаряется, почти не дает нагара, но остатки долго испаряются.
  5. ЛТИ 120. Состав представлен канифолью (20%), этиловым спиртом (95%) и вспомогательными добавками, такими как триэтаноламин (2%) и диэтиламин солянокислый (3−5%). Обладает низкой стоимостью, не проводит электрический ток, что позволяет использовать этот флюс для пайки радиодеталей. В комплекте часто идет удобная кисточка, которой легко наносить материал на место пайки. К некоторым недостаткам можно отнести быстрое испарение и потенциальную токсичность.
  6. СКФ. Спирто-канифольный флюс состоит из этилового спирта (60−80%) и сосновой канифоли (20−40%). Неактивный материал, который можно изготовить самостоятельно, добавив в спирт измельченную канифоль. Слабо коптит, удобен в нанесении. К недостатку относят быстрое высыхание по причине испарения спирта, поэтому хранить его следует в плотно закрытой таре.
  7. Оксидал. Применяется для чистки жала паяльника, а также пайки сильно окисленных и загрязненных медных проводов.

Вышеперечисленные материалы являются самыми доступными и популярными. Кроме них существуют специальные флюсы в виде гелей, но они обладают очень высокой стоимостью и вряд ли потребуются в любительском радиоделе.

Чем заменить флюс для пайки

При отсутствии флюса и невозможности его приобретения можно применять некоторые подручные материалы, но следует помнить, что качество пайки будет очень низким, а остатки материала зачастую трудноудалимы или токсичны. Тем не менее о некоторых адекватных вариантах следует знать.

  • Аспирин. Салициловая кислота или раствор таблетки аспирина в воде может применяться при пайке, но его пары слишком токсичные, и очень желательно работать в нежилых помещениях с хорошей вентиляцией, а лучше всего на открытом воздухе. Обладает всеми недостатками активных флюсов, требует обязательной промывки поверхности после пайки.
  • Нашатырь, а также лимонная или уксусная кислота тоже может применяться как замена флюсам, при этом их концентрация не требует дополнительного разведения водой.
  • Глицерин может подойти для пайки радиодеталей на плате, но имеет остаточное сопротивление и хорошую гигроскопичность, поэтому обязательно промывается с платы.

Следует помнить, что пайка будет качественной в том случае, когда флюс подобран правильно. Для каждого металла есть идеально подходящие флюсы, а другие могут не сработать. Помимо этого, очень не рекомендуется паять платы активными флюсами, особенно имеющими в своем составе кислоты, поскольку при неполном удалении остатков флюса с поверхности печатной платы активные компоненты будут уничтожать токопроводящие медные дорожки.

Паять детали следует паяльником с идеально залуженным жалом, а при появлении нагара стараться очищать жало в оксидале, это позволит провести очень хорошую пайку. По завершении работ остатки флюса с поверхности спаянных деталей и плат обязательно нужно удалять подходящим способом. Дорожки платы можно покрывать специальными лаками, например, цапонлаком, это позволит защитить их от влаги.

Флюс для пайки

В процессе пайки используется вспомогательное вещество под названием флюс. Основное применение происходит при пайке соединений в домашних условиях или производствах. Качественная пайка, соединение деталей невозможно без применения специального вещества. Перед работами подбираются материалы, в том числе флюс качественного состава, для надежной и быстрой пайки.

Что такое флюс и его ключевые особенности

Основным предназначением флюса является применение при спаивании нескольких материалов. Структура состоит из легко сплавных материалов, которую возможно изготовить самостоятельно. Флюс для пайки служит для соединения изделий, путем выдержки определенной температура на уровне шва. В зависимости от структуры и твердости вещества, температура пайки начинается от 50 ⁰C и достигает 500 ⁰C. Температурные показатели припоя учитываются выше, чем материала, только тогда возможно начинать процесс пайки.

Выбор подходящей структуры зависит от нескольких факторов, флюс для пайки подразделяется на множество структур. Основные параметры:

  • Температура процесса пайки.
  • Вид металла.
  • Температурные режимы работы вещества.
  • Поверхности близлежащих деталей к изделию.
  • Устойчивость материала к коррозии, защита поверхностей от окисления и его прочность.

Состояние делится на твердые, имеющие порог к высокой температуре и мягкие, когда флюс плавится при низких температурах. Для того, чтобы разобраться, что такое флюсы необходимо изучить все свойства и предназначение материала.

Предназначение

Процесс пайки тугоплавкими видами припоя происходит при температурах более 500 ⁰С. За счет воздействия температур и свойств вещества, результатом получается прочный вид соединения. Недостаток применения заключается в том, что возможен перегрев детали, некорректная работа после сборки.

Флюс паяльный применяется как легко сплавная разновидность, в сфере монтажа радиотехники и других мелких работ. Температурные режимы работы составляют до 500 ⁰C, что позволяет не портить соединения и платы. Основные примеси при работе – свинец и олово. Сверх легкоплавкие виды используются при работе с транзисторами и других соединений, температура поверхности окисления не достигает 150 ⁰С.

Флюс для пайки микросхем

Флюс для пайки тонких поверхностей используется в легко сплавном виде, твердотельные, объемные детали пропаиваются твердыми типами припоев. Зачем нужен флюс и основные требуемые характеристики:

  • Высокие показатели теплообмена, проводимости электрического тока.
  • Прочное соединение.
  • Допустимый размер растяжки.
  • Устойчивость к процессам коррозии материалов.
  • Показатели температуры плавки должны отличаться от размягчения материала.

Распространенной формой для производства вещества спайки является прут из олова, диаметр сечения применяется от 1 до 5 мм. Существует несколько других видов, такие как проволочные катушки, трубочки с канифолью, ленты и другие.

Существуют припои многоканальные, конструкция изделия состоит из некоторых материалов, используется для более надежной пайки. Продаются данные изделия в спиралевидной форме, содержатся в колбах и смотках. Пайка электро схем происходит с использованием трубочной разновидности состава. За счёт наличия смолы канифоли, соединение материалов меди, серебра или латуни происходит значительно надежнее.

Типы флюсов для пайки

Флюсы разделены на несколько разновидностей, в основном отличающихся по типу воздействия на детали в процессе пайки. Канифоль и другие составы на ее основе обладают меньшей активностью, основное предназначение спаивание электросхем, других радиотехнических соединений. Флюс, используемый для пайки микросхем удаляет тонкий оксидный слой на материалах, способствуют противостоянию коррозии за счет не высокого воздействия. Повышаются характеристики спайки с использованием глицерина, спирта или скипидара.

Читайте также:  Как рассчитать поперечное сечение провода одножильного и многожильного кабеля и определить его диаметр

Выбор канифольной разновидности состава обуславливается его нейтральностью. Бескислотный флюс с припоем, получил применение при работе с радиодеталями благодаря бескислотному составу, который является диэлектриком, не образует утечки тока. На основе канифоли производятся активированные типы флюсов, к составу которых включаются аминовые, кислотные соединения, например салициловая кислота. Использование активного компонента позволяет соединять различные типы металлов без предварительной очистки поверхностей.

Тугоплавкие припои широко применяются при больших объемах работ, устойчивы к резким температурным перепадам и механическим воздействиям. Данные флюсы разделяются на соединения с медью цинка или фосфора, а также полностью из серебра. Применение цинково-медного сплава не оправдано дорого, а прочность не высока. Жидкий флюс активно используется при спайке медных изделий, автомобильных радиаторов.

Изделия из меди или латуни спаиваются фосфорно-медным сплавом припоя, материалы обычно не сильно подвергаемые нагрузкам, применяется на замену серебряного припоя. Необходимо помнить, что при пайке чугуна крайне не рекомендуется применять твердые припои, так как при процессе пайки образуются хрупкие элементы, способствующие разрушению шва. Рациональным вариантом при спаивании железных материалов является серебро, но оно очень дорого обходится при массовых работах.

Активные флюсы

Составы на основе соляной кислоты в чистом виде именуются активными веществами. С ее помощью спаиваются железные изделия. Разновидность активного состава также производится из хлористого цинка, который возможно получить в домашних условиях. Паяльная кислота взаимодействует с веществом за счет реакций цинка при обработке поверхностей материалов. Активный флюс отличается повышенной химической активностью, эффективно снимает пленки с поверхности деталей, реагирует на сам металл.

Благодаря использованию активных составов происходит надежное соединение металлов. Повышенная электропроводность дает возможность соединять крупные провода или изделия. Данный флюс не применяется к радиотехнике, т.к. остатки химического состава трудно удаляются с плат, они быстро разъедают соединения.

Бескислотные флюсы

Категория флюсов, приготовленных на основе глицерина, этилового спирта или скипидара называется бескислотным или неактивным составом. Канифоль применяется при температурах до 150 ⁰, растворяет тонкие слои поверхности металлов меди, свинца или олова, производя качественную очистку.

Основное применение производится при необходимой пайке поверхностей с отсутствием разъединения материалов. Используется при работах с мелкими деталями, электро схемами или платами радиодеталей.

Активированные флюсы

Изготавливается данный тип на основе солянокислого анилина либо кислоты салициловой. Применяется при пайке всех видом соединений, которые не требуют предварительной зачистки.

Используется при соединении материалов, которые подвержены механическим воздействиям.

Антикоррозийные флюсы

Задача антикоррозийных флюсов состоит в очистке места спайки от коррозийных отложений, защите от окислов при дальнейшем использовании детали. Основной компонент – ортофосфорная кислота, которая используется при изготовлении антикоррозийных пропиток. Основное отличие от кислотных составов в том, что отсутствует разрушающее воздействие на структуру металла, происходит зачистка от коррозии за счет химической реакции при температурных воздействиях.

Защитные флюсы

Предназначение состоит в защите материалов от дальнейшего окисления, за счёт обработки предварительно очищенных деталей. Отличительные черты – это отсутствие химического воздействия, из-за слабой химической активности вещества. Для изготовления применяются вазелин, воск, оливковое масло, другие маслянистые вещества. Основное предназначение представляется к использованию микросхем и мелких технических деталей.

Альтернативные виды припоев используются для различных целей при спайке. Бур, смешанный с канифолью используется для пайки медных трубок, не нуждается в предварительной зачистке изделия, температура плавления начинается от 70 градусов, в процессе не выделяются вредные вещества. Жидкие припои на основе золота, вазелина, салициловой кислоты используются при спайке радиаторов и одножильных проводов, в результате получается чистый и аккуратный шов.

Хранение

Основное распространение флюсов происходит в жидкой форме. При хранении необходимо соблюдать указания производителя, тщательно закупоривать упаковку. В противном случае, из-за разгерметизации упаковки, происходит потеря химических свойств и испарение действующего материала.

Хранение флюса-пасты происходит в помещениях с относительно низкой влажностью, закрытых тюбиках или емкостях. Взаимодействие с влагой дает разрушение химического состава, влияет на уровень коррозии при работе с флюсом. Большинство флюсов отличаются повышенной воспламеняемостью, поэтому такие вещества рекомендуется хранить вдали от огня, солнца, при температуре не более 25 ⁰С. Окружающие условия с пониженными температурами могут привести к обмораживанию некоторых элементов состава, в процессе работы которые могут выделить влагу, образовать коррозию в последующем времени.

Применение флюса

Процесс выполнения пайки требует подготовки материалов перед нанесением вещества. Поверхности зачищаются, покрываются флюсов, разогреваются паяльным устройством до необходимой температуры. Кончиком паяльника отсоединяется небольшая часть припоя, который должен хорошо растекаться, после чего равномерно наносится на поверхность детали.

Наилучшим составом для пайки является олово, однако в чистом виде оно стоит не дёшево, достаточно редко возможно встретить на рынке. Применяются оловянно-свинцовые сплавы, с температурой плавки около 200 ⁰С, соединения выходят достаточно прочными и крепкими, благодаря активным веществам. Припой обозначается буквами ОС, что называется оловянно-свинцовый, цифры указывают на содержание олова в процентном соотношении, конечным результатом на бирке таких припоев получается ОС-40 или ОС-60.

Без свинцовый флюс применяется небольшими количествами при пайке контактов сложных электро схем, температура процесса не превышает 300 ⁰С. Сверх легкоплавкие составы используются для деликатных работ, плавятся при 100 ⁰С. Припой такого типа должен хорошо растекаться, не обладает высокой прочностью, используется на неподвижных материалах.

Без применения специальных элементов при работе паяльником не удастся достичь достойного соединения деталей. Достаточно опробовать самостоятельно произвести процесс без специальных растворов, на получение соединения уйдет уйма времени, а наносимый припой в последствие обвалится.

Как приготовить флюс для пайки своими руками

При спаивании радиотехнических материалов возможно использовать флюс, приготовленный самостоятельно. Припой используется диаметром 2 мм небольшими кусками. Приготовление потребует металлической емкости, с заранее просверленной дыркой необходимого диаметра на дне. Оловянно-свинцовый раствор нагревается до температуры плавления, после чего из подготовленного отверстия вытекает вещество. После застывания прутков, необходимо разделить их на кусочки необходимого размера.

Процесс приготовления может происходить в различных емкостях, технология состоит из нескольких простых шагов:

  • Развесовка пропорций олова и свинца.
  • Расплавление происходит в закаленном тигле, помешивается для исключения прилипания раствора к стенкам.
  • Снимается тонкая пленка отложений с поверхности чаши.
  • Заключительным этапом является разлив жидкости в заготовленные формы.

После любых процессов пайки, шок необходимо протирать ацетоном или специальным спиртом. В последнее время получили распространение без отмывочные припои, преимущество которых:

  • Отсутствие компонентов, приводящих к окислам и коррозии.
  • Не проводят ток.
  • После процесса не требуется процесс зачистки.

Для нанесения жидкого припоя используется кисть или ватная палочка, возможно использовать приспособление, изготовленное самостоятельно для удобной работы. Медицинский шприц разрезается на две части, к нему вставляется кусок силиконового шланга, иголка укорачивается, изгибается под небольшой градус.

Паяльная паста, изготовленная при домашних условиях, может облегчить процесс пайки. Для изготовления необходимо измельчить твердотельный флюс крупнозернистым напильником на металлическом материале. Использование мелкозернистого паяльника не разумно, так как флюс попросту забьётся в его зубья. Полученный порошок необходимо смешать с канифолью и спиртом, если паяльная паста получилась густая, к ней добавляется спирт до получения однородной массы. Паста помещается в герметично закрывающуюся емкость, т.к. если она взаимодействует с влагой, в последующем возможны образования коррозии спаянных деталей. Для наилучшего нанесения, удобного использования, возможно изготовить шприц из подручных инструментов.

Изготовленная своими руками конструкция поможет использовать флюс – пасту при нанесении на труднодоступные детали. Для предотвращения засыхания, возможности повторного использования, следует использовать проволоку, заткнув выходное отверстие.

При выполнении любых работ по пайке следует воспользоваться средствами индивидуальной защиты. Химические газы, выделяемые при разогреве могут повредить дыхательные пути или органы зрения человека. Использование качественных флюсов предотвращает от отравления газами.

Как правильно выбрать флюс

Наиболее удачные флюсы для пайки мало испаряются и не горят при повышенных температурах, результаты отложений вещества легко удаляются с поверхности, а если удаление не доступно, то не вызывают коррозии к последующему времени. Разделяются припои на активные и неактивные, первый вариант достаточно сильно взаимодействует с отложениями на металлах, может нанести вред здоровью при процессе пайки. Нейтральный вид более безопасный, однако обработка крупных поверхностей может затянуться на долгое время из-за отсутствия химических воздействий.

Жидкий бесканифольный среднеактивный флюс

Среднеактивные флюсы применяются в мастерских радиотехники. Соединения обрабатываются паяльником, затем флюсом для обеспечения заметного результата и быстрой пайки. Такие растворы обычно не пенятся при нагреве, легко наносятся на места соединений, широко распространены и сравнительно не дороги.

По многолетнему опыту мастеров качественный флюс является гарантом совершенной пайки. Выбор зависит от спецификации вещества, характера работ. Большинство флюсов используют по прямому назначению. Современные гелеобразные припои используются повсеместно, отличаются большим разнообразием активных компонентов и простотой использования.

Для выполнения качественных работ необходимы хорошие инструменты. Паяльник, его жало, фен и припой опытный радиотехник подбирает высшего качества, т.к. цена в разнице с аналогами не высока, а качество работы будет на высшем уровне. Применение самых передовых, современных паяльных инструментов не даст возможности произвести достаточно хорошую пайку без сопутствующих флюсов.

Флюс для пайки микросхем

Во многих отраслях промышленности и производстве используют флюс для пайки микросхем, который служит неотъемлемым атрибутом неразъёмного характера соединения твёрдых материалов между собой. Для того чтобы обеспечить качественное соединение понадобятся специальные наборы, рабочие инструменты, а также расходные вещества в виде припоя и жидкого флюса для пайки микросхем. Согласно общепринятым правилам, материал должен иметь отличную природу низкой температуры плавления, а также малый удельный вес. Сочетание этих факторов позволит флюсу глубже проникать в структуру соединяемых металлических изделий, обеспечивая при этом прочность соединения.

Флюс для пайки радиодеталей

Какие виды и технологии существуют?

Опытный профессионал знает точно, какой флюс использовать для пайки микросхем, в то время как начинающий мастер должен изучить не один десяток технической литературы, чтобы правильно определить направление. Попробуем детально разобрать каждый материал твёрдого металла, где требуется правильно выбрать флюс для пайки микросхем.

  • Серебро. Для этого материала используют специализированный тип флюс гель для пайки, который предотвращает появление так называемой оксидной плёнки и позволяет обезжирить зону пайки. По общепринятым правилам, поверхность серебряного изделия необходимо прогреть до определённой температуры, где должна образоваться своеобразная защитная плёнка. Флюс для пайки микросхем с серебряным материалом негорючий и диапазон плавления варьируется от +520 С до +820 С.
  • Латунь. В этом случае используется универсальный флюс для пайки СКФ, который также используется для латуни, некоторых металлических изделий, а также меди, коррозийной стойких материалов, оцинкованного железа и т.д. По окончании рабочего процесса образуется универсальная технология обработки, которая включает в себя антикоррозийную защиту поверхности.
  • Нержавейка. Для группы нержавеющих металлов лучше всего использовать ортофосфорную кислоту, которая имеет классификацию средней группе неорганических компонентов. По своей сути материал образует гигроскопические миниатюрные бесцветные материалы кристаллов на своей поверхности. При достижении температуры +213 С материал флюса для пайки радиодеталей превращается в новый материал – пирофосфорную кислоту. В итоге, готовый материал имеет способность отлично растворяться в воде, поэтому в большинстве вариантов в его составе присутствует 85% раствор воды. К слову, жидкость имеет отличную способность растворяться также в растворителях, а также в этаноле. Раствор служит также веществом, который очищает поверхность обрабатываемого изделия от ржавчины и прочих коррозионных эффектов.
  • Алюминий. Традиционно используют флюс для пайки микросхем, в составе которого присутствуют оловянно-свинцовые компоненты припоя. Но, в последнее время разработаны иные материалы для соединения деталей из алюминия, где в качестве компонентов используют цинк, а также кадмий или улучшенный висмут. Использование данных компонентов обеспечивают высокое соединение алюминиевых деталей. Правильный выбор компонентов для соединения алюминия зависит от многих второстепенных факторов, и нередко используют «бинарный вариант флюса», где в обязательном порядке присутствует ортофосфорная или обычная фосфорная кислота. Процесс безотмывочного нанесения вещества предусматривает нанесение тонким слоем, при этом в конечном итоге появляется отбеливающий эффект на алюминиевых концах обрабатываемого изделия. По окончании работы не требуется дополнительная зачистка алюминия.
  • В радиоэлектронике. Для небольших и несложных работ с радиоэлектроникой используют флюс для пайки микросхем своими руками на основе канифоли, который имеет свойство растворяться в спиртовой основе. Очень часто используют традиционную спирто-бензиновую смесь. Главное требование использования данных материалов, это низкая степень утечки тока, а также максимально низкие данные коррозийности обрабатываемой поверхности.
  • Черные металлы. Этот тип материала имеет специальные физические и химические характеристики, поэтому для черных металлов используют припой на основе хлорида цинка, который имеет категорию либо малого (низкого), либо среднюю степень рабочей активности. Рекомендуется данный тип флюса использовать для эмалированных ванн. Активный вариант припоя позволяет перед началом рабочего процесса удалить оксидную плёнку с обрабатываемой поверхности, а также снизить возможное натяжение по поверхности материала обработки. Обратите внимание, что активный материал для припоя бывает в виде порошка, жидкой пасты, а также как в чисто жидком виде. В последнее время промышленность производит специальную флюс-пасту, которая облегчает рабочий процесс пайки поверхности изделий из чёрного металла.
  • Медь. Для соединения любой медной поверхности изделия применяют основу припоя, в составе которого присутствует медно-фосфорная основе, с обязательным составом компонентной составляющей 15% серебра. Главная характерность таких припоев, это отличное сцепление меди в экстремальных условиях эксплуатации, поэтому такой вариант нередко используют в холодильной промышленности. Высокая текучесть, это один из положительных моментов припоя, который растекается по всей поверхности, обеспечивает заполнение пор повреждённых участков медных труб.
Читайте также:  Асинхронный двигатель: конструкция с короткозамкнутым ротором, работа трёхфазного варианта

ТОП-10 флюс компонентов для пайки радиодеталей

Для того чтобы обеспечить высокое соединение участков пайки микросхем, промышленность предлагает разнообразные варианты выпуска припоев. Ниже приведём наиболее известные варианты:

  • Раствор таблетки аспирина в одеколоне, салициловом спирте, нашатырь с глицерином. Это самый простой способ, который можно изготовить самостоятельно.
  • Паяльная кислота или ортофосфорная. Самый массовый вариант припоя, который имеет один характерный недостаток, это резко токсичный запах, который негативно влияет на организм.
  • Бура. Для этого флюса предусмотрен вариант высокой температуры пайки до +900 С, то есть можно паять горелкой. По окончании работы необходимо смывать обрабатываемую поверхность.
  • Паяльный жир. Медленный вариант припоя, который имеет вялую текучесть. Рекомендуется использовать для тех частей поверхностей металлов, которые имеют очень сильное загрязнение, например – радиатор автомобиля.
  • Флюсы различной направленности. Серия ЛТИ, ТАГС, ЗИЛ, ФИМ и т.д. Очень сильный эффект пайки, который позволяет добиться хороших результатов соединения поверхностей изделия. Недостаток – необходимо постоянно проветривать помещение от скопления газов и продуктов испарения.
  • Канифоль. Природный материал, который подарен матушкой-природой. Отличная способность к соединению любых сложных изделий. Недостатки мизерные, чаще всего материал издаёт едкий запах, который затрудняет рабочий процесс пайки.
  • Спиртовой канифольный флюс или ФКС или СКФ. Самый доступный и популярный флюс в радиоэлектронике, который на 60-80% состоит из обычного спирта, а оставшаяся часть 20-40% это обычная канифоль. Такой состав можно приготовить даже в домашних условиях.
  • Бронза. Рынок гелевых паст представлен широко, мы рекомендуем обратить внимание на Amtech RMA-223, где в составе присутствует канифоль, а также растворитель.

Флюс для пайки – что это такое и для чего он нужен

Флюс для пайки – различные по происхождению вещества или многокомпонентные смеси, применяемые для удаления пленки окислов и других соединений с поверхностей, на которые будет наноситься припой. В зависимости от агрегатного состояния, они бывают твердыми, жидкими, порошкообразными, а также в виде геля.

Для чего нужен флюс

Основными функциями этих веществ являются следующие:

  • Удаление пленок посторонних веществ, препятствующих процессу пайки;
  • Улучшение смачивания спаиваемых деталей;
  • Улучшение растекания припоя и его фиксации со спаиваемыми поверхностями;
  • Предотвращение окисления нагретого в процессе пайки металла.

Без использования флюса процесс пайки может оказаться малоэффективным, надежность и качество выполненных работ – очень низкими.

Виды флюсов

Все флюсы подразделяются на 3 большие группы:

  • Кислотные (активные);
  • Слабоактивные;
  • Нейтральные (неактивные или защитные).

Основным практическим различием активных флюсов от слабоактивных и нейтральных является необходимость удаления их остатков по завершению процесса пайки – входящие в состав таких веществ кислоты и агрессивные соли, оставаясь на спаянных поверхностях или деталях, будут причиной ускоренной коррозии.

На заметку. Помимо описанной выше классификации по температуре плавления, все данные вещества подразделяются на две большие группы: легкоплавкие и тугоплавкие.

Легкоплавкие (канифоль, ее спиртовые растворы, паяльные кислоты) вещества применяются для пайки черных и цветных металлов оловянно-свинцовыми припоями при температурах до 5000С. Тугоплавкие вещества (прокаленная бура, раствор буры в борной кислоте, хлориды кальция и бария) используются для пайки черных и цветных металлов медными, серебренными и медно-латунными припоями при температурах свыше 5000С.

Канифоль

Представляет собой твердое стекловидное аморфное вещество светло-желтого или темно-оранжевого цвета, получаемое из смолы хвойных пород. Плавится при небольшой температуре, выделяет мало дыма и вредных для человеческого организма веществ.

Применяют канифоль при пайке радиодеталей легкоплавкими оловянно-свинцовыми припоями.

Паяльные кислоты

Данный вид флюса представлен неорганическими низко концентрированными кислотами: ортофосфорной или соляной. Для увеличения активности кислоты и улучшения растворения ею оксидных пленок в нее часто добавляют такую соль, как хлористый цинк. Благодаря текучести, она хорошо подходит для работы в труднодоступных местах.

Интересно. Недостатком паяльных кислот является необходимость удаления их остатков после завершения паечных работ.

Применяют паяльные кислоты для лужения устойчивых к коррозии сталей, меди, железа с цинковым покрытием, деталей из никеля или хрома.

Спиртовые растворы

Наиболее распространенным составом данного вида является спирто-канифольный раствор, представляющий собой 20-25 % раствор канифоли, растворенной в этиловом спирте. Для увеличения активности и спектра выполняемых паечных работ в такой раствор часто добавляют различные соли: хлорид цинка, хлорид диэтиламмония, хлорида фениламмония. Благодаря жидкому агрегатному состоянию, он хорошо наносится на спаиваемые поверхности, не требует удаления остатков после завершения паечных работ.

Не содержащие добавок спиртовые растворы используют для обычной пайки с использованием легкоплавких припоев, содержащие различные активные соли разновидности применяют при пайке черных и цветных металлов, а также их сплавов (медь, латунь, алюминий и т.д.).

Основными недостатками спирто-канифольного раствора являются летучесть основного компонента – этилового спирта, его усиленное испарение при пайке и хранении в негерметично закрытой емкости.

Водные растворы и подручные средства

Данный список самодельных веществ представлен чаще 16%-ти процентным водным раствором ортофосфорной кислоты с добавлением 3,7-4,0% этилового технического спирта. Используются такие растворы для пайки, как черных, так и цветных металлов, их сплавов.

Готовые составы

Представляют собой готовые составы (паста флюс, состав марки фпп), удобные для нанесения и часто помещаемые внутрь трубчатого припоя проволоки. Применяются, как правило, при пайке легкоплавкими низкотемпературными припоями.

Бура – высокотемпературный порошкообразный флюс, применяемый при пайке стальных, чугунных, бронзовых и медных деталей с использованием тугоплавких медно-цинковых или серебряных марок припоев.

Часто буру для удобства и увеличения эффективности растворяют в борной кислоте. Благодаря небольшой цене и широкому спектру выполняемых с помощью буры паечных работ, она является универсальной и востребованной как в радиоэлектронике, так и в пайке цветных и черных металлов.

Гелевые флюсы

Гелевые флюсы – самые удобные и надежные. Представляют собой смесь измельченного канифолевого порошка и растворителя. Выпускаются в небольших шприцах для специальных пистолетов-дозаторов, хорошо наносятся, не требуют удаления со спаиваемых поверхностей. Применяются такие вещества для паечных работ в радиоэлектронике.

Хранение

Хранят подобные вещества в закрытых герметичных емкостях в местах, недоступных маленьким детям и домашним животным. Не следует хранить их вместе с продуктами питания, лекарственными препаратами, семенами сельскохозяйственных культур. Желательно для таких веществ предназначить строго определенный шкафчик или ящик.

Применение флюса

Способ применения данных веществ определяется их агрегатным состоянием и химическим составом:

  • Твердую канифоль наносят на спаиваемые поверхности жалом паяльника, на котором уже есть расплавленный припой;
  • Паяльную кислоту наносят на спаиваемые детали или поверхности небольшой кисточкой, ватной палочкой или простой спичкой;
  • Жидкий спирто-канифольный флюс наносится при лужении с помощью небольшого носика дозатора, установленного на емкости с раствором.
  • Гелеобразные вещества наносят с помощью специальных пистолетов дозаторов, в которые вставляются картриджи.

Важно! Так как флюсы – это в своем большинстве небезопасные для здоровья человека вещества, при их нанесении следует соблюдать максимальную осторожность. Если данная субстанция для лужения попадает на кожу руки, ее следует незамедлительно смыть, при необходимости нейтрализовать соответствующими веществами.

Как приготовить флюс для пайки своими руками

Разобравшись с тем, что такое флюс для пайки, стоит рассмотреть самый простой способ самостоятельного изготовления подобного вещества, используемого при пайке радиодеталей, для лужения печатных плат:

  1. Несколько кусков канифоли заворачиваются в плотную ткань;
  2. При помощи ударов тяжелого молотка по образовавшемуся кульку находящаяся внутри канифоль тщательно измельчается;
  3. Полученную измельченную канифоль засыпают в емкость с этиловым спиртом и, помешивая, растворяют в нем полностью.

Для того чтобы ускорить растворение канифоли, емкость со спиртом помещают в небольшую кастрюльку с горячей водой. Для получения гелеобразного вещества в полученный раствор добавляют глицерин.

Как правильно выбрать флюс

Для того чтобы правильно выбрать флюс паяльный, необходимо учитывать следующие критерии:

  • Материал спаиваемых поверхностей – если спаивают детали из латуни, черных металлов, хрома или никеля, то используют буру, борную, соляную или ортофосфорную кислоты. Если планируется паять чувствительные к перегреву радиодетали, используют легкоплавкие низкотемпературные флюсы: канифоль и ее спиртовые растворы, гели.
  • Удобство нанесения – при пайке печатных плат, мелких радиодеталей используют жидкие и гелеобразные вещества,
  • Безопасность для здоровья – наиболее безопасны гелевые марки флюсов. Лидерами в списке вредных и потенциально опасных веществ данного вида являются кислоты.

Чем заменить флюс для пайки

Если необходимый флюс по каким-то причинам отсутствует, его можно заменить следующими подручными веществами:

  • Водный раствор аспирина;
  • Лимонная кислота;
  • Уксус;
  • Канифоль с обычным свиным жиром.

Все данные подручные средства хоть и не обладают всеми достоинствами специализированных составов, но при правильном использовании пайка с их использованием будет достаточно качественной и надежной.

Таким образом, разобравшись с тем, что собой представляет паяльный флюс, и для чего он нужен, можно сказать, что его применение является неотъемлемым этапом в технологии паечных работ, без которого получаемое соединение будет ненадежным и недолговечным.

Видео

Добавить комментарий