Флюс для пайки микросхем как выбрать: можно ли использовать жидкий флюс? Какой выбрать, чтобы паять микросхемы в телефоне? Лучшие флюсы для пайки микросхем

alexxlab | 07.03.2023 | 0 | Разное

Флюсы для пайки микросхем и других радиодеталей: классификация и применение

Пайка — процесс соединения элементов электрической схемы между собой, требующий использования специальных инструментов и присадочных материалов, одним из них является флюс. В соответствии с общепринятыми правилами он должен иметь низкую температуру плавления и небольшой удельный вес. Только при сочетании этих свойств флюсы для пайки радиодеталей смогут глубоко проникнуть в структуру соединяемых элементов, обеспечивая тем самым необходимое качество соединения.

• Основные требования к материалу
  • Активные смеси
  • Пассивные вещества
• Популярные флюсы для пайки

Основные требования к материалу

Для получения качественного соединения радиодеталей их поверхность должна быть очищена от оксидной пленки и жира. Именно для решения этой задачи и используются флюсы, к которым предъявляются следующие требования:

• Они не должны вступать в химические реакции с припоем.
• Эффективное удаление загрязнений с поверхности соединяемых деталей.
• Способность увеличивать текучесть припоя по поверхности соединяемых элементов и их смачивание.
• Остатки флюса должны легко удаляться.
• Температура плавления должна быть ниже в сравнении с аналогичным параметром припоя.

Сегодня все флюсы для пайки микросхем и других радиодеталей принято делить на две группы: химически активные и нейтральные.

Активные смеси

В их состав входят реагенты на основе кислот, например, соляной или ортофосфорной. Такие материалы эффективно устраняют окислы и жировую пленку, но после завершения пайки необходимо тщательно очистить место соединения. В противном случае возможна быстрая коррозия металла. Активные флюсы в радиоэлектронной промышленности стараются использовать максимально реже, так как они негативно влияют и на текстолит печатных плат.

При работе с ними необходимо проявлять максимальную осторожность, так как попадание на кожный покров кислотосодержащих веществ может вызвать ожог, а пары весьма токсичными. Наиболее популярными среди активных флюсов являются бура, хлористый цинк, нашатырь, а также ортофосфорная и паяльная кислоты.

Пассивные вещества

Представители этой группы хорошо справляются с жировыми загрязнениями, но не столь эффективны в борьбе с оксидными пленками. Все они являются органическими соединениями и не способны вызывать коррозию, что позволяет защитить радиоэлементы от окисления. Пары большинства пассивных материалов опасны для человека, кроме ЛТИ-120, в составе которого нет вредных компонентов.

Популярные флюсы для пайки

Сегодня в радиоэлектронной промышленности используется большое количество флюсов. Наиболее популярные варианты:

• Канифоль — хотя и принадлежит к группе пассивных материалов, в ее состав входят кислоты, и после завершения пайки рекомендуется удалять остатки флюса. Это один из наиболее популярных и доступных материалов. Так как твердую канифоль достаточно сложно использовать, то чаще всего в радиоэлектронной промышленности используют жидкую.
• Паяльная кислота — содержит такие сильные вещества, как хлористый цинк, а также соляную и ортофосфорную кислоты. Этот флюс является доступным и недорогим. С его помощью можно соединять практически все металлы, но не стоит забывать о высокой токсичности паяльной кислоты.
• Бура — представляет собой соль борной кислоты и выпускается в виде порошка. Для приготовления флюса необходимо растворить в воде. Так как бура принадлежит к группе активных, то после завершения работы с ней, необходимо тщательно удалить остатки.
• Паяльный жир — в зависимости от состава может быть как активным, так и пассивным. Этот материал отлично очищает поверхность от жировых загрязнений, но остатки испаряются длительное время.
• ЛТИ-120 — недорогой и доступный материал, пользующийся большой популярностью. Среди недостатков можно отметить быстрое испарение и некоторую токсичность.
• СКФ — представляет собой смесь сосновой канифоли и этилового спирта. Пассивный флюс, который можно легко приготовить самостоятельно. При работе практически не коптит, но быстро испаряется.
• ФТС — пассивный флюс, в состав которого не входит канифоль.

В радиоэлектронике используется большое количество флюсов, но многие из них имеют высокую стоимость и любители радиодела их практически не используют. В редких случаях применяются подручные материалы, но качество пайки в таких ситуациях оставляет желать лучшего.

Среди наиболее популярных следует отметить:

• Аспирин — пары достаточно токсичны, и необходимо проявлять максимальную осторожность при работе.
• Нашатырь — иногда используется в качестве замены флюсов.
• Глицерин — обладает остаточным сопротивлением, и его остатки должны быть удалены.

На качество пайки флюс оказывает огромное влияние. Для получения качественного соединения крайне важно правильно подобрать этот вид материала.

Как подобрать расходные материалы и аксессуары для пайки

Правильный выбор расходных материалов для пайки, таких как флюс, припой, жала для паяльника, насадки для фена и пр., не менее важен, чем выбор паяльной станции.

Фактически, используя самую передовую паяльную станцию с несоответствующим флюсом или жалом, которое не предназначено для выполнения требуемых задач, можно получить результат, говоря техническим языком — противоположный положительному.

С тех времен, когда инженеры использовали классический 60-ваттный паяльник с медным, выточенным напильником жалом, а также канифоль и припой ПОС60, воды утекло уже достаточно много. Поэтому, для выполнения большинства задач по пайке такой комплект уже не пригоден.

Процент использования дискретных элементов на плате неуклонно уменьшается, а количество SMD, BGA-компонентов и плотность монтажа – такими же темпами постоянно растут.

С вопросом выбора паяльной станции в таких условиях мы попытались разобраться в предыдущей статье. А вот с нюансами, которые касаются выбора расходников, будем разбираться в этом обзоре.

Поскольку обычный паяльник уже стал практически инструментом для бытовых целей, рынок паяльного оборудования предлагает широкий спектр паяльных станций специализированного назначения для восстановления, фактически, любой современной техники.

Выбор флюса

Как говорят радиолюбители: «Хороший флюс — половина дела!», а мы не можем не согласиться с таким утверждением, потому что именно от антиоксидантных свойств флюса зависит успешность пайки.

Не сильно вдаваясь в теоретические выкладки, мы попытаемся классифицировать флюсы не только учитывая их номинальные характеристики, но и опираясь на личный опыт эксплуатации.

1. Неактивные и среднеактивные флюсы на основе канифоли

Применяются в основном радиолюбителями для пайки медных проводов и дискретных радиокомпонентов. Являются «улучшенной версией» обычной канифоли за счет добавления разных веществ, называемых «активаторами», органического и неорганического характера. Такие флюсы, в отличие от обычной канифоли, имеют лучшие антиоксидантные свойства. Благодаря агрегатному состоянию флюса (жидкому или пастообразному) его можно наносить непосредственно на место пайки или на монтажную плату. Также стоит отметить невысокую стоимость таких флюсов.

BAKU BK 223

BAKU ZJ-18/BK-50

AG Chemia PASTA-L-100

Interflux IF 6000

Рекомендуется использовать эти флюсы только со свинцовыми припоями.

2. Среднеактивные флюсы для SMD-компонентов.

Требования к флюсам такого типа более жесткие:

• они не должны пениться и закипать во время пайки;
• должны обладать минимальной коррозийностью;
• легко наноситься на плату.

Чаще всего флюсы для SMD-компонентов можно обнаружить в сервисных центрах по ремонту мобильных телефонов. Иногда их используют для пайки и реболлинга небольших BGA-микросхем. Как правило, эти флюсы пригодны для использования, как со свинцовыми, так и с безсвинцовыми припоями.

TOPNIK GEL

AMTECH RMA223UV

Interflux IF 8001

AMTECH ANC4300TF/35

3. Флюсы для BGA-чипов.

Флюсы для BGA компонентов адаптированы под особенности SMT-монтажа. Кроме всех перечисленных выше особенностей среднеактивных флюсов для SMD-компонентов, флюсы для BGA также должны обладать высокими диэлектрическими свойствами. Часто в названии таких флюсов фигурирует фраза «No Clean», то есть они не требуют отмывки, так как процессе пайки фактически полностью испаряются.

Jovy Systems JV-F010

Interflux IF 8300

Interflux IF 8300-6

Interflux IF 8300-4

Гелеобразные BGA-флюсы являются универсальными. Например, инженеры нашего сервисного центра используют Interflux IF 8300-4 для любых видов пайки. Как и флюсы для SMD-компонентов, флюсы для BGA можно использовать как со свинцовыми, так и с безсвинцовыми припоями.

Выбор припоя

Выбор припоя сводится к выбору свинцового или безсвинцового, поэтому в этом вопросе все намного проще, по сравнению с выбором флюса.

Номинально пайка безсвинцовым припоем создает большую механическую прочность соединения, а его химический состав более экологически чистый (примерно 98% – олово, 2% — медь, серебро). На самом деле, ощутить это на практике весьма сложно, а в остальном безсвинцовые припои уступают свинцовым во всех аспектах:

• их труднее паять, и для этого нужно использовать специальные паяльные станции;
• они требуют использования исключительно дорогих флюсов;
• они хуже смачиваются и растекаются по паяным поверхностям;

Как правило, такие припои используются в авторизированных сервисных центрах, где служба контроля строго проверяет качество работы и ее соответствие директиве RoHS.

Cynel SN96A-0.7/0. 25

BAKU BK-10006

AMTECH ASN96A3C05-0.50

Среди свинцовых припоев можно обнаружить большое количество вариаций на тему классического ПОС60.

Pro’sKit 8PK-033F (ПОС63)

Pro’sKit 8PK-033DDS (ПОС62 с добавлением серебра 2%)

Pro’sKit 8PK-033DD

Cynel LC60-0.50/0.25 (ПОС 60 с добавлением флюса)

и многие другие.

Также катушки припоя могут отличаться весом и диаметром сечения проволоки. Здесь выбор зависит только от ваших потребностей.

Выбор жала для паяльника.

Прежде всего, нужно убедиться в том, что жало действительно подходит для вашей паяльной станции. Информацию об этом можно получить из описания товара, но лучше уточнить этот момент у менеджера или технического консультанта.

Далее нужно определиться со сферой применения паяльной станции и, отталкиваясь от этого, выбрать жало по форме и размеру наконечника.

1. Жала типа «игла». Наиболее часто встречаются в стандартной комплектации паяльной станции.

AOYUE T-I

Это жало удобно использовать для выпайки небольших компонентов. Теплопередача у такого жала не очень высокая.

2. Жало со скосом (односторонний срез). Это универсальный тип жала, поэтому, скорее всего, именно односторонний срез будет вашим основным рабочим жалом.

AOYUE T-2C

Модели с диаметром скоса 1~3 мм — подходят для монтажа, в первую очередь дискретных радиодеталей, а также для многих SMD-компонентов.

Модели с диаметром скоса 3~5 мм больше подходят для пайки массивных контактов, проводов.

Отдельный тип жала со скосом — это так называемая «микроволна». О чудодейственных свойствах «микроволны» сказано и написано уже многое. Мы же отметим, что действительно, на данный момент — это самый универсальный тип жала, с помощью которого можно успешно паять планарные микросхемы в разных корпусах, эффективно и просто залудить плату, соединять провода крупного сечения и при этом добиваться высокого механического и эстетического качества контактов. Весь секрет жала такого типа кроется в небольшой просечке на поверхности среза.

AOYUE T-3CM

Единственным недостатком «микроволны» является отсутствие моделей с диаметром среза меньше 2 мм. Это связано с трудностью нанесения просечки достаточного размера.

3. Жало двусторонний срез (клин). Сопоставимое по популярности с односторонним срезом, а вот выбор между ними, является, все же, делом личных предпочтений. Автор статьи предпочитает использовать такие жала с диаметром больше 5 мм для пайки массивных контактов.

AOYUE T-S3

4. Ножевидное жало

Его нельзя назвать универсальным, потому что при использовании его для решения обычных задач, по удобству оно уступает клиновидному. Поэтому сфера его применения достаточно специфическая. Такое жало очень эффективно в качестве очистителя контактных поверхностей под BGA-микросхемы. Кроме жала, вам для этой задачи потребуется также поглощающая припой лента-оплетка. Большие ремонтные комплексы для пайки BGA, в которых есть встроенный паяльник, например Quick IR2005, комплектуются ножевидным жалом именно с этой целью.

AOYUE T-K

5. Жало для SMD

Как можно понять из названия, данное жало создано специально для SMD-компонентов.

Его форма позволяет одновременно прогревать два контакта, что сильно упрощает процесс такого рода пайки.

Следует подбирать жало таким образом, чтобы оно соответствовало размерам компонентов, с которыми вы работаете.

AOYUE T-RT

AOYUE T-R

6. Жало тоннель.

Его можно встретить только в комбинации с мощными паяльниками (выше 100 Вт) или паяльными станциями для безсвинцовой пайки. Используют его для соединения медных листов или других задач, требующих большой теплоемкости жала.

AOYUE (LF) WQ-1402

Выбор насадки для термофена сводится к определению типа и размера микросхемы, для которой собственно она и приобретается.

Чаще всего встречаются насадки под корпуса BGA, SOP, QFP, PLCC, BQFP, SOJ, TSOL.

AOYUE 4141N

AOYUE 1132

Стоит обратить внимание на то, что турбинные паяльные станции (Lukey 702, Lukey 898, Lukey 868, Lukey 852D+Fan и Lukey 853D) несовместимы со стандартными насадками. Для их использования следует приобрести специальный переходник.

В следующих статьях мы расскажем об остальных расходных материалах и аксессуарах для успешной пайки.

Юрий Стахняк,
Технический специалист магазина инструментов Masteram

Флюс для пайки флип-чипов

: чистая или нечистая обработка?

DANIEL K. WARD

Flux — интересное вещество с долгой историей. Его использование восходит к бронзовому веку, когда пайка была разработана для изготовления оружия и украшений. Обычно используемый флюс канифоли в его натуральной форме представляет собой «жизненную кровь» или сок вечнозеленого дерева. Современные сложные синтетические флюсы изготавливаются из базовых химикатов. Флюс улучшает сцепление сходных или разнородных металлических поверхностей в процессе пайки; это улучшение достигается за счет химического разрушения флюсом оксидов на спаиваемых поверхностях и предотвращения образования других оксидов во время плавления и образования металлургической структуры (паяного соединения), которая соединяет поверхности вместе. Правильное флюсование абсолютно необходимо для формирования прочных и надежных паяных соединений, необходимых для электронных сборок.

За последние 10 лет большинство производителей электроники перешли от флюсов, требующих очистки после пайки, к флюсовым материалам и процессам, не требующим очистки. Флюсы без очистки оставляют остатки флюса, которые не нужно удалять с поверхности паяного узла перед окончательной упаковкой. Устранение очистки возможно из-за низкой химической активности остатков, остающихся на сборке, и их неспособности вызывать коррозию в большинстве рабочих сред электронных продуктов. Устранение процесса очистки, дорогостоящего и потенциально загрязняющего окружающую среду процесса, побудило основную отрасль перейти на флюсы, не требующие очистки.

Промышленность автомобильной электроники также смогла внедрить процессы пайки без очистки, но они должны защищать некоторые электронные продукты в герметичных или герметизированных корпусах. Такая упаковка необходима для предотвращения попадания химических реагентов агрессивной среды и их соединения с остатками флюса, вызывающими коррозию в процессе эксплуатации.

Преимущества и проблемы

Помимо этого краткого руководства по флюсу и пайке, есть определенные проблемы, связанные с флюсом без очистки и пайкой флип-чипов. Основное назначение флюса при пайке флип-чипов такое же, как и у любого другого компонента. Флюсирование соответствующими материалами обеспечивает образование прочной и надежной металлургической связи между ИС, припоем и подложкой. Второстепенная цель состоит в том, чтобы обеспечить «липкую» поверхность, чтобы удерживать флип-чип на месте на его контактных площадках при сборке до тех пор, пока не произойдет оплавление припоя. После пайки остатки флюса, оставшиеся на спаянном узле, не имеют собственной положительной ценности. На самом деле, это может оказать негативное влияние на структуру флип-чипа.

Документально подтверждено, что остатки флюса на поверхности ИС и подложки, которые находятся в тесном контакте с подложкой, могут вызвать отсутствие адгезии и последующее отслоение подложки от кристалла ИС и подложки, вызывая преждевременный припой отказ от усталости. На эту тему опубликован ряд технических статей. Существует также значительное количество работ, подтверждающих, что доступны флюсы без очистки, которые не приводят к нарушениям расслаивания. Я утверждаю, что авторы обоих типов статей правы. Настоящая проблема заключается в среде приложения разрабатываемого продукта. Если это потребительский продукт, такой как сотовый телефон или компьютер, флип-чипы могут быть собраны с использованием неочищенных флюсов и в результате получится надежный продукт. Если сборка представляет собой контроллер двигателя для применения под капотом автомобиля, остатки флюса необходимо удалить.

Уменьшение расслаивания: Разрабатываются новые флюсы для уменьшения эффекта расслоения остатков флюса. Одним из подходов является эпоксидный флюс, который флюсует область пайки во время пайки, а затем соединяется с материалом подсыпки, образуя единую систему инертного материала во время отверждения под заливкой. Другой подход заключается в использовании флюса, который возгоняется в процессе пайки и практически не оставляет остатков для взаимодействия с засыпкой. Еще одна рецептура заключается в добавлении «стимуляторов адгезии» к рецептурам без очистки, тем самым повышая (или, по крайней мере, не ухудшая) адгезию недосыпа к остаткам флюса.

Важно отметить, что остатки флюса являются только одной из возможных причин отслоения при недоливе. Несовместимая паяльная маска подложки и пассивация ИС материалами для заполнения также могут вызвать расслоение. В зависимости от материалов, выбранных для конкретной конструкции, возможно, что все три фактора вызывают расслоение одновременно, поэтому не стоит винить во всех своих проблемах флюс.

Объемный остаток: Также важно рассматривать вопрос об остатке с чисто объемной точки зрения. Остатки флюса под перевернутой стружкой образуют механические барьеры, которые могут препятствовать капиллярному заполнению заполнителя, оставляя пустые области под матрицей. Эти области могут быть либо свободны от какого-либо материала, либо заполнены только флюсом. В зависимости от типа и расположения этих пустот они могут способствовать преждевременному усталостному разрушению стыков припоя. В будущем, когда шаг выступов станет меньше, а зазор между матрицей и подложкой станет меньше, остатки флюса будут создавать более значительные механические помехи при нанесении недоливки.

Таким образом, очистка от остатков флюса из-под сборок флип-чипов предназначена для предотвращения отслоения недоливки от ИС и подложки в течение срока службы изделия. Было показано, что остатки снижают адгезию и создают пустоты, которые могут привести к преждевременному выходу из строя контактных площадок припоя в автомобильных приложениях. Флюс — это только один из материалов, который необходимо правильно выбрать для успешной сборки флип-чипа; взаимодействие всех материалов в сборке необходимо понимать и контролировать, чтобы максимизировать срок службы сборки.

ДЭНИЭЛ К. УОРД (Daniel K. WARD) — менеджер по передовой электронной упаковке для Delphi Delco Electronics Systems, One Corporate Center, P.O. Box 9005, Почтовая станция: D-16, Кокомо, IN 46904-9005; 765-451-3093; Факс: 765-451-3115; Электронная почта: [email protected]

Легко разместите комментарий ниже, используя свою учетную запись Linkedin, Twitter, Google или Facebook. Комментарии не будут автоматически публиковаться в ваших учетных записях в социальных сетях, если вы не решите поделиться ими.

для пайки микросхем и ремонта электронных плат

Для изготовления корпусов различных и SMD компонентов на основе их плат оптимален флюс-гель без очистки Martin, распространяемый в Германии. За 8-летний период обучения пайке мы перепробовали разные флюсы для ремонта телефонов, ноутбуков, видеокарт и другой электроники. Поэтому я с уверенностью рекомендую Flux Creme 0305 MA, наиболее подходящий для изготовления элементов и микросхем на платах электронных устройств.

Флюс для пайки

Цель потока

Типы флюсов

Преимущества Мартин Флакс

Флюс мартин для пайки чипов

Выводы:

Флюс назначение

Флюс припой – многокомпонентное вещество, предназначенное для равномерного распределения припоя, за счет проявления поверхностного натяжения.

Флюс припой используется для следующих целей:

1. Равномерное распределение тепла от жала паяльника и фена
2. Разрушение и удаление оксидных соединений (пленок) с колодок
3. Защита соединений от разрушения в процессе пайки
4. Смачивание спаиваемых поверхностей
5. Уменьшающая поверхностное натяжение паста BGA

Нанесение геля martin на macbook board

Типы флюсов

Для пайки электронных плат используются следующие типы флюсов:

• No-clean – не нужно смывать остатки после пайки. Хотя мы рекомендуем вам все же промывать флюс, чтобы избежать скопления пыли. Для промывки используйте: BR-2, Falcon 530 или Degreaser 9.0052
• Активные – в своем составе имеют кислоту, чаще всего соляную или фосфорную. Реагирует с металлической поверхностью сразу после нанесения.
• Неактивный – бескислотный, неагрессивный. Защищает поверхность от окисления, реагирует при нагревании

По физическому состоянию флюсы бывают:

• гелеобразные
• порошок
• жидкость
• твердый

Увеличение памяти видеокарты с помощью martin

Преимущества Martin Flux

Гель относится к вспомогательным материалам, используемым при пайке. Успех и качество выполненного ремонта часто зависит от того, какой флюс использовать при установке ответственных элементов. Это также снижает риск нарушения монтажного контакта на плате.

Преимущества Martin 0305 MA без очистки:

• высокая капиллярная проникающая способность
• нечистый (no clean) — не требует промывки после пайки,
• минимальный уровень остаточного ионного загрязнения
• исключает слипание припоя
• имеет стабильный химический состав
• равномерно распределяется по поверхности
• обладает оптимальной текучестью при температуре от 240 до 400 градусов Цельсия
• не проводит электричество
• устойчивый к внешним факторам
• малодымный

Flux Creme 0305 MA no clean

Флюс martin для пайки микросхем

Правильный выбор флюса во многом зависит от того, какие платы электронных устройств вы паяете.