Зачем при пайке флюс: Назначение разного вида флюсов для пайки

alexxlab | 19.07.1984 | 0 | Разное

Содержание

Мыть или не мыть — вот в чем вопрос

До сих пор одной из самых спорных тем в производстве электроники остается вопрос отмывать остатки флюсов после пайки или не отмывать? Увеличение степени интеграции компонентов приводит к постоянному уменьшению зазоров под корпусами компонентов, использование современных флюсов для пайки с низким содержанием твердых веществ и на синтетической основе требуют применения высокотехнологичных, сложных и дорогостоящих процессов отмывки печатных узлов после пайки. Всегда ли не удаленные остатки флюса могут приводить к катастрофическим последствиям в процессе эксплуатации аппаратуры? На эти и многие другие вопросы мы постараемся дать ответ в настоящей статье.

Основная функция отмывки печатных узлов — удаление остатков флюса, которые в процессе эксплуатации электронной аппаратуры могут оказать негативное воздействие на надежность печатных узлов, препятствуют нанесению влагозащитных покрытий, затрудняют выполнение электрического контроля, а также ухудшают внешний вид изделий. В современной технологии сборки печатных узлов наибольшее распространение получили процессы с применением флюсов, не требующих отмывки после пайки. К таким флюсам в соот- ветствии с международным стандартом J-STD-004 относятся канифольные слабо активированные флюсы, флюсы с низким содержанием твердых веществ и флюсы на органической основе. Такие флюсы обычно не требуют удаления остатков после пайки при эксплуатации аппаратуры в нормальных климатических условиях, однако в некоторых случаях может возникать необходимость удаления остатков флюсов.

Остатки канифольных флюсов и флюсов с низким содержанием твердых веществ состоят из:

  • канифоли или синтетических смол и их остаточных продуктов,
  • активаторов и продуктов их реакции.

В качестве активаторов обычно используются органические кислоты и галогенные соединения. Последние обладают свойствами ионов. Остатки таких флюсов не удаляются водой или спиртом. Широко применяемая спирто-бензиновая смесь тоже обладает крайне низкой эффективностью — плохо удаляются остатки флюсов с низким содержанием твердых веществ, не удаляются ионные водорастворимые компоненты (остатки активаторов, минеральные соли, остатки травильных растворов и электролитов).

В процессе изготовления, хранения и сборки печатных плат на них остаются различные полярные и неполярные загрязнения, некоторые из них приведены ниже в таблице 1:

Таблица 1 Загрязнения на поверхности ПУ

Типы загрязнений

Полярные

Неполярные

Соли гальванических растворов

Масла

Жиры

Соли травильных растворов

Смолы

Канифоль

Соли пота

Волосяное масло

Отпечатки пальцев

Косметика

Активаторы флюсов

Кремы для рук

Тиксотропные средства

Тиксотропные средства

Основные причины необходимости удаления остатков флюсов

Высокая температура. Остатки флюсов на основе природной химически обработанной канифоли или искусственных смол примерно до температуры 100°С являются хорошими изоляторами. Если происходит повышение температуры свыше 100°С, остатки флюса сначала размягчаются, а потом начинают плавиться оказывая диссоциирующее воздействие приводящее к образованию карбоксильных ионов. В результате возникающей ионизации изменяются электрические свойства, остатки флюса становятся проводником. Таким образом, возникает опасность возникновения повышенных токов утечки и коротких замыканий.

Рис. 1 Рост дендритов на поверхности паяного соединения

Повышенная влажность. Проблема понижения поверхностного сопротивления особое значение приобретает в современных условиях развития электроники по двум основным причинам:

  1. Уменьшаются расстояния между проводниками,
  2. Полупроводниковые компоненты развиваются от низко импедансных цепей к высоко импедансным, имея тенденцию к уменьшению потребляемой энергии. Поэтому, столь малые токи утечки как остатков флюсов 10–12 А, иногда оказывают существенное влияние на нарушение работы элементов логики. Токи утечки могут возникать за счет присутствия ионных компонентов. Однако, даже канифольные остатки флюса могут стать проводником при наличии тонкого слоя влаги. Влага в сочетании с диоксидом углерода, адсорбированным из воздуха формирует на поверхности канифоли карбоновую кислоту, которая имеет высокое содержание ионов.

Другие причины возникновения повышенных токов утечки. Токи утечки могут увеличиваться за счет появления в процессе пайки шариков припоя, остатков травильных растворов или солей припоя, возникающих в процессе изготовления печатных плат, а так же в случае роста металлических нитей. Металлические нити это волосоподобные кристаллы, которые растут спонтанно без приложения напряжения. Обычно нити растут на 0,01–10 мм в год и имеют диаметр в несколько микрон. Обычно тенденцию к образованию нитей имеют контактные площадки покрытые электрохимическим оловом.

Устранение подобных загрязнений достигается путем применения специализированного оборудования отмывки и эффективных промывочных жидкостей.

Дендриты. Дендриты тоже представляют собой металлические нити или кристаллы, которые растут на поверхности металла, но по электролитическому механизму (рис. 1). То есть для роста дендритов необходимо иметь электролит и напряжение. Скорость роста дендритов на катоде может достигать 0,1 мм в минуту. Аналогичный рост дендритов происходит и на аноде, но значительно медленнее. Рост дендритов наблюдается на проводниках с покрытием из серебра, меди, олово-свинца, золота, золото-палладия. Область роста дендритов ограничивается зоной поверхностного ионного загрязнения и наличием влаги.

Рис. 2 Отслоение влагозащитных покрытий с печатных плат с неудаленными остатками флюса

Влагозащитные покрытия. Для предохранения от воздействия влаги и агрессивных сред печатные узлы часто покрываются влагозащитными покрытиями. При этом особое внимание следует уделить совместимости влагозащитных материалов с остатками флюсов. Если остатки флюса не совместимы с влагозащитным покрытием, возможно ухудшение адгезии, отшелушивание и отслаивание влагозащитных покрытий (рис. 2). Важным параметром также является количество остатков флюса. Чем больше остатков флюса, тем выше вероятность возникновения дефектов влагозащитного покрытия.

Внешний вид изделия. Как правило, флюсы не требующие отмывки оставляют малозаметные остатки, незначительно ухудшающие внешний вид печатных узлов, тем не менее, в ряде случаев остатки флюсов приходится удалять по требованию заказчиков в косметических целях (рис. 3).

Рис. 3 Внешний вид паяных соединений с удаленными (А) и неудаленными (В)остатками флюса Высокое сопротивление контактов. Неудаленные остатки флюса могут покрывать тестовые площадки и контакты краевых разъемов (рис. 4). Так как канифоль и синтетические смолы при комнатной температуре являются хорошими изоляторами, тестовые точки могут иметь очень высокое сопротивление контактов, препятствуя обеспечению электрического контроля.
Рис. 4 Контакты,покрытые остатками флюса

Ручная пайка. Отечественные производители достаточно часто применяют жидкие “безотмывочные” флюсы, для ручной пайки полагая, что их остатки не требуют удаления. Однако, большинство жидких флюсов не требующих отмывки специально разработаны для машинной пайки волной припоя, только этот способ пайки гарантирует выгорание и разложение активаторов флюсов, не требуя обязательного удаления остатков после пайки.

Зачастую необходимость удаления остатков жидких флюсов при ручной пайке вызвана только частичным выгоранием активаторов. Флюс при ручной пайке, как правило, наносится кисточкой и попадает не только в места, подлежащие пайке, но и вокруг них на паяльную маску, соседние проводники и компоненты. Нагрев до температуры пайки производится локально, только в местах образования паяных соединений. Весь остальной флюс не подвергается термической обработке и сохраняет свою активность.

Воздействие остатков активаторов. Активаторы, входящие в состав флюса, содержат ионные соединения (галогены, соли и кислоты), которые в свою очередь могут вступать в реакцию с влагой, влияя на уменьшение поверхностного сопротивления. Несмотря на то, что остатки флюсов очень редко приводят к отказам в процессе работы, последствия коррозии могут быть очень серьезными (рис. 5). Наиболее распространенный механизм коррозии — электролитический. Электролитическая коррозия может возникать в двух случаях:

  1. При наличии электрического поля и водной пленки между двумя смежными проводниками (рис. 6а),
  2. На одиночных многослойных проводниках, например, при контакте двух разнородных металлов с разными потенциалами, например, медный проводник (+0,34 В), покрытый сплавом олово-свинец (-0,14 В). Так при наличии влаги и небольшого количества ионных компонентов возникает напряжение короткого замыкания и начинает протекать ток (рис. 6б).
Рис. 5 Последствия коррозии — разрушение проводника

Избежать электролитической коррозии возможно только в случае удаления всех следов влаги и ионных загрязнений с печатных узлов и обеспечив защиту от повторных загрязнений.

Класс аппаратуры. Влияет ли класс производимой аппаратуры на необходимость отмывки? Давайте попробуем ответить на этот вопрос. По надежности изделия электронной техники делится на три основных класса:

Класс 1 — Бытовая электроника: отмывка не требуется, так как изделия эксплуатируются в нормальных климатических условиях.

Класс 2 — Промышленная электроника — Необходимость отмывки зависит от условий эксплуатации изделий. При эксплуатации изделий, неподвергающихся влагозащите, в нормальных климатических условиях отмывка в большинстве случаев не требуется, однако в случае эксплуатации изделий в жестких климатических условиях, а также для высокочастотной электроники применение отмывки является оправданным. Кроме того требования отмывки остатков флюсов существенно зависят от типа (класса) используемого флюса.

Класс 3 — Спецтехника (военная, аэрокосмическая техника, системы жизнеобеспечения) — отмывка является обязательной.

Мыть или не мыть?

Мы рассмотрели лишь несколько основных причин необходимости удаления остатков флюса после пайки. Подводя итоги вышеперечисленным причинам можно утверждать, что для обеспечения максимальной надежности производимой электроники остатки флюса необходимо удалять. С другой стороны абсолютно очевидно, что процесс отмывки будет увеличивать себестоимость изделий. Следовательно, применение отмывки должно быть экономически оправданным. Поэтому,принимая решение о необходимости отмывки следует взвесить все доводы за и против: условия эксплуатации аппаратуры, требования по надежности и долговечности, затраты на обслуживание и ремонт производимой электроники, наличие необходимого оборудования для отмывки и контроля качества отмывки. Помните, что если Вы не можете организовать качественную отмывку, то ее лучше не проводить вообще, особенно при использовании «безотмывочных» флюсов.


какие виды бывают, состав и процесс применения

Процесс пайки заключается в соединении различных металлических деталей методом заполнения пространства между ними расплавленным металлом. Это сопровождается нанесением флюса на сопрягаемые поверхности. Удаление оксидной плёнки, лучшее растекание припоя по поверхности сопрягаемых деталей и более качественное их соединение — вот для чего при пайке нужен вспомогательный материал флюс.

Назначение материала

Задача флюсов — подготовить детали к пайке, очистить поверхности от жиров и солей, предохранить припой от окисления в процессе пайки и способствовать его лучшему растеканию по поверхности. Флюс при пайке продлевает срок службы соединений, так как защищает места пайки от окисления и разрушения. Флюс должен характеризоваться невысокой температурой плавления и малым удельным весом. Тогда он успеет растворить окислы, но не проникнет вглубь пайки. Хорошие флюсы не должны испаряться при нагреве и вызывать коррозию. Их можно легко удалять с деталей.

Классификация флюсов

Флюсы различаются по степени их воздействия на обрабатываемые детали. При пайке применяются следующие виды вспомогательных материалов:

Активные флюсы. Эти вспомогательные вещества активно взаимодействуют с соединяемыми металлами. В зависимости от соединяемых материалов и их свойств применяются следующие виды:

  • Содержащие разбавленную соляную кислоту. Используются при пайке цинка и оцинкованных металлов. После пайки детали необходимо очистить, чтобы избежать коррозии. Можно промыть в тёплой воде.
  • Раствор хлористого цинка (травленая соляная кислота). Используется при спаивании меди, медных сплавов и стали.
  • Хлористый цинк-аммоний. Получается при добавлении аммония в раствор хлористого цинка. Аммоний способствует повышению активности вспомогательного материала и понижает его температуру плавления.

Кислотные составы обладают химической активностью. После их применения требуется нейтрализация. Ещё одним свойством этих составов является высокая электропроводность, и поэтому они непригодны для применения в электротехнике.

Бескислотные. Их ещё называют неактивными. Они взаимодействуют только с припоем, а не с соединяемыми деталями. К ним можно отнести канифоль. Это прошедшая специальную обработку смола хвойных деревьев. Имеет вид стекловидных кусков жёлтого цвета, напоминающих янтарь. Содержит малое количество жирных кислот и не разъедает контакты, если не полностью удалена после пайки. Применяется для спаивания меди, серебра, латуни, золота. К неактивным флюсам можно отнести и вещества, изготовленные на основе канифоли с добавлением спирта, глицерина, скипидара.

Антикоррозионные. Применяются для очистки поверхностей соединяемых деталей от коррозии. Впоследствии на деталях должен образовываться защитный слой, препятствующий окислению. В состав этих соединений обязательно входит ортофосфорная кислота.

Защитные. Сюда относятся вещества, предназначенные только для защиты соединения. Это может быть вазелин, воск или минеральные масла. Наносить жидкий флюс можно ватной палочкой или кисточкой. Для удобства можно приобрести «флюс-аппликатор».

Вспомогательные вещества характеризуются разницей в консистенции. Они бывают:

  • жидкие;
  • твёрдые;
  • пастообразные.

Жидкие используются в труднодоступных местах. Пастообразные наиболее удобны в применении. Их легко наносить.

Ещё одним отличительным признаком разных типов флюсов является температура плавления. Низкотемпературные плавятся при температуре меньше 450 °C, а высокотемпературные имеют температуру плавления выше 450 °C.

Требования к вспомогательным материалам

Существуют общие требования, которые относятся ко всем видам вспомогательных веществ. Какими основные свойствами они должны обладать:

  • Текучесть и вязкость состава должны находиться в таком соотношении, чтобы имелась возможность смочить всю обрабатываемую поверхность без растекания за границы обработки.
  • Флюсы должны реагировать только с окисленными плёнками, а не с соединяемыми деталями и припоем.
  • Флюс должен обладать меньшей адгезией, чем припой.
  • Вещество не должно испаряться или выгорать.
  • Флюс должен легко удаляться после окончания работ.

Как паять флюсом: сначала нужно подготовить детали, потом обработать их материалом, далее разогреть детали до нужной температуры и внести припой в обрабатываемую зону.

Применение для различных металлов

Ортофосфорная и паяльная кислоты применяются для пайки деталей из нержавеющей и легированной стали. Бура используется при пайке чугуна, драгоценных металлов, никель-кобальтовых сплавов. Часто бура находит применение при ремонте водопроводных систем. Паяльный жир используется при пайке свинцовых муфт к свинцовой оболочке кабеля. Он состоит из канифоли, животного жира и стеарина.

Флюс марки ФППУ25 применяется для лужения и пайки токоведущих частей из меди и её сплавов. Для пайки чёрных металлов используется активный вспомогательный материал хлорид цинка.

Если нет готового флюса под рукой, то можно использовать вместо него раствор таблетки аспирина в одеколоне, фруктовый сок или оливковое масло.

Для создания прочного паяльного соединения необходим хороший паяльник с правильно подобранным жалом, а также припой и флюс, которые подходят для этого типа работ. Только при выполнении этих условий можно обеспечить необходимое качество соединения.

Флюс для пайки меди: характеристики, разновидности

Пайка позволяет соединить трубы и другие детали при температурах значительно ниже сварки без расплавления основного материала и образования переходных зон прочности. Использование флюса при пайке меди гарантирует получение качественного и прочного шва. Он очищает поверхность от окислов и защищает готовый шов от контакта с воздухом.

Требования к прочности определяют температурный режим пайки. В зависимости от этого берутся компоненты. Флюс всегда должен соответствовать припою по температуре плавления и составу.

Флюс для пайки меди

Особенности пайки с флюсом

При соединении медных труб с применением флюса можно производить пайку с температурой до 450⁰. При низкотемпературной пайке основной металл не деформируется, шов получается ровный и однородный, поскольку флюс хорошо смачивает поверхность, проникает в капилляры. Благодаря ему припой распределяется равномерно, в шве отсутствуют поры и шлаковые включения.

В процессе пайки высокотемпературных соединений флюс растекается по шву и закрывает его от контакта с воздухом, предотвращая окисление.

Флюс следует подбирать по припою. Он должен расплавляться раньше, чем сам припой, и обеспечивать хорошее соединение на капиллярном уровне.

Какими характеристиками должен обладать флюс для пайки медных труб

На качество шва и прочность спаивания медных труб влияют характеристики флюса и их правильный подбор с учетом состава припоя и, следовательно, температуры его плавления. Флюсы представляют собой вещества, активно вступающие в химические реакции с окислами, и инертные к элементам, составляющим припой. Их температура плавления ниже, чем у меди.

Положительные качества флюса для пайки медных труб:

  • легко наносится на поверхность;
  • имеет однородную консистенцию;
  • хорошо смачивает поверхность;
  • очищает от оксидов;
  • имеет вязкость меньше, чем у припоя;
  • не разрушается при нагреве;
  • после пайки равномерно растекается по поверхности шва;
  • не взаимодействует с медью;
  • не образовывает соединения с припоем.

Расплавленный флюс всплывает наружу, не оставаясь в шве. Он соединяется с припоем, покрывая зону пайки и защищая шов от окисления до полного остывания. Он должен равномерно ложиться на трубу в холодном состоянии и очищать ее при нагреве от окислов, не образуя поры.

Разновидности флюса

По степени активности и температуре плавления выделяют следующие разновидности флюса:

  • некоррозионноактивные;
  • слабокоррозионноактивные;
  • корозионноактивные.

Некоррозионные составы проявляют слабую активность при удалении окислов и используются ограничено. Применяется флюс для пайки медных труб и при реставрации изделий, покрытых серебром и патированных оловом и медью. Плавится при температуре до 300⁰. Основу некоррозионных флюсов составляют:

  • канифоль и другие смолы растительного происхождения;
  • воск;
  • вазелин.

Температура плавления большинства из них ниже 300⁰.

Для соединения деталей из сплавов меди применяют слабокоррозионные флюсы. Они способны удалить окисную пленку, имеют температуру плавления в пределах 450⁰. Основной состав — минеральные масла и жиры, кислоты. Получают флюсы химическим способом. Канифоль добавляют в состав для ослабления антикоррозионной реакции. При нагреве постепенно испаряются. Применяются для труднодоступных соединений, где сложно очищать поверхность от флюса.

Коррозионноактивные составы изготавливаются из неорганических кислот, хлористых и фтористых соединений. Используются для высокотемпературной пайки меди, стали, цветных металлов.

Вазелин

Каким припоем паять медные трубы

Припой для пайки выбирают в зависимости от его консистенции:

  • мягкий;
  • твердый.

Легкоплавкие материалы составляют основу мягких припоев, с ними работают при нагреве до 450⁰C. В их основе легкоплавкие металлы — олово и свинец. Для пайки мягкого соединения выпускаются припои, изготовленные из металла, вступающего в реакцию с оловом:

  • цинка;
  • свинца;
  • кадмия.

А также составы из легкоплавких веществ:

  • свинцово-серебряные;
  • индиевые;
  • висмутовые.

Процесс пайки происходит при низких температурах. Недостаток в относительно низкой прочности соединения.

Соединение труб водопровода и деталей ответственных конструкций выполняется твердыми флюсами, имеющими температуру плавления выше 450⁰C, в основном в пределах 700–900⁰C. В основе состава медь и серебро с добавлением фосфора:

  • медно-фосфорные;
  • медно-цинковые;
  • серебряные.

При плавлении они хорошо затекают в зазор, проникают в поры и соединяют детали на молекулярном уровне.

При высокотемпературной пайке с тугоплавкими припоями применяются флюсы, в состав которых входит бура (борат натрия), борная кислота. В качестве дополнительных компонентов применяются фториды и хлориды. Бура плавится при 743⁰C, но она гигроскопична. Перед использованием вещество необходимо прогреть — высушить, чтобы удалить кристаллы воды. Температура в печи должна быть в пределах 450⁰, время выдержки 40 – 60 мин. При добавлении к буре борной кислоты, ее также просушивают, все компоненты смешивают и перетирают в порошок. Хранить нужно в закрытой таре, без доступа воздуха и влаги.

Медная труба с припоем

Особенности самостоятельного изготовления флюса

Самостоятельно можно изготовить только флюсы для низкотемпературной пайки методом растворения или смешивания при подогреве. Остальные составы производятся химическим путем, требуют специального оборудования.

Для изготовления пастообразного флюса к 100 г сосновой канифоли добавляются кислоты:

  • олеиновая — 45 г;
  • стеариновая — 30 г;
  • пальмитиновая — 25 г.

Состав нагревается на паровой бане, поскольку выше 100⁰ может начаться химический процесс, и перемешивается, пока канифоль полностью не растворится в кислотах.

Флюс СКФ продается в магазинах. Он рассчитан на холодную пайку в диапазоне температур 250 – 280⁰. Его легко изготовить самостоятельно:

  1. Измельчить канифоль.
  2. Высыпать в емкость.
  3. Залить спиртом.

В теплом месте канифоль растворится. Изменить консистенцию состава можно добавлением канифоли или спирта. В случае образования осадка его можно удалить фильтрованием. На качество пайки созданного флюса это не влияет.

Этапы пайки медных труб

Для соединения элементов медного трубопровода применяют пайку, используют газовое оборудование для подогрева. Последовательность действий:

  1. Аккуратно обрезать трубу. Для этого необходимо использовать специальный труборез.
  2. Очистить губкой или салфеткой соединяемые детали от грязи, масла, пыли.
  3. С помощью грубой ткани или «металлической шерсти» снять с поверхности трубы и внутренней части фитинга окисную пленку.
  4. Нанести на трубу тонким ровным слоем флюс.
  5. Надеть фитинг.
  6. Греть горелкой до изменения медью цвета в зоне контакта с пламенем.
  7. Внести в зону пайки необходимое количество припоя.

Качество шва во многом зависит от равномерного прогрева деталей. Теплопроводность меди высокая, достаточно равномерно прогревать горелкой место стыка, водить ее по окружности, не держать долго на одном месте.

Для соединения двух труб можно обойтись без фитинга, достаточно расширить конец одной трубы специальным приспособлением и после нанесения флюса на обе спаиваемые поверхности, одеть ее на вторую.

Низкотемпературным способом можно паять медную проволоку и микросхемы. Для этого нужно очистить от грязи место соединения. Нанести флюс. Разогретые концы провода можно просто опустить в порошкообразную канифоль. После этого поднести припой и расплавить его. Вместо горелки используется паяльник.

Что такое флюс для пайки?

Процедура пайки может проводиться самостоятельно при наличии требуемых материалов и инструментов. Она применяется для соединения отдельных металлических элементов при применении припоя и флюса. Второе вспомогательное вещество позволяет существенно повысить качество получаемого шва. При рассмотрении того, что такое флюс для пайки, следует учитывать большое количество его разновидностей, только при правильном выборе и применении можно обеспечить требуемую надежность соединения.

Что такое флюс?

Паяльный флюс применяется при соединении нескольких материалов. В зависимости от особенностей структуры вещества температура, при которой может проходить пайка, варьирует в диапазоне +50…+500°C.

Выбор флюсовых составов проводится с учетом нижеприведенных моментов:

  1. Температура плавления. Все материалы характеризуются показателем температуры, при которой он становится пластичным.
  2. Вид материала тоже имеет значение. Некоторые из них могут вступать в химическую реакцию с используемыми веществами при пайке.
  3. Температурный режим работы. Некоторые получаемые изделия могут подвергаться воздействию жара со стороны окружающей среды.
  4. Устойчивость поверхности к образованию коррозии. Некоторые из них подвержены окислению. Коррозия становится причиной снижения электропроводности, прочности и других свойств.

Некоторые варианты исполнения изготавливаются в твердом виде, другие в мягком. Использование предусматривает воздействие высокой температуры, при которой происходит изменение состояния.

Предназначение

При применении припоев изменение основных качеств материала происходит на температуре более +500°C. В результате воздействия жара и некоторых веществ получается качественное соединение. Недостатком рассматриваемого метода соединения можно назвать то, что есть высокая вероятность перегрева материала.

Флюс используется как легко сплавная разновидность вещества, которое применяется в сфере радиотехники и другой производственной деятельности. Температурный режим составляет +500°C, поэтому обработка при применении этих флюсов не приводит к повреждению соединительных элементов и платы. Среди особенностей отметим следующее:

  1. В состав включается свинец и олово.
  2. Сверх легкоплавкие материалы используются при работе с транзисторами и другим электронным оборудованием. Температура окисления не выше +150°C.

Применение специальных растворов позволяет достигнуть лучшего результат. Это можно связать с нижеприведенными моментами:

  1. Повышенный показатель теплообмена, а также электрической проводимости. Подобные свойства позволяют быстро нагреть соединяемые поверхности без изменения основных характеристик.
  2. Прочность получаемого соединения существенно повышается. Некоторые элементы включаются в состав металла, делая его более прочным и надежным.
  3. Повышается степень устойчивости поверхности к процессу коррозии и окисления. Подобные изменения могут стать причиной ухудшения прочности и проводимости.


Наиболее распространенной формой поставки является прут из олова, диаметр сечения которого варьирует в большом диапазоне. Встречаются и проволочные катушки, трубки с канифолью и некоторые другие варианты исполнения.

Как правильно выбрать?

В продаже встречаются различные флюсовые соединения, которые могут применяться при пайке. Рекомендациями по выбору можно назвать следующее:

  1. Определяется температура нагрева. Каждый материал плавится при своей температуре, которая должна учитываться.
  2. Учитывается тип материала, который будет соединяться.
  3. Рассматриваются основные свойства, которыми должно обладать соединение: проводимость, прочность, устойчивость к переменным нагрузкам.

При ремонте радиотехники применяется один состав, для промышленной плавки другой.

Разновидности флюсовых составов

Рассматриваемые вещества делятся по типу воздействия на соединяемые детали в процессе пайки. Флюс способен удалять тонкий оксидный слой металла с поверхности, за счет чего снижается вероятность появления коррозии. Наибольшее распространение получили следующие виды флюсов:

  1. Активные. При производстве применяется соляная кислота. Подобные составы подходят для соединения железных элементов. В некоторых случаях при изготовлении используется хлористый цинк. Активный флюс обладает повышенной химической активностью. Повышенная степень электропроводности позволяет соединять крупные провода. Этот вариант исполнения не рекомендуют использовать в радиотехнике, т. к. остатки флюса практически не удалить с поверхности плат.
  2. Бескислотные. Это вещество создается на основе глицерина, а также этилового спирта или скипидара. Его применение возможно при температуре до +150°C. Активный состав может удалять с поверхности тонкие слои свинца, меди, олова. Поэтому при его использовании поверхность можно очистить. Область применения — пайка поверхности при отсутствии разъединения металла. Мастера используют состав для работы с небольшими деталями и электрическими схемами.
  3. Активированные. Подобное вещество изготавливается на основе солянокислого анилина и салициловой кислоты. Область применения заключается в пайке всех деталей, которые не нужно предварительно очищать. Есть возможность использовать активированный флюс при соединении материалов, которые при эксплуатации подвержены механическому воздействию.
  4. Антикоррозионные. Предназначение подобных составов заключается в защите поверхности от возникновения коррозионных отложений. Основным компонентом выступает ортофосфорная кислота, она включается в состав всех пропиток с антикоррозионными свойствами. Вещество не оказывает разрушающего воздействия на структуру материала, удаление коррозии обеспечивается за счет химической реакции.
  5. Защитные. Состав вещества определяет то, что после его нанесения обеспечивается требуемый уровень защиты от окисления. Отличительная черта этой группы заключается в том, что при изготовлении используется оливковое масло, воск, вазелин и другие маслянистые вещества. Область применения заключается в пайке небольших микросхем.
  6. Тугоплавкие. При изготовлении подобных вариантов флюса применяется медь, цинк и фосфор. В некоторых случаях включается и серебро.

Классификация проводится и по другим признакам, выбрать подходящий вариант исполнения вещества может исключительно специалист, основываясь на своем опыте. Неправильное вещество снизит эксплуатационные характеристики получаемым соединений.

Порядок применения

Рассматриваемые вещества могут распространяться в твердом и жидком состоянии. Порядок применения характеризуется следующими особенностями:

  1. Если материал твердый, жало паяльника опускают в тело реагента на несколько секунд, после чего захватывается немного припоя. На видео можно увидеть особенности подобного процесса.
  2. Жидкое вещество нанести легко, для этого его достаточно распределить кисточкой по поверхности. Для дозирования количества жидкого вещества следует наносить его постепенно.
  3. В продаже встречаются пастообразные варианты исполнения. На момент работы вещество наносится палочкой, после чего распределяется кончиком паяльника. Пастообразное вещество просто наносить и распределять по поверхности, как и хранить.


В продаже можно встретить канифоль в другом виде, например, геля. Он используется для пайки миниатюрных деталей.

Технические регламенты

Производство флюса регламентируется единым стандартом ГОСТ 9087-81. В радиотехнике применяется вещество, которое должно соответствовать стандарту ГОСТ Р 56427-2015. Отдельные стандарты разработаны для:

  1. Пайки и лужения.
  2. Формовки выводов, установки изделий и печатных плат.
  3. Пайка печатных плат.

Встречаются и другие нормативные акты, которые касаются отраслевой структуры. При их учете можно подобрать наиболее подходящие материалы.

Приведенная выше информация указывает на то, что флюс является важным веществом, которое должно применяться при пайке. При его отсутствии качество соединения существенно снижается. Поэтому при частом проведении пайки следует уделить внимание выбору более подходящего флюса.

Когда и, что лучше паять с канифолью, а когда с кислотой или бурой?

При пайке, в отличие от сварки, соединяемые поверхности не расплавляются для смешивания слоев с последующим отвердением, а остаются в неизменном твердом состоянии и расплавляется только дополнительно добавленный металл, который и соединяет между собой соединяемые поверхности. Эта добавка называется припой.

Для того, чтобы края соединяемых деталей хорошо сцепились друг с другом, нужно, чтобы они хорошо смачивались припоем. Достичь этого можно применяя различные флюсы: канифоль, бура и, так называемая, кислота.

Канифоль

Канифоль производят из смолы хвойных деревьев и представляет собой твердое вещество, отчасти по цвету напоминающее янтарь.

Для удобства пользователей производители упаковывают ее в различную тару.

Может также поставляться в продажу в составе готового припоя.

Пользоваться таким припоем очень удобно, так как плавящийся припой с флюсом одновременно покрывают стык спаиваемых деталей, сокращая время процесса.

Канифоль применяется в основном при пайке электротехнических изделий, таких как провода, радиодетали, микросхемы, поскольку она совсем не окисляется со временем, что способствует длительному и прочному соединений.

Бура

Бура — это еще один флюс, который используется при пайке. Для этих целей она поставляется в виде порошка. В продажу поступает упакованная в баночки или целлофановые пакетики.

Бура имеет высокую температуру плавления (около 900 градусов) и для ее расплавления и последующего нанесения обычный паяльник не подойдет ни коим образом, а уж о пайке радиодеталей с использованием буры и думать нечего!

Применяется такой флюс преимущественно при пайке крупных деталей из цветных металлов, в основном медных труб систем отопления и кондиционеров, бронзы, сталей тугоплавкими припоями с помощью паяльной лампы или газовой горелки.

Паяльная кислота.

Сразу надо заметить, что такое название в корне неправильное, так при пайке используется не чистые кислоты, а производные на их основе — ортофосфорной, серной, азотной.

Последняя наиболее известна, а потому больше всего применяется в быту. К тому же ее очень легко приготовить самостоятельно — потребуются лишь сама кислота, цинк (можно использовать даже корпус батарейки), чистая вода, стеклянная емкость и время.

Применяется паяльная кислота при соединении сильно загрязненных (химически) металлов: меди и ее сплавов, никеля, железа, конструкционных сталей и сплавов цветных металлов. Также, как и в случае с бурой, паяльную кислоту нельзя применять при спаивании проводов и радиодеталей, поскольку со временем место соединения окисляется и разрушается.

Выпускается соляная кислота для пайки расфасованная во флакончики из ПЭТ-материалов со специальными носиками для удобства нанесения на место пайки.

Преимущества паяльной кислоты в быстром и качественном обезжиривании деталей и хорошим и надежным соединением.

К недостаткам, как уже говорилось выше, является то, что этот флюс под зоной пайки и рядом с ней еще длительное время реагирует с металлом, разрушая соединение. Кроме того, она плохой проводник электротока и вызывает местный нагрев при его прохождении через место спайки, нарушая тем самым электротехнические параметры.

Паяльный жир.

Есть еще один флюс, который почему-то незаслуженно редко применяется при пайке — это паяльный жир. Этот вид флюса из-за своей специфичности редко используется в быту, но активно применяется у профессионалов в области ремонта электроаппаратуры.

Паяльная жировая смесь в своем составе содержит, канифоль, стеарин, технический вазелин, хлорид цинка, хлорид аммония, высокоочищенную воду. Внешне походит на животный жир и потому и получил такое название.

В зависимости от консистенции и сочетания химических компонентов паяльный жир разделяют на два вида— нейтральный и активный.

Первый содержит канифоль и стеарин и применяется для удаления оксидов для пайки деталей оловянно-свинцовым припоем.

Второй сделан на основе вазелина и парафина и имеет большую коррозийную активность и используется при пайке цветных металлов и сильно поржавевшего железа. Из-за своей высокой способности вызывать коррозию не может быть использован для пайки печатных плат.

А из этого видео вы узнаете еще кое-что о выборе флюса по другим аспектам.

что это такое, зачем нужен, паста, гель, какой лучше, бура, виды, как сделать в домашних условиях своими руками, безотмывочный, активный – Оборудование для пайки на Svarka.guru

Пайка паяльником, когда с соединяемых поверхностей снимается слой окислов травлёной цинком кислотой. На жало паяльника берётся капля припоя, обмакивается в канифоль, концы деталей лудятся, соединяются. Ещё капля припоя – и через минуту соединение готово и остыло. Но это только малая толика паяльных процессов для домашних мастеров и пайщиков в производственных цехах.

Виды, составляющие

Сбалансированный сплав на основе доминирующего металла для создания неразъёмных соединений металлических деталей методом внесения плавкого соединителя с местным нагревом – это припой.

Способы пайки, ограничения воздействия температуры на детали, механическая прочность соединения, сопротивление влиянию коррозии обусловливают многообразие видов.

Технологические требования к заполнителю:

  • Свободная текучесть после прохождения температуры ликвидуса.
  • Смачивание поверхностей соединения.
  • Механическая устойчивость, ограниченная усадка теплопереносимость, невосприимчивость к внешним воздействиям в твёрдом состоянии, электропроводность.

Мягкие легкоплавкие

Отечественные припои именуются в соответствии с ГОСТ. Маркировка соответствует наименованиям доминирующих химических элементов, определяющих свойства материала. Форма выпуска: проволока, прутки, фольга, порошки, комбинированные пасты, трубки с наполнением из канифоли.

Легкоплавкими припоями считаются сплавы с температурой плавления 60–4500 С. Низкотемпературные оловянно-свинцовые имеют низкую прочность. Применяются для соединения деталей, боящихся перегрева. Распространены составы ПОС.

Дешифровка аббревиатуры: «припой оловянно-свинцовый». Цифровая индикация указывает на процентное содержание олова. Распространённые химические элементы в составе припоев и тинолей помимо свинца: сурьма, медь, висмут, мышьяк, цинк.

Плавкость паяльных составов, область применения:
  • Сплав Вуда – 600 С (лужение плат).
  • Cплав д’Арсенваля – 790 С (радио аппаратура и электроника).
  • Сплав Розе – 950 С – (температурные ограничения).
  • ПОСВ 33 – 1300 С – (плавкие вставки предохранителей).
  • ПОСК 50 – 1450 С (полупроводники, сплавы меди).
  • ПОС 61 – 1900 С (требование повышенной электропроводности).
  • ПОС 30 – 2600 С (пайка, лужение стали, меди).
  • П 250 – 2800 С (алюминий и сплавы).

Тугоплавкие

Сфера применения – промышленная пайка чугунов, разнородных сталей, медесодержащих сплавов, томпака. Температура плавления в диапазоне 400–8000 С. Составляющие припоев: медь, серебро, никель, магний. Соединения отличаются прочностью.

В сокращении ПМЦ (припой медно-цинковый), цифра указывает на содержание меди. Всего используются 3 марки, утверждённые ГОСТ 1534—42 : ПМЦ-36, ПМЦ-48, ПМЦ-54. Помимо основного компонента присутствует цинк, 5–7% приходится на железо, олово, сурьму. Температура плавления 800–9000 С.

Существуют ограничения применения вследствие выгорания лигатур. Цинк выгорает при переходе из жидкой фазы, что становится причиной пористости. Разрушительные последствия грозят:

  • Изделиям, испытывающим внутреннее давление.
  • Вибрацию и динамические нагрузки.

В этом случае ведётся пайка рафинированной медью при повышении температуры. Иной путь – использование низкотемпературных оловянистых лигатур, улучшающих жидкотекучесть. Или кремнистых присадок. Кремний препятствует испарению и окислению цинка.

[stextbox id=’info’]ПМЦ выпускаются прутками, полосами, гранулами. Флюсы для пайки – бура.[/stextbox]

ПСр (медно-серебряные) – дорогостоящие тугоплавкие присадки высокой прочности. Уникальность в сохранении гибкости соединения. Разбег рабочих температур между начальным в ряду ПСр-10 и серебряным на 92% ПСр-92 – 720–9500. ПСр 72–92 нашли применение в соединительных операциях на высокочастотных элементах.

Альтернатива серебру — фосфор. Пластичные медно-фосфорые припои при сохранении подобия свойств имеют плюсы:

  • Дешевизна.
  • Устойчивость к коррозии и агрессивным средам.
  • Жидкотекучесть.
  • Температура плавления 700–8500.
  • Пригодны для соединения разнородных металлов, например, медь со сталью.

Пайка алюминия ведётся в узких температурных рамках под слоем масла, чтобы сдержать окисление, ультразвуковыми паяльниками. Применяются силумин, 34А, П590А, П 575. Легирующие элементы кремний, медь, цинк.

Флюс в припое что это и зачем?

По аналогии со сварочной самозащитной проволокой выпускается офлюсованный припой. Нет нужды разделять операции по очистке обрабатываемой поверхности, улучшении адгезии.

Пример материала для бытового применения – 7-компонентная комбинация HTS2000 производства США для сращения широкого спектра алюминиевых сплавов.

Овальная трубка длиной 460 мм, Ø 2,1 мм плавится без внесения в зону пламени горелки, при касании разогретого металла. Температура плавления прутка 3900 подразумевает раздельное нагревание. Инструкция гласит, что плавление и заполнение шовного пространства происходит при натирании зоны нагрева присадочным прутком.

Для нагруженных швов не применяется. Технология раздельного нагрева усложнена и требует ювелирного владения горелкой. Чтобы не выжечь на протяженном участке ранее наложенный контактный слой, необходимы ухищрения по поддержанию равной температуры зоны обработки.

Поверхность нагрева в этот период беззащитна, окисляется. Присадочный стержень следует за щёткой, сцарапывающей окисную плёнку. Заполнение микропор при температуре, далёкой до разжижения основы безопасно: переход алюминия из твёрдого состояния в текучее трудно определить на глаз.

Отмечена невысокая герметичность за счёт образования пор на поверхности шва. Зато HTS2000 один из недорогих в своей нише. Обеспечивает достойную прочность сопряжения.

[stextbox id=’info’]На сколько хороши разрекламированные патентованные средства и целесообразность применения, проверяем на форумах по отзывам специалистов.[/stextbox]

Припой с флюсом HTS-528 с температурным порогом 7600 по этой же схеме применяется для чёрного металла с чугуном, сплавов меди, никеля. Изготовитель рекомендует ориентироваться по цвету нагретой детали, достигнута ли потребная температура.

Что такое флюс для пайки?

Качество пайки основывается на правильности подбора компонентов флюса и присадки. Функция флюса:

  • Создание вокруг припоя, на поверхности металла легкоиспаряемой плёнку, растворяющую окислы в рабочей зоне.
  • Создать условия для растекания припоя за счёт снижения поверхностного натяжения.
  • Улучшить сцепление с основой, снизить воздействие окружающей среды.
  • Испариться на пороге температуры плавления.

Разнообразие предложений с незамысловатыми и сложными составами жидкого вида, порошков и пастообразных делят на два технологически непохожих вида флюсов для пайки: пассивные и активные в химическом отношении. Продаются паяльные пасты, составленные из комбинации флюс-припой, альтернативные трубчатые припои с заполнением внутренней полости флюсом.

Химически активные

Преимущественно это кислотосодержащие реагенты. Оксидные плёнки, жирный налёт устраняются успешно. Но возникает вопрос по нейтрализации активности агрессивных веществ путём промывки: металл и текстолитовые платы разрушаются коррозией.

Доступны и активно используются ортофосфорная, соляная кислоты после протравки, бура, нашатырь. Воздействие паров на органы дыхания токсично, кожные покровы также уязвимы.

Паяльные кислоты применяются в пайке никеля, сталей. Легко удаляют продукты окисления. Требуют нейтрализации слабощелочными растворами с обязательной процедурой окунания в проточную воду. Температуры применения 250–3300 С.

Рабочее помещение при пользовании агрессивными средствами нуждается в вентиляции, минимальная мера – проветривание. Попадание на кожу рук требует смывания с моющими средствами без промедления.

 

Oрганические

Химически пассивные флюсы снимают жировые плёнки, отчасти нестойкие окислы. Эти органические некорродирующие вещества – защита против окисления. Канифоль сосновая, воск, стеарин и растворы спиртоканифоли не выделяют вредных для здоровья паров. Используются с легкоплавкими припоями в радиотехнике.

Наименования и применение

Канифоль сосновая – самый простой, дешевый и доступный вид флюса с низким током утечки. Относится к классу химически пассивных флюсов. На рынке она доступна в свободной продаже из-за популярности. Применяется практически широком спектре радиомотажных работ. Умеренно растворяется в спирте с добавлением глицерина, благодаря чему стали популярны среди радиолюбителей спирто-канифольные флюсы.

Паяльный жир – существует в двух видах: активный и нейтральный. Применяется для окисленных деталей, состоящих из черного или цветного металла. Активный паяльный жир в радиоконструировании не применяется. Нейтральный паяльный жир не содержит активных компонентов, поэтомуможет использоваться для пайки радиодеталей.

  • Бура – необходима при высокотемпературной пайке высокоулеродитсых металлов: чугуна, меди, стали и т.д.
  • ТАГС – флюс на глицериновой основе для радиомонтажа. Из-за остаточного сопротивления нуждается в отмывке спиртом.
  • Флюсы ЗИЛ – хорошо подходят спаивания стали, латуни, меди легкоплавкими припоями на основе висмута.
  • Ф-38Н ПЭТ – сильно химически активный флюс. Применяется для пайки быстро окисляемых на воздухе металлов при температуре выше 300 градусов. Им паяют нихром, манганин, бронзу. Обязательное применение при его использовании средств индивидуальной защиты. Промывка щелочью так же обязательна
  • Активные флюсы ФИМ — пайка окисленного серебра, платины. Требует отмывки водном раствором с содержанием соды. В составе флюса фосфорная кислота.
  • ФКДТ и ФКТ ПЭТ – популярный неактивный флюс широкого применения для лужения проводов и медных контактов в РЭА.
  • ФТС – бесканифольный пассивный флюс без дыма. Предназначен для пайки радиодеталей.
  • Паяльная паста «Тиноль» — специальный химический флюс для пайки SMD радиодеталей термофеном паяльной станции.
  • Флюс-гель ТТ – флюс с индикатором химической активности красноватого оттенка для широкого спектра пайки. При воздействии температурой обесцвечивается, указывая на отсутствие активных компонентов. Не требует отмывки.
  • СТ-61 – паяльная паста пассивная. А – температура плавления +200 градусов, В – для компьютерных и мобильных радио запчастей, С – канифоль.

Импортные

  • IF 8001 Interflux – один из лучших флюсов для бессвинцовой пайки SMD компонентов, в том числе и работы с BGA чипами. Довольно дорогой. Не требует смывания.
  • IF 8300 BGA Interflux (30cc) – для пайки корпусов BGA. Представляет собой гель. Без вредного галогена.
  • IF 9007 Interflux BGA – паяльная безотмывочная паста для пайки свинцовым припоем. После работы оставляет едва заметный слой флюса с высоким удельным сопротивлением.
  • FMKANC32-005 – крем слабоактивированный безотмывочный. Показывает хорошие результаты при пайке BGA чипов и работе с инфракрасными паяльными станциями.

Классификация

Нередко в маркировке импортных флюсов можно встретить маркировочные символы. Рассмотрим ниже их обозначение:

  • «R» — канифоль, которая идет либо в чистом виде, либо в виде раствора (спирто-канифоль). Химически пассивный флюс, поэтому перед применением требует ручной зачистки поверхности спаиваемых компонентов от окислов. После окончания работ требует отмывки спиртом или ацетоном.
  • «RMA» — флюс на основе канифоли с небольшим добавлением активаторов (органических кислот и их соединениями). При термической обработке кислотосодержащие активаторы испаряются. Для их применения необходима вытяжка. Оптимальная пайка достигается с использованием горячего воздуха.
  • «RA» — активированная канифоль. По заверению производителей из-за низкой активности кислот не оказывает коррозийных процессов на место пайки, поэтому не требует отмывки. Мы бы все таки рекомендовали после работы с ним использовать слабый раствор щелочи или спирт для отмывки, если речь не идет о BGA пайке!
  • «SRA» — кислотные флюсы активного действия для пайки нержавеющей стали, никеля. В электронике практически не используются из-за разрушающего действия кислот. После пайки таким флюсом изделие нуждается в тщательной отмывке спиртом или ацетоном.

Так же нередко к импортным флюсам к названию добавляют надпись «no clean», которая означает, что данный флюс не требует смывки. Такие флюсы нередко применяют при пайке радиокомпонентов, где очистка после пайки деталей затруднена физически. Например, при пайке BGA микросхем.

Для алюминия

Fontargen F 400 M порошковый для сплавов с незначительным процентом магния прутками для аргонной сварки. Обеспечивает герметичность. Требует обильной промывки – активно коррозирует.

Castolyn FBK 192, припой с флюсовым сердечником. Рекомендован для тонкостенных конструкций с предварительным лужением и созданием зазора по периметру 0,2 мм. Состав оболочки Zn-98%, Al-2%. Преимущества материала:

  • Нет остаточной коррозии;
  • Устойчивость смачиваемости и текучести при t 4400;
  • Ускорение кристаллизации;
  • Надёжное сращение алюминия с нержавеющей сталью, гальванизированным чёрным металлом, медью.

Castolin 192 пригоден для восстановления внутренних резьб в корпусных деталях, ремонте и заделке поверхностных отверстий, в том числе без наложения заплат. Соединению внахлёст.

Для латуни и медных сплавов

Тугоплавкие коаксильные трубчатые флюсы для пайки – это медно-фосфорные и медно-фосфорные с добавлением серебра комплексы BrazeTec для газо-пламенного плавления. Температуры в пределах 645–8900 С. Соединение близкородственных металлов соседствует с пайкой латунь-сталь. Большой выбор паяльных паст комбинированного состава различного целевого назначения.

BrazeTec выбирают для особо ответственных работ, причины:

  • Задекларированный состав не меняется в разных партиях.
  • Сертификат качества гарантирует результативность работ.

Паяльная кислота ПЭТ – оптимальная температура процесса пайки с ее применением 150 – 320 градусов. Применяется при спаивании углеродистых сталей, латуни, меди, никеля.

Основные материалы применяемые для пайки * Алмазное сверление бетона

Удельный вес при температуре 20°С 7,31
Температура плавления 231,9°С

Олово — мягкий, ковкий металл серебристо-белого цвета. Хорошо растворяется в концентрированной соляной или серной кислоте. Сероводород на него почти не влияет. Ценным свойством олова является его устойчивость во многих органических кислотах. При комнатной температуре мало поддается окислению, но при воздействии температуры ниже 18°С способен переходить в серую модификацию («оловянная чума»). В местах появления частиц серого олова происходит разрушение металла. Переход белого олова в серое резко ускоряется при понижении температуры до —50°С. Для пайки может применяться как в чистом виде, так и в виде сплавов с другими металлами.

Удельный вес при температуре 20°С 11,34
Температура плавления 327°С

Свинец — синевато-серый металл, мягкий, легко поддается обработке, режется ножом. На воздухе окисляется только с поверхности. В щелочах, а также в азотной и органических кислотах растворяется легко. Стоек против воздействий серной кислоты и сернокислых соединений. Применяется для изготовления припоев.

Удельный вес при температуре 20°С 8,6
Температура плавления 321°С

Кадмий — серебристо-белый металл, мягкий, пластичный, механически непрочный. Применяется как для антикоррозийных покрытий, так и в сплавах со свинцом, оловом, висмутом для легкоплавких припоев.

Удельный вес при температуре 20°С 6,68
Температура плавления 630,5°С

Сурьма — хрупкий серебристо-белый металл. На воздухе не окисляется. Применяется в сплавах со свинцом, оловом, висмутом, кадмием для легкоплавких припоев.

Удельный вес при температуре 20°С 9,82
Температура плавления 271°С

Висмут — хрупкий серебристо-серый металл. Растворяется в азотной и горячей серной кислотах. Применяется в сплавах с оловом, свинцом, кадмием для получения легкоплавких припоев.

Удельный вес при температуре 20°С 7,1
Температура плавления 419°С

Цинк — синевато-серый металл. В холодном состоянии хрупок. В сухом воздухе окисляется, во влажном воздухе покрывается пленкой окиси, которая предохраняет его от разрушения. В соединении с медью дает ряд прочных сплавов. Легко растворяется в слабых кислотах. Применяется для изготовления твердых припоев и кислотных флюсов.

Удельный вес при температуре 20°С 8,6 – 8,9
Температура плавления 1083°С

Медь — красноватый металл, тягучий и мягкий. Растворяется в серной и азотной кислотах и в аммиаке. В сухом воздухе почти не поддается окислению, в сыром воздухе покрывается окисью зеленого цвета. Применяется для изготовления тугоплавких припоев и сплавов.

Припой Удельный вес при температуре 20°С Температура плавления
Олово 7,31 231,9°С
Висмут 9,82 271°С
Кадмий 8,6 321°С
Свинец 11,34 327°С
Цинк 7,1 419°С
Сурьма 6,68 630,5°С
Медь 8,6 – 8,9 1083°С
Температура размягчения от 55°C до 83°С

Канифоль —продукт переработки смолы хвойных деревьев Более светлые сорта канифоли (более тщательно очищенные) считаются лучшими. Применяется как флюс для пайки мягкими припоями.

Выбор припоя зависит от соединяемых металлов или сплавов, от способа пайки, температурных ограничений, размеров деталей, требуемой механической прочности, коррозионной стойкости и др. Наиболее широко применяются в любительской практике легкоплавкие припои. Рекомендации по их применению, на основании которых можно выбрать припой, приведены в таблице 1. Буквы ПОС в марке припоя означают припой оловянно-свинцовый, цифры – содержание олова в процентах (ПОС-61, ПОС-40). Для получения специальных свойств в состав оловянно-свинцовых припоев вводят сурьму, кадмий, висмут и другие металлы. Состав некоторых таких припоев приведён в таблице 2.

Легкоплавкие припои

Таблица 1. Легкоплавкие припои.

Марка
припоя
Темпе-
ратура
Область
применения
Сплав Вуда 60 °С Пайка, когда требуется особо низкая температура плавления припоя.
Cплав д’Арсенваля 79 °С Пайка, когда требуется особо низкая температура плавления припоя.
Сплав «Розе» 92-95 °С Пайка, когда требуется особо низкая температура плавления припоя.
ПОСВ-33 130 °С Пайка плавких предохранителей.
ПОСК-50 145 °С Пайка деталей из меди и её сплавов, не допускающих местного перегрева. Пайка полупроводниковых приборов.
ПОСК-47-17 180 °С Пайка проводов и выводов элементов к слою серебра, нанесённого на керамику методом вжигания.
ПОС-61 190 °C Лужение и пайка тонких спиральных пружин в измерительных приборах и других ответственных деталей из стали, меди, латуни, бронзы, когда не допустим или нежелателен высокий нагрев в зоне пайки. Пайка тонких (диаметром 0,05 – 0,08 мм) обмоточных проводов, в том числе высоко – частотных (лицендрата), выводов обмоток, радиоэлементов и микросхем, монтажных проводов в полихлорвиниловой изоляции, а также пайка в тех случаях, когда требуется повышенная механическая прочность и электропроводность.
П-200 200 °С Пайка тонкостенных деталей из алюминия и его сплавов.
ПОС-90 222 °C Пайка деталей и узлов, подвергающихся в дальнейшем гальванической обработке (серебрение, золочение)
ПОС-50 222 °C То же, но когда допускается более высокий нагрев, чем при ПОС-61
ПОС-40 235 °С Лужение и пайка токопроводящих деталей неответственного назначения, наконечников, соединение проводов с лепестками, когда допускается более высокий нагрев, чем при ПОС-50 или ПОС-61.
ПОС-30 256 °С Лужение и пайка механических деталей не ответственного назначения из меди и её сплавов, стали и железа.
ПОССу-4-6 265 °С Лужение и пайка деталей из меди и железа погружением в ванну с расплавленным припоем.
ПОС-18 277 °С Лужение и пайка при пониженных требованиях к прочности шва, деталей не ответственного назначения из меди и её сплавов, оцинкованного железа.
П-250 280 °С Пайка тонкостенных деталей из алюминия и его сплавов.

Выпускают легкоплавкие припои в виде литых чушек, прутков, проволоки, лент фольги, порошков, трубок диаметром от 1 до 5 мм, заполненных канифолью, а также в виде паст, составленных из порошка припоя и жидкого флюса.

Флюсы растворяют и удаляют оксиды и загрязнения с поверхности паяемого соединения. Кроме того, во время пайки они защищают от окисления поверхность нагреваемого металла и расплавленный припой. Всё это способствует увеличению растекаемости припоя, а следовательно, улучшению качества пайки. Флюс выбирают в зависимости от свойств соединяемых пайкой металлов или сплавов и применяемого припоя, а также от способа пайки. Остатки флюса, особенно активного, т продукты его разложения нужно удалять сразу после пайки, так как они загрязняют места соединений и являются очагами коррозии. При монтаже электро и радиоаппаратуры наиболее широко применяются канифоль и флюсы, приготовленные на её основе с добавлением неактивных веществ – спирта, глицерина и даже скипидара. Канифоль не гигроскопична, является хорошим диэлектриком, поэтому не удаленный остаток её не представляет опасности для паяного соединения. Данные о флюсах, наиболее часто применяемых в любительской практике, приведены в таблице 2 и таблице 3.

Неактивные флюсы

Таблица 2. Неактивные (безкислотные) флюсы.

Состав в % Область применения Способ удаления остатков
Канифоль светлая Пайка меди, латуни, бронзы легкоплавкими припоями. Промывка кистью или тампоном, смоченным в спирте или ацетоне.
Канифоль – 15-18; спирт этиловый – остальное (флюс спиртоканифольный) То же, и пайка в труднодоступных местах Тоже
Канифоль – 6; глицерин -14; спирт этиловый или денатурированный – остальное (флюс глицерино-конифольный) То же, при повышенных требованиях к герметичности паяного соединения. То же

Активные флюсы

Таблица 3. Активные (кислотные) флюсы.

Состав % Область применения Способ удаления остатков
Хлористый цинк – 25-30; концентрированная соляная кислота – 06-07; остальное вода Пайка деталей из чёрных и цветных металлов. Тщательная промывка водой.
Хлористый цинк (насыщенный раствор) 3,7: вазелин технический 85; вода дистиллированная -остальное (флюс паста) То же, когда по роду работы удобнее пользоваться пастой. Тщательная промывка водой.
Хлористый цинк – 1,4; глицерин – 3; спирт этиловый -40; остальное вода дистиллированная. Пайка никеля, платины и её сплавов. Тщательная промывка водой.
Канифоль – 24; хлористый цинк – 1; остальное этиловый спирт. Пайка цветных и драгоценных металлов (в том числе золото), ответственных деталей из чёрных металлов. Промывка ацетоном.
Канифоль – 16; хлористый цинк – 4; вазелин технический – 80; (флюс паста) То же, для получения соединений повышенной прочности, но только деталей простой конфигурации, не затрудняющей промывки. Тщательная промывка водой.

Пайка сталей с гальваническим покрытием

Пайка сталей с гальваническим покрытием цинком или кадмием возможна оловяно-свинцовами припоями паяльником с применением флюса хлористого цинка. Пайка с канифольными флюсами не даёт качественного соединения.

Пайка алюминия припоями ПОС

Пайка алюминия припоями ПОС затруднительна, но всё же возможна, если оловянно-свинцовый припой содержит не менее 50% олова (ПОС-50, ПОС-61, ПОС-90). В качестве флюса применяют минеральное масло. Лучшие результаты получаются при использовании щелочного масла (для очистки оружия после стрельбы). Удовлетворительное качество пайки обеспечивает минеральное масло для швейных машин и точных механизмов. На место пайки наносят флюс и поверхность алюминия под слоем масла зачищают скребком или лезвием ножа, чтобы удалить имеющуюся всегда на поверхности алюминия оксидную плёнку. Паяют хорошо нагретым паяльником. Для пайки тонкого алюминия достаточна мощность паяльника 50 Вт, для алюминия толщиной 1 мм и более желательна мощность 90 Вт. При пайке алюминия толщиной более 2 мм место пайки нужно предварительно прогреть паяльником и только после этого наносить флюс.

Пайка алюминия припоями

П-200 и П-250

Коррозийная стойкость паяльных швов, выполненных этими припоями, несколько ниже, чем выполненных оловяно-свинцовыми припоями. Флюс представляет собой смесь олеиновой кислоты йодида лития. Йодид лития (2-3 г) помещают в пробирку или колбу и добавляют 20 мл (около 20 г) олеиновой кислоты. В состав флюса может входить от 5 до 17% йодида лития. Смесь слегка прогревают, опустив пробирку в горячую воду, и перемешивают до полного растворения соли. Готовый флюс сливают в чистую стеклянную посуду и охлаждают. Если используется водная соль лития, то при её растворении на дно пробирки опускается слой водной смеси, а флюс всплывает и его осторожно сливают. Перед пайкой жало хорошо прогретого паяльника (температура жала должна быть около 270 – 350 °C) зачищают и лудят припоем, пользуясь чистой канифолью. Соединяемые поверхности деталей смачивают флюсом, лудят и паяют. После охлаждения остатки флюса удаляют тампоном из ткани, смоченным в спирте, ацетоне или бензине, и покрывают шов защитным лаком. Флюс в процессе пайки не выделяет токсичных и обладающих резким запахом веществ. С ткани и кожи рук он легко смывается водой с мылом.

Пайка нихрома

Пайка нихрома (нихром с нихромом, нихром с медью и её сплавами, нихром со сталью) может быть осуществлена припоем ПОС-61, ПОС-50 (хуже – ПОС-40) с применением флюса следующего состава в граммах: Вазелин – 100, хлористый цинк в порошке – 7, глицерин – 5. Флюс приготовляют в фарфоровой ступке, в которую кладут вазелин, а затем добавляют, хорошо перемешивая до получения однородной массы, последовательно хлористый цинк т глицерин. Соединяемые поверхности тщательно зачищают шлифовальной шкуркой и протирают ваткой, смоченной в 10%-ном спиртовом растворе хлористой меди, наносят флюс, лудят и только после этого паяют.

При пайке в домашних условиях припой обычно набирают и наносят паяльником. Контролировать количество расплавленного припоя, переносимое паяльником, крайне затруднительно: оно зависит от температуры плавления припоя, температуры и чистоты жала и от других факторов. Не исключено при этом попадание капель расплавленного припоя на проводники, корпуса элементов, изоляцию, что приводит иногда к нежелательным последствиям. Приходится работать крайне осторожно и аккуратно, и всё же бывает трудно добиться хорошего качества пайки. Облегчить пайку и улучшить её можно с помощью паяльной пасты. Для приготовления пасты измельчают припой напильником с крупной насечкой (мелкая забивается припоем) и смешивают опилки со спирто-канифольным флюсом. Количество припоя в пасте подбирают опытным путём. Если паста получилась слишком густой, в неё добавляют спирт. Хранить пасту нужно в плотно закрывающейся посуде. На место пайки пасту наносят нужными дозами металлической лопаточкой. Применение паяльной пасты, кроме того, позволяет избежать перегрева малогабаритных деталей и полупроводниковых приборов.

«Паяльная лента» незаменима при сращивании проводников, трубок, стержней, когда нет возможности воспользоваться электрическим паяльником. Чтобы изготовить «паяльную ленту», необходимо сначала приготовить пасту из опилок припоя, канифоли и вазелина. Пасту наносят тонким ровным слоем на миткалевую ленту. Место пайки обматывают в один слой «паяльной лентой», смачивают бензином или керосином и поджигают. Предварительно соединяемые поверхности желательно залудить.

Лужение проводов в эмалевой изоляции.

При зачистке выводных концов обмоточного провода ЛЭШО, ПЭЛШО, ПЭЛ и ПЭВ при помощи наждачной бумаги или лезвия нередки надрезы и обрывы тонких жил провода. Зачистка путём обжига также не всегда даёт удовлетворительные результаты из-за возможного оплавления проводов малого сечения. Кроме того, в месте обжига провод теряет прочность и легко обрывается. Для зачистки проводов малого сечения в эмалевой изоляции можно использовать полихлорвиниловую трубку. Отрезок трубки кладут на дощечку и, прижимая провод к трубке плоскостью жала хорошо разогретого паяльника, лёгким усилием 2 – 3 раза протягивают провод. При этом одновременно происходит разрушение эмалевого покрытия и лужение провода. Применение канифоли при этом необязательно. Вместо полихлорвиниловой трубки можно воспользоваться обрезками монтажного провода или кабеля в плихлорвиниловой изоляции. Провод в эмалевой изоляции любого диаметра можно лудить с помощью аспирино-канифольной пасты. Аспирин и канифоль нужно растолочь в порошок и смешать (в массовом соотношении 2:1). Полученную смесь развести этиловым спиртом до пастообразного состояния. Конец провода погружают в пасту и жалом горячего паяльника с небольшим усилием проводят по проводу или перемещают провод под жалом. При этом эмаль разрушается и провод лудится. Для удаления остатков ацетилсалециловой кислоты (аспирина) провод ещё раз лудят, используя чистую канифоль.

Вместо припоя – клей.

Часто приходится припаивать провод к детали из металла, трудно поддающегося пайке: нержавеющей стали, хрома, никеля, сплавов алюминия и др. Деталь в месте присоединения провода тщательно очищают от грязи и оксидов и обезжиривают. Луженый конец провода обмакивают в клей БФ-2 и жалом нагретого паяльника прижимают к месту соединения в течении 5 – 6 секунд. После остывания на место контакта наносят 1 – 2 капли эпоксидного клея и сушат до полного затвердевания.

Сварка вместо пайки.

Электросварка значительно сокращает время, затрачиваемое на монтажные работы, даёт соединения, выдерживающие высокотемпературный нагрев, не требует припоев, флюсов, предварительного лужения, позволяет соединять проводники из металлов и сплавов, трудно поддающихся пайке, например провода электронагревательных приборов. Для сварки необходимо иметь источник постоянного или переменного тока напряжением 6 – 30 вольт, обеспечивающий ток не менее 1 ампер. Электродом для сварки служит графитовый стержень от использованных батарей КБС или других, заточенный под угол 30° – 40°. В качестве держателя электрода можно использовать щуп от ампервольтметра с наконечником «крокодил». В местах будущей сварки предварительно зачищенные проводники скручивают жгутом и соединяют с одним из полюсов источника тока, разогревают место, подлежащее сварке. Расплавленный металл образует соединение каплевидной формы. По мере выгорания графита в процессе работы электрод следует затачивать. С приобретением навыков сварка получается чистой, без окалины. Работать необходимо в светозащитных очках.

Как паять алюминий.

Покрываете место пайки тонким слоем канифоли и сразу же натираете таблеткой анальгина. Далее облуживаете поверхность припоем ПОС-50, прижимая к ней с небольшим усилием жало сильно нагретого паяльника. Ацетоном смываете остатки флюса. Снова осторожно прогреваете поверхность и смываете флюс. Теперь можете начать пайку обычным образом.

Чтобы жало паяльника не подгорало.

Чтобы защитить стержень от обгорания, его нужно обмазать тонким слоем смеси силикатного клея и сухой минеральной краски (окись железа, цинка и магния). Перед включением паяльника покрытие нужно хорошо просушить, иначе клей вспенится и покрытие будет осыпаться.

Как зачистить проводники печатной платы.

Кроме уже известных способов зачистки проводников печатной платы перед пайкой или лужением, хорошо себя зарекомендовал способ, описанный ниже. На ватный тампон наносят несколько капель технической соляной кислоты и протирают им поверхность фольги. Кислота хорошо удаляет слой окиси меди, практически не затрагивая металл. После этого плату надо промыть под проточной водой, сначала в горячей, а потом в холодной. Отверстия под выводы деталей лучше просверлить после этой обработки. При работе с кислотой необходимо соблюдать меры безопасности.

Качество паяного соединения не зависит от количества припоя и флюса, скорее наоборот: излишки припоя могут скрыть дефекты соединения, а обилие флюса приводит к загрязнению места пайки. Хорошее паяное соединение характеризуется такими признаками: паяная поверхность должна быть светлой блестящей или светло-матовой, без тёмных пятен и посторонних включений, форма паяных соединений должна иметь вогнутые галтели припоя (без избытка припоя). Через припой должны проявляться контуры входящих в соединение выводов элементов и проводников.

«Паяльную кислоту» (хлористый цинк) получают путём растворения металлического цинка в концентрированной соляной кислоте из расчёта 412 г/л. Кислоту осторожно вливают в посуду с кусочками цинка, причём уровень не должен превышать 3/4 глубины посуды. При окончательном растворении цинка прекращается выделение пузырьков водорода. Полученному раствору хлористого цинка дают отстояться до прозрачности и оккуратно сливают в пузырёк.

Вместо «паяльной кислоты» можно использовать флюс, приготовленный из равных по массе долей хлористого амония и глицерина. При этом место пайки не окисляется. Флюс пригоден и для пайки нержавеющей стали.

Вместо флюса при лужении стальных деталей (в том числе из нержавеющих сталей) перед пайкой можно воспользоваться отрезком полихлорвиниловой трубки. Место пайки зачищают и обезжиривают. Жалом хорошо прогретого паяльника с каплей припоя растирают на месте пайки отрезок этой трубки до получения равномерного слоя полуды. Затем ведут пайку как обычно.

Заржавевшие детали из чёрных металлов перед пайкой следует опустить на 10 – 12 ч в хлористый цинк, разведённый наполовину дистиллированной водой.

Ацетоно-канифольный флюс не уступает по качеству пайки спирто-канифольному. Он хорошо смачивает поверхность и легко затекает в зазор между паяемыми деталями. Поэтому при отсутствии спирта можно приготовить флюс и на ацетоне, взяв его в таком же соотношении, которое указано в таблице 3. Однако необходимо помнить, что ацетон токсичен и обладает резким неприятным запахом, поэтому работать с таким флюсом можно только при хорошей вентиляции помещения.

Хранить жидкий и полужидкий флюс (спирто-канифольный, «паяльную кислоту» и др) удобно в полиэтиленовой маслёнке, хоботок которой закрывается специальной пробкой. С помощью такой маслёнки можно легко и быстро наносить требуемое количество флюса на место пайки. При этом флюс расходуется экономно, уменьшается испарение его растворителя, пайка получается более чистой и аккуратной.

Припаять обойму шарикоподшипника к фланцу можно с помощью припоя ПОС-61 и флюса следующего состава: спирт этиловый – 5 г, триэтаноломин – 2 г. Перед пайкой детали следует обезжирить, после пайки – промыть узел в бензине и подшипник смазать.

Для сращивания проводов из сплавов с высоким сопротивлением (нихром, константан, манганин и др.) можно использовать простой способ, не требующий какого-либо специального инструмента. Провода в месте соединения зачищают и скручивают. Затем пропускают высокий ток, чтобы место соединения накалилось докрасна. На это место пинцетом кладут кусочек ляписа, который при нагревании расплавляется, в результате чего образуется хороший электрический контакт.

Тонкие медные провода можно сваривать в пламени спиртовки или спички. Для этого их зачищают на 20 мм, складывают, аккуратно скручивают, и нагревают до тех пор, пока не образуется шарик расплавленного металла, дающий надёжный контакт.

Лудить алюминий легче, если его предварительно покрыть медью. Нужное место зачищают и аккуратно наносят на него две-три капли насыщенного раствора медного купороса. Далее к алюминиевой детали подключают отрицательный полюс источника постоянного тока, а к положительному полюсу присоединяют кусок медного провода, конец которого опускают в каплю купороса, так чтобы провод не касался алюминия. Через некоторое время на поверхности детали осядет слой красной меди, который после промывки и сушки лудят обычным способом. В качестве источника тока можно использовать батарейку от карманного фонаря.

Обнавлено:

Почему остатки флюса могут вызывать отказы электроники

Каждый месяц мы проводим десятки анализов отказов для наших клиентов в различных отраслях промышленности и выявляем множество различных основных причин отказов. Трудно идентифицировать и доказать наличие остатков флюса для пайки. По мере того как конструкции схем сжимаются и становятся более сложными, остатки флюса с большей вероятностью вызовут отказ из-за тока утечки.

Существует четыре основных способа пайки:

  1. Оплавление для поверхностного монтажа (SMT)
  2. Полный пансион или маскированная волна
  3. Выбрать
  4. Рука

Каждый из них представляет различный уровень риска оставления остатков флюса, которые могут вызвать отказ.SMT наименее опасен, а жидкие флюсы наиболее опасны. Понимание процессов нанесения, компонентов вашего флюса и рекомендаций производителя флюса может значительно повысить надежность вашей электроники.

Что такое флюс?

Флюс – это кислотная смесь химикатов, которая используется для удаления оксида металла во время пайки, обеспечивая хорошие металлургические связи. Вы можете услышать термины «доброкачественный» и «активный», чтобы описать, представляют ли остатки флюса после пайки риск возникновения отказов, связанных с чистотой.Однако нет определения этих терминов с точки зрения химии, и нет единого стандартного аналитического или химического теста для классификации остатков флюса как «доброкачественных» или «активных». Это связано с тем, что отказ от тока утечки зависит не только от химического состава флюса и объема применяемого флюса. Электрическая чувствительность и условия эксплуатации также существенно влияют на надежность.

Большинство жидких флюсов, используемых при волновой, селективной и ручной пайке, содержат:

  • Растворители
  • Активаторы
  • Транспортные средства / Связующие
  • Добавки

Активаторы и транспортные средства / связующие влияют на риск отказа больше, чем другие.

Активаторы

В чистых флюсах в качестве активатора обычно не используются слабые органические кислоты (WOA); некоторыми примерами являются глутаровая кислота, янтарная кислота и адипиновая кислота. Активаторы делают остатки флюса опасными, потому что они кислые, но необходимы для хорошего паяного соединения. Они реагируют с оксидами металлов с образованием солей металлов, облегчая смачивание, а после растворения соли – металлургическую связь. Кислота «используется» в этой реакции, увеличивая pH флюса (делая его менее кислым).Кислота может использоваться в других реакциях с загрязнением или разложением, но они не согласованы и зависят от химического состава флюса и других факторов, которые трудно контролировать. Большинство WOA практически не испаряются при температуре пайки. Следовательно, важно минимизировать объем активаторов (и, следовательно, флюса) до минимального количества, необходимого для хорошей пайки. Избыточные активаторы, которые не вступают в реакцию с оксидами, загрязнениями или разлагаются, по-прежнему являются кислотными и увеличивают вероятность возникновения проблем в полевых условиях.

Транспортные средства / Связующие

Транспортные средства и связующие вещества – это химические вещества с высокой температурой плавления, не растворимые в воде. После пайки они образуют основную часть видимого остатка. Они служат для содержания активаторов и предотвращения их растворения в воде. Составы флюсов с низким содержанием твердых частиц содержат очень мало носителей / связующих, оставляя менее видимые остатки. Теоретически большее количество транспортных средств и связующих снижает риск поломки, но также делает сборку грязной.Примерами носителей и связующих являются канифоль, химически модифицированная канифоль и синтетические смолы. Точный химический состав менее важен, чем количество.

Растворители

Растворители растворяют компоненты, делая флюс жидким, что упрощает нанесение. Иногда можно использовать несколько растворителей с разными точками кипения для поддержания физических свойств на разных температурных стадиях профиля пайки. При пайке они должны полностью испариться.Если растворители остаются в остатках флюса, они увеличивают риск выхода из строя. Важно убедиться, что флюс нанесен только на те участки сборки, которые будут подвергаться пиковой температуре пайки. В волновых процессах поток может течь к верхней стороне сборки через отверстия или течь под маской, где они не будут подвергаться воздействию максимальной температуры. Нанесение жидкого флюса вручную может быть особенно проблематичным из-за сложности его последовательного нанесения от одного сотрудника к другому и с течением времени.Локальный нагрев паяльника увеличивает риск.

Присадки

Добавки обычно составляют небольшой процент флюса. Это могут быть пластификаторы, красители или антиоксиданты. Хотя производители могут добавлять химические вещества для повышения надежности, понимание и контроль над этими составляющими практически отсутствуют.

Применение флюса

Существуют различные способы введения флюса для пайки, наиболее распространенный из которых:

  • Флюс в паяльной пасте для поверхностного монтажа
  • Распыленный или вспененный жидкий флюс для завивки или выберите
  • Жидкий флюс для ручной пайки
  • Паяльная проволока с флюсовым сердечником для ручной пайки

Поскольку объем нанесенного флюса важен, эти различные процессы нанесения создают разные уровни риска отказа, связанного с чистотой.Флюсы для паяльной пасты представляют наименьший риск, поскольку трафареты или принтеры используются для контроля наносимого объема паяльной пасты с флюсом. Отказы из-за остатков оплавления при поверхностном монтаже случаются редко (QFN могут быть проблематичными). Жидкие флюсы представляют больший риск. Системы распыления могут доставлять больше флюса, чем другие процессы. Когда не регулируется оптимально, в процессе может применяться гораздо больше флюса, чем необходимо, оставляя больше кислотных остатков и создавая больший потенциал для нежелательных химических реакций. Жидкие потоки также могут течь в областях, которые не подвергаются воздействию пиковых температур.Также может быть сложно контролировать объем флюса, наносимого во время ручной пайки. Избыточный флюс может протекать под соседними компонентами. Он может значительно отличаться от оператора к оператору или от смены к смене. Использование припойной проволоки с флюсовым сердечником и дозирующего оборудования может помочь в согласованном применении.

Аналитические методы во время или после процесса сборки

Хотя не существует одного аналитического метода, обеспечивающего полную оценку риска, несколько успешно используются для снижения количества отказов.

Ионная чистота, на которую существенно влияет остаток флюса, обычно контролируется во время операций по очистке сборки с помощью удельного сопротивления экстракта растворителя (ROSE). Эти данные помогают поддерживать надлежащий процесс пайки и стирки. Ионная хроматография стала популярным методом для идентификации обычных ионов на монтажных поверхностях и обеспечения прямого измерения количества активатора WOA, оставшегося после пайки. Это особенно актуально для жидких флюсов, поскольку количество нанесенного флюса может быть легко обнаружено.Различные методы ионной хроматографии дают разные результаты. Полное замачивание сборки будет усреднять ионы, обнаруженные по поверхности сборки, в то время как методы локализованной экстракции измеряют ионы на небольшой площади. Обратной стороной любого метода ионной хроматографии является отсутствие каких-либо стандартных критериев «годен / не годен»; каждый процесс пайки, дизайн и окружающая среда будут влиять на допустимые количества. Наш опыт дает нам глубокие знания о средних и проблемных количествах ионов, а также о проблемах с различными системами и методами ионной хроматографии.

Функциональные испытания при повышенной влажности иногда проводятся для оценки восприимчивости конструкции к остаткам в ожидаемых наихудших условиях эксплуатации. Если происходят отказы, они обычно связаны с током утечки или коротким замыканием. По возможности, ограничение тока может минимизировать любой ущерб от короткого замыкания. Термическое повреждение может уничтожить доказательства, необходимые для того, чтобы показать, были ли остатки действительной основной причиной отказа.

Прочие факторы

Электрическое расстояние – важный фактор риска.Места с более высоким напряжением / мил на сборке с большей вероятностью увидят электрохимический остаток и увидят его в более короткие сроки. Чувствительность конструкции также влияет на риск отказа; некоторые высокочастотные конструкции чувствительны к любым остаткам (все остатки считаются «активными», и сборки необходимо мыть). При использовании заливки и покрытия важно учитывать, правильно ли прилипает заливка или покрытие к остаткам и есть ли полости, в которых может скапливаться влага. Наконец, критически важна среда использования: использование в условиях высокой влажности гораздо более рискованно, потому что вода в атмосфере адсорбируется на поверхности, растворяет ионы и управляет электрохимией.

Выводы

Риск отказа, вызванный остатками флюса, зависит от химического состава остатка, нанесения флюса, конструкции и покрытия. Понимание всех этих факторов позволит вам минимизировать риск.

Чтобы узнать больше об остатках флюса и их влиянии на надежность электроники, зарегистрируйтесь на веб-семинар 12 декабря « Остатки флюса: Ключевые факторы, вызывающие отказы электроники».

Риск для здоровья, связанный с воздействием паров припоя

В отраслях, связанных с пайкой электронных компонентов, воздействие паров припоя неизбежно.Пары припоя обычно образуются из сгоревших флюсов на основе канифоли, которые неизменно используются для создания электрических соединений, что создает опасность, которая может нанести вред здоровью сотрудников. Однако вы можете использовать наши системы удаления дыма , чтобы свести к минимуму воздействие этих паров и снизить опасность для здоровья. Читайте дальше, чтобы узнать больше об этих рисках для здоровья и о том, как наши решения для удаления дыма обеспечат вам более безопасную рабочую среду.

Канифоль, флюс и пайка

Природный материал, получаемый из сосны, канифоли или канифоли – это клей, используемый в процессах пайки.В качестве флюсового материала он обычно используется для предотвращения окисления, поскольку он очищает поверхность и повышает эффективность припоя или металла, обеспечивая прочное соединение.

Пары припоя и долгосрочные последствия

Пары припоя возникают в результате нагрева флюсов на канифольной основе – они содержат частицы кислотной смолы, которые могут вызывать длительный дискомфорт и вред для здоровья.

Воздействие и вдыхание

Поскольку пары припоя поднимаются вертикально во время ручной пайки, они могут попасть в человеческое тело через зону дыхания.Неспособность контролировать распространение паров припоя может привести к значительному снижению производительности труда сотрудников, что потенциально может привести к дальнейшим простоям.

Опасности для здоровья

Воздействие паров припоя из смолы или флюса припоя на основе колоний может привести к множеству опасностей для здоровья:

  • Профессиональная астма – одна из многих опасностей, вызываемых флюсовыми газами; кашель, одышка, хрипы и боль в груди являются одними из симптомов астмы.
  • Аллергическая гиперчувствительность – Еще одна распространенная опасность для здоровья, аллергическая гиперчувствительность, которая развивается с первых нескольких месяцев воздействия и может накапливаться в течение многих лет, вызывая хрипы и затрудненное дыхание.
  • Раздражение – В результате прямого или косвенного контакта с припоем на основе смолы симптомы могут варьироваться от простого раздражения глаз или носа до более серьезных кожных заболеваний, передаваемых по воздуху.
  • Дым припоя может также вызывать другие заболевания, такие как хронический бронхит, химическая гиперчувствительность, боль в груди, головные боли и головокружение .

Управление рисками

Работодатели несут ответственность за благополучие своих работников; несоблюдение требований приведет к ухудшению отношений с сотрудниками и возможным судебным искам.Решения Airbench могут значительно помочь с наиболее опасными парами и эффективно удалить их, однако вам все равно необходимо обеспечить соблюдение необходимых правил на рабочем месте.

Для получения дополнительной информации о том, как работают системы AirBench, посетите нашу страницу «Как работает Airbench».

AirBench предлагает несколько различных продуктов, помогающих справиться с этой конкретной опасностью:

AirBench FN

Скамья для тяжелых условий эксплуатации с пониженной тягой, разработанная для тяжелого промышленного использования. FN доступен в различных конфигурациях и может поставляться с фильтрами, подходящими для дыма припоя.

Узнать больше

AirBench FPK

Благодаря наличию пространства для колен FPK обеспечивает комфортную работу в течение всего рабочего дня. Как и FP и FN, FPK имеет множество доступных спецификаций и может быть настроен для работы с дымом припоя.

Узнать больше

AirBench FP

Модели FP доступны с большим набором опций по сравнению с типами FN, поэтому используются для определенных типов установки; однако FP также может поставляться с фильтрами, подходящими для удаления дыма припоя.

Узнать больше

Хотя AirBench может помочь вам в соблюдении нормативных требований, на вас как на работодателя по-прежнему возлагаются определенные обязанности.

Юридические требования

Правила по контролю за веществами, опасными для здоровья (COSHH) требуют, чтобы работодатели в паяльной промышленности контролировали воздействие паров припоя на основе колоний, а работодатели ДОЛЖНЫ соблюдать.

Руководство для работодателей

Путем тщательной оценки рисков работодатели могут выявить причины и контролировать воздействие паров припоя и их вдыхание.Руководство по охране труда и технике безопасности (HSE) предлагает работодателям:

  • Выявить и оценить опасности для здоровья, связанные с дымом припоя
  • Принять меры для предотвращения воздействия и контроля рисков
  • Регулярно пересматривать меры контроля

Что сотрудники Должен знать

Сотрудники должны опасаться многих опасностей, вызываемых парами припоя. Осанка влияет на то, как они подвергаются воздействию паров припоя и как они вдыхают. Правильная рабочая поза, соответствующая вентиляция и использование систем удаления дыма жизненно важны для предотвращения рисков, связанных со здоровьем.

Надлежащее управление воздухом

Системы удаления дыма необходимы в отраслях, где пайка является основополагающим элементом всего производственного процесса, поскольку они минимизируют воздействие паров припоя и снижают риск возгорания или взрыва на рабочем месте. Они также помогают управлять опасностями для здоровья, позволяя компаниям соблюдать местные и национальные требования с минимальными затратами – работодатели могут сэкономить деньги.

Хотя пары припоя неизбежны в определенных условиях, принятие надлежащих мер по минимизации вдыхания и воздействия может помочь снизить любые связанные с этим риски для здоровья.

Обладая более чем 100-летним опытом работы в отрасли, AirBench предлагает высококачественные решения для удаления дыма, которые могут обеспечить более безопасную рабочую среду! Для получения дополнительной информации о наших продуктах позвоните по телефону 01206 791191 или напишите нам по адресу [email protected] .

ПРОМЫШЛЕННОСТЬ | Электронная промышленность

Подробнее о наших решениях для вашей отрасли.

Узнать больше

Что такое паяльная паста? | Паяльная паста

Слышали о шприцах для паяльной пасты? Но не знаете, как их использовать? Прочтите наше руководство по паяльной пасте ниже и узнайте больше о преимуществах паяльной пасты и о том, когда ее следует использовать.

Что такое паяльная паста?

Паяльная паста представляет собой смесь металлического припоя и флюса – двух элементов, необходимых для успешного спайки двух металлических частей. Как и любая другая форма припоя, такая как паяльная лента или проволока, вы можете получить паяльную пасту во-первых, что такое паяльная паста? Это смесь металлического припоя и флюса – двух элементов, необходимых для успешного спайки двух металлических частей. Как и любая другая форма припоя, такая как припойная лента или проволока, вы можете получить паяльную пасту из различных типов сплавов, включая серебро и золото.Вы также можете получить паяльную пасту, плавящуюся при разных температурах (жесткая, средняя, ​​легкая). По сути, паяльная паста похожа на любую другую форму припоя, которую вы можете купить – у вас просто есть дополнительное преимущество в том, что она предварительно смешана с флюсом!

Как использовать шприцы для серебряной паяльной пасты

Вот наше пошаговое руководство по использованию серебряной паяльной пасты от области применения до нагрева.

Использование серебряной паяльной пасты – применение
  • Одно из преимуществ серебряной паяльной пасты – это то, что она поставляется в виде шприца! Это делает нанесение паяльной пасты невероятно точным – отлично подходит для пайки соединительных колец.Просто снимите колпачок со шприца и закрепите идущую в комплекте иглу на месте.

Напоминание: не выбрасывайте пластиковые колпачки, которые идут в комплекте со шприцами для паяльной пасты. Они пригодятся позже…

  • Убедитесь, что паяемый металл чистый и на нем нет мусора или жирных отпечатков пальцев. Это может помешать процессу пайки, что затруднит прохождение паяльной флюсовой пасты через соединение.
  • Убедитесь, что соединение, которое вы паяете, находится заподлицо. Подавайте файл до тех пор, пока вы не перестанете видеть свет, просачивающийся через соединение. Это обеспечит максимальную прочность паяного соединения и поможет паяльной пасте равномерно стекать.
  • Нанесите небольшое количество паяльной пасты на соединение или участок металла, который будет паяться. Слегка надавите на поршень шприца – скоро вы привыкнете к давлению, необходимому для нанесения крошечного количества паяльной пасты, которое нужно использовать на выводах.

Напоминание: всегда наносите немного больше паяльной пасты, чем при использовании паллионов, поскольку паяльная паста не является чистым припоем. Флюс, смешанный с припоем, в конечном итоге сгорит и оставит припой.

  • Вытрите со шприца излишки паяльной пасты и закройте колпачок. Возьмите за привычку делать это сразу после каждого использования, чтобы дольше сохранять консистенцию серебряной паяльной пасты.

Как паять паяльной пастой
  • Теперь вы можете нагреть место пайки круговыми движениями.Используйте ту же технику нагрева, которую вы использовали бы с лентой припоя или проволокой – круговыми движениями, которые нагревают весь кусок металла. Когда металл приближается к температуре отжига (светится тускло-вишнево-красным), вы можете сконцентрировать тепло более конкретно на паяном соединении.
  • Имейте в виду, что флюс в смеси паяльной пасты будет пузыриться и со временем выгорает. И, продолжая нагревать паяное соединение, вы можете увидеть, как сам припой начинает комковаться. Не волнуйтесь, если вы обнаружите, что припой не полностью попадает в нужное место.Просто не забудьте направить тепло пламени на соединение, так как припой будет притягиваться к нему.
  • Не на 100% довольны пайкой? Просто заново очистите деталь, добавьте еще немного паяльной пасты в стык и повторно нагрейте, как описано выше.
  • После того, как вы довольны своим паяным соединением, закалите его и протравите, чтобы удалить окисление. Если вы обнаружите какие-либо заусенцы или остатки припоя, просто отпилите их, чтобы получить аккуратную профессиональную отделку.

Не забывайте, что вы также можете изучить основы пайки серебром, включая информацию о флюсе, температуре плавления и многом другом, в нашем руководстве для начинающих.

В чем преимущества паяльной пасты?

Хранить паяльную пасту проще простого. Наш совет номер один? Обязательно закрывайте колпачок шприца после каждого использования. Это предотвратит высыхание паяльной пасты и ее выход из строя. При хранении в хороших условиях серебряная паяльная паста прослужит более двух лет. Вот несколько дальнейших шагов, которые помогут продлить срок службы паяльной пасты:

  • Вы давно не планируете использовать паяльную пасту? Выньте иглу из шприца и снова закройте пластиковую крышку.Вы также можете положить его в сумку Ziplock. Таким образом уменьшается вероятность просачивания воздуха через иглу и высыхания паяльной пасты.
  • Если вы часто используете серебряную паяльную пасту и храните ее для более регулярного использования, упорядочивайте шприцы для паяльной пасты по их температурам плавления. Это означает, что не возникнет путаницы или суеты, когда вы подберете подходящую паяльную пасту для своего последнего проекта.
  • Не забита ли одна из игл шприца? Попробуйте смочить его в теплой воде, чтобы ослабить сухую паяльную пасту.А если это не поможет, полностью удалите пасту с помощью тонкой металлической проволоки.

Теперь вы знаете все, что вам нужно для использования паяльной пасты в ваших последних проектах, вы готовы совершенствовать сложное искусство пайки переходных колец и других неудобных находок! Просмотрите полный ассортимент припоев на Cooksongold, чтобы найти необходимые вам расходные материалы.

Сохранить на потом

Как контролировать флюс при ручной пайке?

Стенограмма

Фил
Добро пожаловать на Board Talk.Это Фил Зарроу и Джим Холл из ITM Consulting. Сегодня возникла проблема с ручной пайкой.

Джим
От P.D. Знаете ли вы какие-либо инструменты или материалы, которые позволят точно нанести безотмывочный флюс при ручной пайке? Мы ищем что-то более точное, чем традиционные фломастеры, и не хотим использовать баллончики с флюсом, если мы не можем контролировать количество наносимого флюса. Мы будем благодарны за любую информационную помощь.

Ну, во-первых, хочу сказать вам браво и слава, П.D. за то, что вы не должны использовать флаконы для флюса.

Даже флюсовые ручки под вопросом. Очень важно контролировать количество флюса, особенно флюса без очистки, который мы применяем для ручной пайки. Основная причина в том, что если мы не собираемся счищать флюс, мы должны убедиться, что любые остатки, оставшиеся после операции ручной пайки, безопасны.

Все флюсы без очистки работают по одному и тому же принципу. Они начинаются с активной химии, которая деактивируется циклом термического нагрева, независимо от того, идет ли речь о пайке оплавлением, волной или ручной пайке.

Ну и конечно с ручной пайкой и жидким флюсом это огромная проблема. Слишком много флюса движется от стыка из-за того, что он не нагревается должным образом. Если его не очистить от платы, теперь у вас есть не подлежащие очистке флюсовые материалы, которые все еще активны, потому что они не были достаточно нагреты для их деактивации.

Итак, традиционное решение – не использовать дополнительный флюс, ни бутылку, ни ручку, а использовать порошковую проволоку для припоя. Основной механизм заключается в том, что флюс выходит только при нагревании проволоки, поэтому весь флюс будет достаточно хорошо нагрет и, следовательно, дезактивирован должным образом, чтобы остатки, которые вы оставили, были в безопасности.

Вы можете получить припой разного диаметра, а также получить различную концентрацию и количество флюса внутри проволоки. Это традиционная книжная техника, но мы думали о некоторых других, не так ли, Фил?

Phil
Да, еще одна возможность – использовать очень маленький шприц с паяльной пастой. Прежде всего, вы собираетесь использовать тот же состав или, возможно, тот же состав, который вы используете для пайки оплавлением, методологии массовой пайки.

Во-вторых, вы знаете, что соотношение будет правильным. Обычно это делается с помощью шприца на 50 грамм или больше, но 50 грамм легко использовать в местах ручной пайки, вероятно, этого должно хватить.

Jim
Помните, поскольку флюс смешивается с припоем, он весь нагревается, когда вы расплавляете пасту. У вас нет проблем с жидким флюсом или предметами из флюсовых ручек, где жидкий флюс может отходить от стыка и не нагреваться должным образом.

Phil
Очень хорошо. Что ж, надеюсь, это ответ на вопрос П.Д.

Джим
Помни, что бы ты ни делал, не паяй, как мой брат.

Phil
Не паяй, как мой брат, и держи детей подальше от бутылочек с флюсом.

Флюс портится? | Squier-Talk Forum

Моя, похоже, мало что делает. Пайка еще отстой.

Щелкните, чтобы раскрыть …

Какой паяльник вы используете? Сколько ватт?

Я предполагаю, что вы паяете гитары, раз уж вы спрашиваете на этом форуме.ИМО, у вас должен быть паяльник на 40 ватт. Утюги / карандаши мощностью 25 Вт являются обычным явлением, но могут не обеспечивать достаточной тепловой энергии для правильного течения припоя. Идея состоит в том, чтобы нагреть концы проводов и револьверную головку (или что-то еще, к чему вы паяете) достаточно сильно, чтобы припой растекся. Слишком низкая мощность означает, что это займет больше времени или может никогда не стать достаточно горячим. Слишком высокая мощность означает, что вы окисляете или сжигаете детали (если вы не работаете очень быстро). 40 Вт – это золотая середина.

Вот несколько советов по успешной пайке:

1.Сначала очистите детали, которые нужно паять. Мне нравится использовать ластик для карандашей (резина для тех, кто живет в Великобритании, но здесь, в Штатах, это означает кое-что еще). Хорошо потрите его, чтобы удалить окисление, затем протрите изопропиловым спиртом.
2. Держите кончик паяльника чистым и луженым. Я люблю пользоваться влажной (не мокрой!) Губкой и часто вытираю кончик. Расплавьте немного чистого припоя на наконечнике сразу после очистки губки. Этот этап называется «лужением».
3. Используйте канифольный припой 63/37 для стержней из канифоли.Этот припой состоит на 63% из олова и на 37% из свинца (sn / pb). Более распространенный припой – 60/40. В процессе пайки существует фаза, называемая пластической фазой. Это когда припой остывает и затвердевает. Во время этой фазы паяемые детали должны быть абсолютно неподвижными, без тряски или каких-либо движений, иначе паяное соединение будет нарушено. Преимущество припоя 63/37 Eutectic состоит в том, что пластическая фаза очень и очень короткая (в отличие от 60/40).
4. Прижмите очищенное и луженое жало паяльника прямо к месту соединения провода и клеммы.Помогает нанести лишь небольшую каплю припоя на железный наконечник, где он встречается с соединением.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *