Как использовать флюс для пайки?

Для чего нужен флюс при пайке?

Автор: Игорь

Дата: 04.10.2017

  • Статья
  • Фото
  • Видео

Наверняка нет такого человека, который бы не сталкивался с тем, что он задаётся вопросом, как эффективно осуществить соединение разорванных металлических частей, и неважно как это произошло механическим путём, или при помощи разрыва другой природы. В данном случае многие правдиво задают вопрос, для чего нужен флюс при пайке, и какие характерности препаратов.

Использование флюса при пайке

Определение и терминология

Для того чтобы понять зачем нужен флюс при пайке, необходимо обратиться к первоисточникам и терминологии, которая позволит ясно раскрыть картину. Флюсы являются стойкими и активными химическими веществами, которые в процессе пайки обеспечивают очистку поверхности от образования загрязнений, а также оксидных плёнок. В итоге образуется натяжение поверхности, в результате которого обеспечивается качественное растекание припоя. Дополнительно нужно понимать, для чего нужен паяльный флюс, это качественная защита рабочего места обработки поверхности изделия от воздействия внешней рабочей среды окружающей природы.

Далее, главный принцип флюса – это подготовка рабочего места соединения изделий, которые должны будут прикрепить одну часть изделия к другому. При решении задачи, зачем флюс при пайке используется, руководствуемся некоторыми критериями:

  • Для флюса температура плавления должна быть на порядок ниже, чем для припоя, это обязательное условие и требование качественного обеспечения соединения изделий.
  • Флюс не должен никаким образов взаимодействовать в процессе пайки с припоем. Если мы осуществляет технологическую работу, то каждый компонент должен образовать два независимых слоя обеспечения качества соединения обрабатываемых изделий.
  • Для газообразных характеристик флюса, последний должен обеспечить плавное растекание припоя по поверхности.
  • Для жидкого флюса обязательным условием является отличная растекаемость и смачиваемость всех обрабатываемых изделий.
  • Флюс должен любым способом разрушать и удалять образуемые на поверхности неметаллические образующиеся характеристики в виде плёнки.
  • Ко всем паяемым сплавам, а также ко всем металлам, флюс должен иметь инертную природу и характеристику, которая указывает на минимально активную составляющую.

Что может быть в качестве материала для пайки

Технологический процесс паяния, и для чего нужна паяльная паста, подскажет одна из самых популярных технологий, где в качестве компонента используют 10 грамм хлорида аммония и 30 грамм химического компонента цинка хлорида, которые необходимо растворить в 60 миллиграммах водного раствора.

Точно таким же образом формируется вещество паяльная кислота или паяльная жидкость, которое готовятся из заранее подготовленного консервированного вещества в виде соляной кислоты и металлического цинка.

  • Заполняем фарфоровую посуду в равных долях соляной кислотой и порционными частями цинка.
  • Заполняя цинком, в кислоте происходит выделение кислорода, в итоге образуется готовый препарат хлорид цинка.
  • После того, как начнётся замедление выделения кислорода, стеклянную посуду помещаем в тёплый раствор воды.
  • По окончании процесса должно произойти сливание жидкости, где остаётся не растворившийся цинк, к которому необходимо добавить нашатырный компонент, представленный как 2 граммы аммония, рассчитанного на 3 граммы металлического порошка цинка.

Не обязательно нужно сливать жидкость, достаточно ее высушить или выпарить досуха плод воздействием тёплой воды. В непосредственной части пайки можно добавить водный раствор в соотношении 1:2.»

Особенности флюсовых компонентов

Не стоит обольщаться тем, что этот простейший флюсовый препарат подойдёт практически ко всем металлическим поверхностям.

Флюс для пайки алюминия

Согласно ТУ и ГОСТ существует определённый критерий препаратов, которые по степени эффективности можно разделить на 3 условные группы:

  • Защитные или некоррозионные компоненты. Благодаря невысокой активности препаратов, такие вещества слабо очищают обрабатываемую поверхность. Как правило, не коррозионная группа используется для сплавов меди, а также для медных групп, которые имеют покрытия из кадмия, серебра или олова. По всем правилам данной группы, все задействованные припои должны быть легкоплавными. К данной группе относятся традиционная канифоль, вазелин простой группы, а также древесные смолы, стеарин и восковые компоненты.
  • Слабая коррозионная группа. Для этой группы характерно растворение в спиртовых растворах, воде, а также в минеральных и органических веществах природного и искусственного происхождения, например стеариновая кислота, олеиновая кислота, молочный и растительный жир. Ко всем материалам добавляется канифоль, которая играет антикоррозионную роль. В процессе пайки, слабая группа эффективно разлагается, испаряется и под воздействием температуры сгорает.
  • Сильная коррозионная группа. В этом классе используют фториды и хлориды металлической группы, а также сильнейшие неорганические кислоты. Этот тип флюсов способен удалять стойкие плёночные группы, которые характерны для цветных, а также для черных металлов. Все исследуемые коррозионные материалы изготавливаются как в виде жидких паст, так и в твёрдом состоянии.

Технические регламенты

Единый государственный регламент определён для флюсов, которые используются для сварочных работ, в этом случае применяют ГОСТ 9087-81. В радиоэлектронной отрасли также применяют технический стандарт, который имеет свою маркировку, это ГОСТ Р 56427-2015, который распространяется на безсвинцовую технологию. Кроме этого, данный регламент был разработан на основе ранее утверждённых и действующих регламентов, в частности:

  • ГОСТ 17325—79 Пайка и лужение.
  • ГОСТ Р 53429—2009 Платы печатные.
  • ГОСТ 29137—91 Формовка выводов и установка изделий электронной техники на печатные платы.
  • ГОСТ 23752—79 Платы печатные

Кроме этого, существует ряд подведомственных нормативных актов, которые имеют отраслевую структуру использования.

Заключение

При проведении работ связанные с пайкой микросхем или при соединении деталей изделий, необходимо строго соблюдать требования техники безопасности. При проведении работ, необходимо обеспечить качественную вентиляцию помещения, по окончании технологического процесса, необходимо тщательно проветрить комнату. Все операции необходимо выполнять только в защитных средствах, как для рук, так и для глаз и органов дыхания. В ряде отраслевых стандартах можно увидеть технические регламенты на маски и другие средства защиты. В домашних условиях пайку необходимо осуществлять только в проветриваемом помещении, по окончании необходимо вымыть руки с мылом и убрать все препараты в недоступное место для детей.

Флюсы

Флюсы для мягких припоев

Флюсы для пайки проводов и радиокомпонентов

Флюсы для твердых припоев

Флюсы для пайки труб и листовых материалов из меди, латуни, стали.

Флюсы для пайки — разновидности и применение

Пайка – один из элементов электро- и радиомонтажа. Для проведения качественного монтажа, необходим правильный подбор флюсов и припоев, паяльной пасты, используемых для пайки проводов, конденсаторов и др.

Флюс применяется для того, чтобы хорошо смачивались припоем места спайки и получались прочные швы. При достижении температуры паяния флюс плавится и равномерно растекается, а в момент самой пайки он всплывает на внешнюю сторону припоя. Флюсы для пайки бывают химически активными (кислотными) и химически пассивными.

Химически активными флюсами называют те флюсы, в составе которых присутствуют вещества, способные вступать во взаимодействие с металлом: кислоты, нашатырь, хлористый цинк. При использовании кислотных флюсов паяльные швы подвергаются коррозии, что является значительным недостатком этих флюсов.

Наиболее распространенным флюсом для пайки является соляная кислота, используемая для пайки деталей из стали при помощи мягких припоев. При пайке на поверхности металла остается кислота, растворяющая металл и вызывающая коррозию. При такой пайке по окончанию работы изделие следует промыть в проточной горячей воде. Запрещено применение соляной кислоты при пайке радиоаппаратуры.

Травленую кислоту (цинк хлористый) используют для пайки латунных, медных и стальных изделий, в виде раствора или порошка. Флюс для пайки – хлористый цинк изготавливают из пяти частей цинка и пятидесяти соляной кислоты в посуде из свинца или стеклянной. При использовании этого флюса на местах пайки также образуется коррозия из-за присутствия в нем небольшого количества свободной соляной кислоты. Поэтому места спая также необходимо промывать проточной горячей водой. Для пайки радио и электроаппаратуры хлористый цинк также не применяется.

Буру или водную натриевую соль пироборной кислоты используют как флюс для пайки с использованием латунных и серебряных припоев. Бура легко растворима в воде. При нагревании – стекловидная масса, плавится при температуре 741°С. При применении буры образуются соли их следует зачищать.

Нашатырем чистят паяльник перед лужением. Используют эти флюсы для пайки в виде порошка.

В качестве бескитлотных флюсов для пайки (химически пассивных) используют органические соединения: жиры, канифоль, глицерин, масла. Канифоль наиболее распространена при радио и электромонтаже. Применяется в качестве спиртового раствора или в сухом виде. Канифоль не вызывает коррозию металлов, используется с целью защиты мест спайки от коррозии.

Также не вызывает коррозию и стеарин, применяется для пайки муфт, кабелей со свинцовыми оболочками. Плавится при температуре близко 50°С.

Все чаще применяют флюсы ЛТИ, которые удобны в пайке металлов при помощи мягких припоев. Они также, как и бескислотные флюсы не вызывают коррозию металлов, однако с ними хорошо поддаются пайке металлы, которые раньше не поддавались. Флюс ЛТИ используют при пайке меди, железа и их сплавов, а также металлов, у которых высокое удельное сопротивление. Если применяется флюс ЛТИ, то места пайки нужно очистить только от загрязнений, таких, как ржавчина, масла. При пайке латунных изделий не нужно предварительное травление. На места спая этот вид флюса наносят кисточкой.

Читайте также  Пайка медных труб феном

У некоторых видов флюсов ЛТИ есть недостатки, к примеру, на местах пайки после использования флюсов ЛТИ-1 и ЛТИ-115 возможно образование темных пятен. Очень широко применяется флюс ЛТИ-120, поскольку после него пятна не остаются.

Изготавливается такой паяльный флюс в деревянной или стеклянной посуде из спирта и измельченной канифоли, с добавлением в полученный однородный раствор триэтаноламина и активных добавок. Через 20-25 минут перемешивания смеси, необходимо проверить флюс индикатором (лакмус, метилоранж), среда должна быть нейтральной. Хранится флюс ЛТИ порядка шести месяцев.

Паяльная паста – смесь измельченного припоя, флюса и разных добавок. Широкой популярностью пользуется паяльная паста, состоящая из 62% олова и 36% cвинца. В составе пасты может быть 2% серебра, это способствует уменьшению поднятия составляющих во время пайки. Паяльную пасту следует использовать комнатной температуры. Чаще используются два метода нанесения пасты: дозирование и трафаретная печать. Все чаще используют пасты, не содержащие свинец, вследствие чего повышается экологичность производства.

Как правильно паять?

Советы и рекомендации по правильной пайке

Прежде чем начать рассматривать вопрос: ”Как правильно паять?” Нужно обозначить одно но…

Пайка бывает разная. Нужно понимать, что существует большая разница в методике пайки здоровенного резистора мощностью 2 Ватта на обычную печатную плату и, например, микросхемы BGA на многослойную плату сотового телефона.

Если в первом случае можно обойтись простейшим электрическим паяльником мощностью 40 Ватт, твёрдой канифолью и припоем, то во втором случае потребуется применение таких приборов, как термовоздушная станция, безотмывочный флюс, паяльная паста, трафареты и, возможно, станция нижнего подогрева плат.

Как видим, разница существенная.

В каждом конкретном случае нужно выбирать тот метод пайки, который является наиболее подходящим для конкретного вида монтажа. Так для пайки микросхем в планарном корпусе лучше применять термовоздушную пайку, а для монтажа обычных выводных резисторов, крупногабаритных электролитических конденсаторов стоит применять контактную пайку электрическим паяльником.

Рассмотрим простейшие правила обычной контактной пайки.

Для начала начинающему радиолюбителю вполне достаточно освоить обычную контактную пайку простейшим и самым дешёвым электрическим паяльником с медным жалом.

Сперва необходимо приготовить минимальный наборчик для пайки и паяльный инструмент. О том, как подготовить электрический паяльник к работе уже рассказывалось в статье о подготовке и уходе за паяльником.

Многие считают, что для пайки лучше использовать паяльник с невыгораемым жалом. В отличие от медного, невыгораемое жало не требует периодического затачивания и лужения, так как на его поверхности не образуются углублений – раковин.


Выгоревшее жало паяльника
(для наглядности медное жало предварительно обработано напильником).

На фото видно, что край медного жала неровный, а образовавшиеся углубления заполнены застывшим припоем.

Невыгораемое жало у широко распространённых паяльников, как правило, имеет конусообразную форму. Такое жало не смачивается расплавленным припоем, то есть с его помощью на жало нельзя брать припой. При работе таким паяльником припой к месту пайки доставляется с помощью тонкого проволочного припоя.

Понятно, что использовать припой в кусочках или стержнях при пайке паяльником с невыгораемым жалом затруднительно и неудобно. Поэтому тем, кто хочет научиться паять, лучше начинать свою практику с обычного электрического паяльника с медным жалом. Недостатки его использования легко компенсируются такими удобствами, как лёгкость использования припоев в любом исполнении (проволочном, стержневом, кусковом и т.п), возможность изменения формы медного жала.

Электрический паяльник с медным жалом удобен тем, что с его помощью можно легко дозировать количество припоя, которое необходимо донести к месту пайки.

Чистота спаиваемых поверхностей.

Первое правило качественной пайки – это чистота спаиваемых поверхностей. Даже у новых радиодеталей, купленных в магазине, выводы покрываются окислами и загрязнениями. Но с этими незначительными загрязнениями, как правило, справляется флюс, который применяют в процессе пайки. Если же видно, что выводы радиодеталей или медные проводники сильно загрязнены или покрыты окислом (зеленоватого или тёмно-серого цвета), то перед пайкой их нужно очистить либо перочинным ножом, либо наждачной бумагой.

Особенно это актуально, если при сборке электронного устройства применяются радиодетали, бывшие в употреблении. На их выводах обычно образуется тёмный налёт. Это окисел, который будет препятствовать пайке.

Лужение.

Перед пайкой поверхность выводов необходимо залудить – покрыть тонким и ровным слоем припоя. Если обратить внимание на выводы новых радиодеталей, то в большинстве случаев можно заметить, что их выводы и контакты залужены. Пайка лужёных выводов происходит быстрее и качественнее, так как отпадает необходимость в предварительной подготовке выводов к пайке.

Лужение провода и выводов радиоэлементов легко проводить обычным электрическим паяльником с медным жалом. Как известно, при подготовке паяльника к работе также производят лужение медного жала.

Чтобы залудить медный проводник для начала удаляют с его поверхности изоляцию и очищают от загрязнений, если таковые имеются. Затем нужно обработать поверхность пайки флюсом. Если в качестве флюса применяется кусковая канифоль, то медный провод можно положить на кусок канифоли и коснуться провода хорошо прогретым жалом паяльника. Предварительно на жало паяльника необходимо взять немного припоя.

Далее движением вдоль провода распределяем расплавленный припой по поверхности проводника, стараясь как можно лучше и равномернее прогреть сам проводник. При этом кусковая канифоль плавиться и начинает испаряться под действием температуры. На поверхности проводника должно образоваться ровное покрытие оловянно-свинцовым припоем без комочков и катышков.


Лужение медного провода

Расплавившаяся канифоль способствует уменьшению поверхностного натяжения расплавленного припоя и улучшает смачиваемость спаиваемых поверхностей. Благодаря флюсу (в данном случае – канифоли) обеспечивается равномерное покрытие проводника тонким слоем припоя. Также флюс способствует удалению загрязнений и предотвращает окисление поверхности проводников во время прогрева их паяльником.

Прогрев жала паяльника до рабочей температуры.

Перед началом пайки необходимо включить электрический паяльник и подождать, пока его жало хорошо прогреется и температура его достигнет значения 180 – 240°C.

Так как у обычного паяльника нет индикации температуры жала, то судить о достаточном нагреве жала можно по вскипанию канифоли.

Для проверки нужно кратковременно коснуться кусочка канифоли нагретым жалом. Если канифоль плохо плавиться и медленно растекается по жалу паяльника, то он ещё недогрет. Если же происходит вскипание канифоли и обильное выделение пара, то паяльник готов к работе.

В случае пайки недогретым паяльником, припой будет иметь вид кашицы, будет быстро застывать, а поверхность паяного контакта будет иметь шероховатый вид с тёмно – серым оттенком. Такая пайка является некачественной и быстро разрушается.

Качественный паяный контакт имеет характерный металлический глянец, а его поверхность ровная и блестит на солнце.

Также при пайке различных радиодеталей стоит обращать внимание на площади спаиваемых поверхностей. Чем больше площадь проводника, например, медной дорожки на печатной плате, тем мощнее должен быть паяльник. При пайке происходит теплопередача и кроме самого места пайки происходит и побочный прогрев радиодетали или печатной платы.

Если от места пайки происходит существенный теплоотвод, то маломощным паяльником невозможно хорошо прогреть место пайки и припой очень быстро остывает, превращаясь в рыхлую субстанцию. В таком случае нужно либо дольше нагревать спаиваемые поверхности (что не всегда возможно или не приводит к желаемому результату), либо применять более мощный паяльник.

Для пайки малогабаритных радиоэлементов и печатных плат с плотным монтажом лучше использовать паяльник мощностью не более 25 Ватт. Обычно в радиолюбительской практике используются паяльники мощностью 25 – 40 Ватт с питанием от сети переменного тока 220 вольт. При эксплуатации электрического паяльника стоит регулярно проверять целостность изоляции сетевого шнура, так как в процессе работы нередки случаи её повреждения и случайного оплавления разогретыми частями паяльника.

При запаивании либо выпаивании радиодетали с печатной платы желательно следить за временем пайки и ни в коем случае не перегревать печатную плату и медные дорожки на её поверхности свыше 280°C.

Если произойдёт перегрев платы, то она может деформироваться в месте нагрева, произойдёт расслоение или вздутие, отслоятся печатные дорожки в месте нагрева.

Читайте также  Пайка алюминиевых радиаторов отопления

Температура свыше 240-280°C является критической для большинства радиоэлементов. Перегрев радиодеталей во время пайки может вызвать их порчу.

При спайке деталей очень важно жёстко их зафиксировать. Если этого не сделать, то любая вибрация или смещение нарушит качество пайки, так как припою требуется несколько секунд для того чтобы затвердеть.

Для того чтобы качественно производить пайку деталей “на весу” и избежать смещения или вибрации во время остывания паяного контакта можно использовать приспособление, которое в быту радиолюбителей называется “третья рука”.

Такое нехитрое устройство позволит не только легко и без особых усилий производить пайку деталей, но и избавит от ожогов, которые можно получить, если придерживать детали во время пайки рукой.

«Третья рука» в работе

Меры безопасности при пайке.

В процессе пайки довольно легко получить пусть и небольшой, но ожог. Чаще всего ожогам подвергаются пальцы и кисти рук. Причиной ожогов, как правило, является спешка и плохая организация рабочего места.

Нужно помнить, что в процессе пайки не стоит прикладывать больших усилий к паяльнику. Нет смысла давить им на печатную плату в надежде быстрого расплавления паяного контакта. Нужно дождаться, когда температура в месте пайки достигнет необходимой. В противном случае возможно соскальзывание жала паяльника с платы и случайное касание раскалённым металлом пальцев рук или ладони. Поверьте, ожоговые раны очень долго заживают !

Также стоит держать глаза подальше от места пайки. Нередки случаи, что при перегреве печатная дорожка на плате отслаивается с характерным вспучиванием, что ведёт к разбрызгиванию мельчайших капелек расплавленного припоя. Если есть защитные очки, то стоит применить их. Как только будет получен достаточный опыт пайки, то от защитных очков можно отказаться.

Производить пайку желательно в хорошо проветриваемом помещении. Пары свинца и канифоли вредны для здоровья. Если нет возможности проветривать помещение, то стоит делать перерывы между работой.

Флюсы паяльные

  • Товары
  • Сравнительная таблица
  • Подробное описание
  • Рекомендации по выбору
  • Рекомендации по применению

Обзор

Принцип действия паяльных флюсов

Для облегчения соединения деталей и печатной платы требуется нагрев металла. При этом на его поверхности образуется оксидная пленка, снижающая способность припоя соединяться с металлическими деталями. Решить проблему позволяет флюс для пайки. При комнатной температуре данное химическое соединение остается инертным, а для получения полезных свойств требуется его интенсивный нагрев. Флюсы могут добавляться в припой или наносятся непосредственно на металлические поверхности для предотвращения нежелательного окисления.

Таким образом выполняются сразу три задачи:

  • растворение оксидной пленки, образовавшейся на поверхности обрабатываемого металла;
  • роль кислородного барьера для предотвращения дальнейшего окисления;
  • улучшение смачивания поверхностей, подлежащих пайке.

Одним из главных требований к флюсам является способность выдерживать высокие температуры, сохраняя при этом все полезные эксплуатационные свойства.

Виды флюсов для пайки

Флюсы могут быть органическими или неорганическими соединениями. Выбор определенного варианта зависит от предполагаемого применения. Большинство органических флюсов не обладает коррозионными свойствами. Однако некоторые разновидности, в особенности кислотные, могут вызывать коррозию. Поэтому использование последних требует особого внимания. Также следует учитывать, что несоблюдение рекомендаций производителя может стать причиной ухудшения электрических свойств готовых печатных плат.

Основой органических флюсов являются следующие компоненты:

  • активаторы (активные вещества, воздействующие на оксиды металлов);
  • протекторы (предохраняют поверхности от образования оксидного слоя);
  • растворители для поддержки оптимальной консистенции;
  • разнообразные добавки (ингибиторы коррозии, стабилизаторы, загустители и красители).

Неорганические флюсы подразделяются на два типа — канифольные и синтетические. По консистенции и способу фасовки различают следующие разновидности — жидкости, пасты и водорастворимые порошки.

Флюсы для пайки при помощи мягких припоев нужны для очистки окисленных металлических поверхностей и для улучшения активации и смачиваемости уже спаянных поверхностей, минимизации дефектов и обеспечения защиты мягкого припоя и места пайки от окисления. Предварительный нагрев необходим при удалении основы флюса, при уменьшении и активации термоудара по печатным платам и компонентам, изготовленным из различных материалов.

Жидкие флюсы могут быть применены при пайке волной и двойной волной припоя, которые используются в технологиях монтажа компонентов в отверстия или смешанного монтажа. Некоторые виды активно применяют также для ручной пайки на опытном производстве и для ремонта.

Во время пайки флюсы растворяют при помощи оксидов и сульфидов, обеспечивая защиту поверхностей от окисления, а также снижают поверхностное натяжение припоя.

Классификация, а также требования и методы испытаний флюсов прописаны в стандарте IPC/ANSI-J-STD-004, по которому выделяют флюс нескольких типов.

Активность флюса
(% содержание галогенов)
Канифольные
Rosin (RO)
Синтетические
Resin (RE)
Органические
Organic (OR)
Низкая (0%) ROL0 REL0 OORL0
Низкая ( 2,0%) ROH1 REH1 OORH1

Рекомендации по выбору

В настоящее время все чаще применяется флюс на органической основе благодаря хорошей активности даже на бессвинцовых покрытиях, а также минимальному количеству остатков и небольшому количеству твердых частиц, что дает возможность наносить его методом распыления, а также в системах селективной пайки волной. Флюс, имеющий канифольную или синтетическую основу, обладает свойством оставлять пленку на поверхности после испарения растворителя, что позволяет минимизировать дефекты, однако после пайки с его использованием остается большее количество остатков, не всегда пригодных для нанесения методом распыления или применения в системах.

Если в качестве растворителя для органического флюса для пайки используется вода, то на оборудование накладывается необходимость большой зоны, которая нужна для предварительного нагрева для испарения растворителя. Однако такой флюс обладает более высокой стабильностью, оставляет минимум остатков после пайки и может наноситься всеми методами флюсования. После процесса работы остатки водосмываемых флюсов необходимо немедленно удалить во избежание негативного влияния на оборудование.

Перед тем, как начать серийное использование нового флюса, следует провести испытание на его растекаемость, а также проверить коррозионное воздействие остатков и изменения поверхностного сопротивления изоляции после окончания пайки. Способы проведения подобных испытаний приводятся в стандарте IPC-TM-650. Выбирая флюс для пайки, необходимо учитывать требования стандарта IPC/ANSI-J-STD-004, а также принять во внимание следующие факторы:

  • назначение и конструктивные особенности электронной техники;
  • требования к внешнему виду изделий;
  • способ нанесения флюса распылением или пеной;
  • необходимость влагозащиты и необходимость использования влагозащитных материалов без предварительного удаления остатков флюса;
  • активность флюса должна быть достаточной для того, чтобы обеспечить хорошую очистку и смачивание поверхностей припоем. В процессе пайки двойной волной припоем во время прохождения второй волны на поверхности должно оставаться достаточное количество флюса. Чем более пригодны к пайке печатные платы, а также компоненты, тем менее активный флюс может быть использован.
  • температура технологического процесса пайки;
  • технология пайки и возможность использования данного типа флюса;
  • совместимость флюса с другими материалами, используемыми при сборке изделия.

Рекомендации по применению

Для достижения хороших результатов пайки следует отрегулировать технологические параметры и поддерживать их на нужном уровне. Для регулировки параметров нужно их измерить. Измерения времени и температуры на поверхности печатного узла производятся с помощью устройств измерения профилей температуры.

Влияние на результат оказывает топология печатной платы, в особенности если речь идет о многовыводных компонентах с большим количеством выводов, которые расположены близко друг к другу. В этом случае пайка волной проблематична, и следует применять пайку оплавлением. Если контактные площадки имеют оптимальную конструкцию, изоляционные расстояния между ними зачастую составляют менее 0,5 мм, что повышает вероятность возникновения перемычек припоя после окончания пайки.

При необходимости в начале сборки следует провести предварительную очистку печатных плат. Степень их ионных загрязнений на печатных платах не должна превышать 5 х 10^(-7) г/кв.см.

Основными технологическими параметрами процесса пайки волной являются:

  1. Температура при работе с жидкими флюсами. Рекомендуется наносить флюс для пайки при температуре окружающей среды 18-25 градусов Цельсия.
  2. Параметры конвейера. Рекомендуется устанавливать угол наклона конвейера в пределах 5-9 градусов. Оптимальным углом наклона, обеспечивающим стекание избытков припоя и препятствующим возникновению перемычек и сосулек припоя, является угол 7 градусов. При выставлении скорости конвейера учитывается конструкция и ритм работы всей производственной линии, а также температура предварительного нагрева и время контакта печатных плат с волной припоя. Обычно для достижения хорошего качества пайки рекомендуется скорость в диапазоне 90-130 см/мин.
  3. Требования к воздуху. Используемый в системе флюсования сжатый воздух, необходимо очистить от частиц масла и воды, и он должен иметь контролируемую температуру.
  4. Способы флюсования. Флюс обычно наносится распылением или методом пенного флюсования.

Нанесение флюса распылением

Флюсование методом распыления имеет следующие достоинства:

  • снижение количества остатков после окончания пайки;
  • точность контроля толщины флюса (1-2 мкм);
  • пониженный расход флюса;
  • уменьшение расхода растворителя;
  • отсутствие капель флюса в зоне предварительного нагрева.
Читайте также  Пайка медных трубок газовой горелкой твердым припоем

При нанесении флюса методом пенного флюсования следует использовать трубчатые фильтры, образующие мелкопузырчатую пену,которая обеспечивает улучшенное смачивание по сравнению с обычной пемзой, особенно при сквозной металлизации. К тому же эти фильтры отличаются большой надежностью, меньше склонны к забиванию, и даже в том случае, если один из элементов выйдет из строя, это не нарушит производственный процесс. При переходе на новый флюс необходимо провести замену флюсующего камня. Величина давления зависит от конструкции конкретной системы пайки. Следует отрегулировать расстояние между печатной платой и пеной и исключить попадание флюса на верхнюю сторону платы.

Применение флюсов на водной основе

Чистая вода плохо пенится из-за высокого поверхностного натяжения. Это делает флюсы паяльные на водной основе идеальным для нанесения методом распыления и в то же время подходящим для пенного флюсования. Стабильная пена достигается добавлением небольших количеств поверхностно-активных веществ в сочетании с высоким поверхностным натяжением. Благодаря присутствию ПАВ обеспечивается хорошая стабильность пены и высококачественное флюсование.

Для обеспечения высокого качества пайки необходимо обеспечить постоянный контроль качества и состава флюса посредством добавления растворителя. При необходимости можно корректировать уровень содержания твердых частиц путем добавления свежего флюса.

Температура предварительного нагрева определяется конструкцией печатных плат, температурой испарения растворителя и температурой, которая необходима для активации флюса. В таблице приведены общепринятые режимы для флюсов на спиртовой основе.

Тип печатной платы Температура на печатной плате
Односторонняя или гибкая 80-90 °С
Двухсторонняя 90-120 °С
Многослойная (до 4-х слоев) 105-120 °С
Многослойная (более 4-х слоев) 110-130 °С

Выбирая температуру предварительного нагрева, следует руководствоваться температурами, рекомендуемыми производителем флюса для пайки. Эта информация содержится в техническом описании каждого конкретного флюса. Для флюсов на водной основе следует увеличить температуру нагрева до 130-140 градусов Цельсия, чтобы обеспечить полное испарение воды. Особого внимания требует работа с многослойными печатными платами, где тщательный предварительный подогрев должен обеспечить хорошее качество пайки сквозных отверстий.

Флюсы для пайки: применение, назначение и классификация

Для быстрой и качественной пайки необходимо иметь несколько вещей: качественный флюс, хороший припой и мощный паяльник. Припой выбирается в зависимости от объекта пайки и её температуры, а также содержания олова и свинца в нём. Основная характеристика паяльника — его мощность, но сегодня некоторые радиолюбители смотрят и на такие вещи, как размер жала и скорость нагрева и остывания.

С флюсами всё несколько иначе. Они бывают очень разных видов и применяются для противостояния процессам окисления припоя, равномерного распределения температуры по поверхности пайки и образования лучшей сцепляемости и диффузии спаиваемых контактов и деталей.

Основные виды флюсов

Бывают как твёрдые, так и жидкие флюсы. Для удобства нанесения на область пайки и более лёгкого удаления выпускают также пастообразные марки, упакованные в тубы или сразу расфасованные в специальные шприцы. Жидкие формы используются для лужения в некоторых труднодоступных частях сложных деталей. Флюсы, как правило, представляют собой поверхностно-активные вещества, которые не проводят ток.

Кроме того, можно приготовить так называемую самодельную паяльную пасту своими руками, смешав опилки припоя с растворённой в спирте канифолью. Она используется в тех случаях, когда недопустим перегрев спаиваемых поверхностей — например, во избежание их повреждения.

Флюсы в основном классифицируют по степени их активности и действия, которое они оказывают на припой и спаиваемые детали. Различают следующие основные типы:

  • Активные — производятся преимущественно из растворов соляной кислоты, но нередки и случаи применения её в чистом виде. Сюда же входит очень популярная «паяльная кислота», которая представляет собой обработанный соляной кислотой цинк. Активные флюсы легче разрушают плёнки на поверхностях деталей, но, кроме этого, ещё и вступают в реакцию с самой металлической поверхностью. Из-за этого они должны быть нейтрализованы после проведения всех операций. Кроме того, такие флюсы имеют невероятно сильную электропроводимость, что исключает их применение в радиоэлектронике.
  • Антикоррозийные — защищают от возникновения окислов на поверхностях и противодействуют коррозийным процессам. В качестве таких составов можно применять ортофосфорную кислоту или её смеси с другими веществами со схожими свойствами.
  • Защитные — представлены самыми инертными по взаимодействию с металлом составами и включают различные масла (в том числе оливковое или растительное), сахар-песок и вазелин с воском.

Существует также классификация по рабочей или активной температуре. По этому принципу флюсы бывают:

  • Высокотемпературные с температурой перехода в жидкое состояние от 450 градусов Цельсия.
  • Низкотемпературные, температура плавления которых ниже 450 градусов.

Обязательно следует выбирать флюсы с температурой плавления ниже, чем у припоя, ведь иначе спаять детали будет невозможно. Припои и флюсы, применяемые при пайке необходимо также подбирать в зависимости от задач, выполняемых ими.

Состав и описание канифоли для пайки

Для начинающего радиолюбителя в качестве оптимального решения подойдёт канифоль для пайки. Сырьё для её производства — сосновая живица или смола. Это смесь различных изомеров смоляных кислот, которая обрабатывается специальным образом, или продукт отходов некоторых химических производств. Она относительно дешёвая и доступная, хорошо противостоит образованию оксидных поверхностных плёнок и совершенно нерастворима водой и ацетоном. Из-за природного характера образования, канифоль на основе живицы абсолютно нетоксична и не предъявляет дополнительных требований к защите дыхательных органов и глаз и повышенной вентиляции рабочего помещения.

Канифоль стекловидна и имеет температуру плавления, не превышающую 70 градусов, что делает её пригодной для использования в радиоэлектронике. Очень хорошо растворяется спиртом и ацетоном, которые используются для удаления её с поверхности деталей и печатных плат. Однако, если эстетическая сторона процесса пайки вас не заботит или положение детали исключает последующую обработку, канифоль спокойно можно не стирать. Она не обладает электропроводностью и совершенно неактивна после застывания.

Растворы канифоли имеют приблизительное её содержание на уровне 30−35 процентов. Остальное — это спирт и активаторы. В качестве спиртов могут выступать:

  • Этиловый.
  • Изопропиловый.
  • Этиленгликоль.
  • Этилацетат.

Активаторами же являются такие присадки:

  • Салициловая кислота.
  • Органические соединения галогенов.

Такие флюсы наносятся ручным способом легче и обеспечивают равномерное покрытие рабочей области.

Бура и её применение

Тетраборат натрия имеет очень широкое назначение в качестве флюса. Им можно паять и варить изделия из меди, драгоценных металлов (серебра, например) и хромированных изделий. Кроме того, он используется при работе с тугоплавкими металлами вроде чугуна. Применяется практически без добавок, иногда может смешиваться в равных частях с борной кислотой, из которой и производится. Имеет высокую температуру плавления (около семисот-девятисот градусов), поэтому подходит для работ по прокладке водопроводных сетей и их ремонту.

Из-за того, что обычные бытовые паяльники неспособны выдавать нужное количество тепла для работ, которые проводятся с этим флюсом, используются газовые горелки. После завершения всех работ с металлической поверхностью образовавшийся налёт необходимо удалить, так как он провоцирует образование ржавчины.

Использование ортофосфорной кислоты

Ортофосфорная кислота представляет собой хорошо растворимые в воде прозрачные кристаллы, хорошо впитывающие влагу. Может применяться как флюс для пайки изделий из алюминия, стали и меди. Отлично подходит для чистки поверхностей металлов от ржавчины, покрывая их защитной плёнкой, которая противодействует повторному появлению коррозии.

Принципы применения и техника безопасности

Соблюдая всего несколько универсальных правил, можно выполнять работы по соединению металлических деталей с помощью пайки очень легко. Эти правила пойдут для любого флюса, типа припоя и вида работы:

  • Очищайте соединяемые поверхности спиртом или другим активным растворителем.
  • Следите за тем, чтобы жало паяльника всегда было залужено, то есть покрыто достаточным количеством припоя для усиления контакта.
  • Следите за чистотой жала, не давайте ему окислиться.
  • Флюс наносите так, чтобы при расплавлении он покрывал всю обрабатываемую поверхность.
  • Не перегревайте детали, особенно радиотехнические — это чревато получением травм из-за взрыва отдельных компонентов (конденсаторов, например) и повреждением внутренней структуры печатных плат.
  • Очищайте поверхности от продуктов окисления припоя и флюса, особенно если последний проводит электричество.

Правила техники безопасности и охраны труда, которых следует придерживаться, стандартны для выполняемых работ. Следует обеспечивать соответствующую защиту тела от попадания случайных капель раскалённого припоя. Для этого следует использовать халаты из хлопчатобумажной ткани и защитные очки. Если ожог всё-таки случится, стоит незамедлительно протереть его любым спиртовым раствором — это поможет избежать образования волдырей на коже. Кроме того, стоит избегать хватания жала работающего паяльника голыми руками, а если необходимо, сменить жало в процессе работы, давать ему остыть.