Классификация флюсов для пайки

  • 29 ноября
  • 85 просмотров
  • комментариев
  • 36 рейтинг
Оглавление: [скрыть]
  • Для чего нужны паяльные флюсы?
  • Классификация флюсов
    • Другие различия флюсов
  • Общие требования к флюсам
  • Использование флюсов для пайки различных металлов и сплавов

Качественное спаивание деталей невозможно представить без такого необходимого в процессе компонента, как флюс для пайки. Многим людям хотя бы раз, но приходилось заниматься паянием, поэтому им известен самый распространенный флюс — канифоль. Не углубляясь в сущность процесса, они знают, что с ее помощью припой гораздо лучше контактирует со спаиваемыми поверхностями и растекается по ним.

Флюс для паяльных работ

Флюс для паяльных работ необходим для обеспечения более прочного соединения.

Для чего нужны паяльные флюсы?

Тем не менее важность роли канифоли, как и любых других флюсов (о которых будет рассказано позже), состоит в том, что она подготавливает детали к надежному соединению друг с другом, очищая их поверхности от оксидной пленки, солей и жиров, препятствующих контакту поверхностей. В задачи флюса входит и снижение поверхностного натяжения в веществе припоя, что обеспечивает его лучшую текучесть. Благодаря этому он растекается по возможно большему пространству, увеличивая площадь контакта спаиваемых элементов. Кроме того, флюсы продлевают срок их службы, защищая детали в местах пайки от образования новых окислов и солей. Правда, некоторые из них без должной нейтрализации могут стать причиной преждевременного выхода деталей из строя. Поэтому нужно неукоснительно следовать инструкциям по применению того или иного состава.

Вернуться к оглавлению

Классификация флюсов

Пайка микросхем

При пайке микросхем чаще всего используют канифоль.

Нужно отметить, что флюсы разделены на несколько типов, которые различаются по степени воздействия на обрабатываемые детали до пайки, во время и после нее. К примеру, канифоль и многие составы на ее основе относятся к флюсам с наименьшей активностью, поэтому они часто применяются в пайке микросхем. Возможностей канифольных составов хватает для удаления при невысоких температурах тонких оксидных пленок на меди, латуни и других медных сплавах. К тому же, обладая минимальной активностью, флюсы на канифоли не запускают процесс коррозии на деталях. Чтобы слегка улучшить характеристики канифоли, к ней добавляют спирт, скипидар или глицерин.

Такие флюсы называются бескислотными (неактивными, нейтральными). Их применение в сфере производства и ремонта радиоэлектроники обусловлено еще одним обстоятельством: бескислотные составы являются диэлектриками, не образующими ток утечки.

На основе канифоли делаются и активированные флюсы. В их состав в малых объемах включаются органические кислотные и аминовые соединения (салициловая кислота, фосфорный анилин и т.п.). С использованием активированного компонента спаиваются не только детали из меди и ее сплавов (при этом даже не требуется очистка окислившихся поверхностей), но и из серебра, железа и различных сталей, никеля и его сплавов.

Есть и другие типы флюсов:

Антикоррозийные флюсы

Антикоррозийные флюсы используются для освобождения подлежащих спайке поверхностей от коррозии.

  1. Кислотные (активные) — эти составы готовятся на основе соляной кислоты. Она применяется и в чистом виде. С ее помощью подвергаются пайке изделия из железа. Еще одним компонентом флюса из соляной кислоты является хлористый цинк. Такой состав получается в результате простой реакции цинка с HCl. Его легко приготовить в домашних условиях, но он выпускается и промышленностью. Этот флюс всем известен под названием «кислота паяльная». Сферы его применения — паяние меди, железных сплавов, серебра. Являясь реагентом с высокой химической активностью, кислотный флюс гораздо эффективнее уничтожает пленки различного рода на обрабатываемых поверхностях, но так же энергично он взаимодействует и с самим металлом. Поэтому паяльные кислоты и т.п. вещества требуют дальнейшей нейтрализации. Еще одно свойство активных составов — высокая электропроводимость. По указанным причинам кислотные флюсы нельзя применять в радиоэлектронике. К кислотным относится и ортофосфорная кислота, но составы с ее содержанием включены в категорию антикоррозионных добавок.
  2. Антикоррозионные флюсы — их задача заключается в освобождении подлежащих спайке поверхностей от коррозии и защите соединения от образования окислов в дальнейшем. Как уже говорилось, обязательным компонентом антикоррозионного состава является ортофосфорная кислота (ее используют и в производстве различных антикоррозийных пропиток). С кислотными составами антикоррозионные флюсы сближает присутствие в них кислот, в том числе и органических, но эти флюсы не действуют разрушающена материалы и образуют на них защищающий от окисления слой.
  3. Защитные флюсы — в эту категорию включены инертные по отношению к металлу вещества. Они предназначены только для защиты предварительно зачищенных деталей от образования окисей. К защитным флюсам относят вазелин, воск и даже оливковое или минеральные масла (оружейное, веретенка) и сахарную пудру. К слову, масло используется как флюс для пайки алюминия. Оно не удаляет оксидную пленку с поверхности этого металла. Очищать поверхностный слой от нее придется ножом или иным острым предметом, но если место пайки покрыто маслом, то алюминий под этой мембраной лишается возможности взаимодействовать с кислородом, хотя известно, что реакция его окисления происходит мгновенно.
Вернуться к оглавлению

Другие различия флюсов

Флюсы делятся не только по специализации, но и по агрегатному состоянию. На рынке принадлежностей для пайки представлены составы:

  • жидкие (к примеру, паяльная кислота);
  • твердые (канифоль);
  • пастообразные (к примеру, паста ВТС, гель ТТ и т.п.).
Жидкий флюс

Жидкий флюс используют для обеспечения лужение в труднодоступных места.

Следует сказать, что различное агрегатное состояние флюсов расширяет их возможности. Жидкими обрабатываются детали, чтобы обеспечить лужение в самых труднодоступных местах, а при использовании пастообразного флюса легче контролировать количество его подачи. Для достижения этих же целей создаются паяльные пасты, в которые входит очищающий компонент и измельченный припой. Они значительно ускоряют процесс пайки.

Приготовить паяльную пасту в домашних условиях достаточно просто. Припой необходимо измельчить. Для этого лучше использовать напильник с крупной насечкой, так как мягкий припой мелкую быстро забьет. Полученные опилки смешиваются с флюсом из спирта и канифоли. Если у пасты слишком густая консистенция, в нее добавляется спирт. Хранится такой состав в посуде с плотно прилегающей крышкой. Как правило, паяльной пастой спаиваются детали, боящиеся перегрева. Паяльные пасты промышленного производства продаются в емкостях, обеспечивающих их точное дозирование. Нечто подобное можно придумать и для самодельного состава, поместив его в шприц (конечно же, без иглы), но нужно признать, что паста или гель заводского производства обладают заведомо лучшими технологическими показателями, так как пропорциональное содержание всех их компонентов выдержано оптимально. Поскольку паста применяется в работе с радиоэлектронными деталями, ее основу часто составляет безотмывочный флюс — химически неактивный компонент с нулевой проводимостью.

Еще один параметр классификации флюсов — температура, при которой они проявляют свою активность.

Составы делятся на:

  • высокотемпературные, плавящиеся при температурах от 450°С и выше;
  • низкотемпературные, у которых температура плавления не превышает 450°С.

В любом случае флюсы должны плавиться при более низких температурах, чем припой.

К тому же подготовительные составы должны обладать меньшим удельным весом, чтобы припой при нанесении на детали вытеснял флюс на поверхность.

Вернуться к оглавлению

Общие требования к флюсам

Следует рассказать еще о нескольких требованиях, которым должны соответствовать флюсы любого типа.

  1. Текучесть состава не может быть чрезмерной. Ее должно хватать на обработку максимально возможной площади деталей, однако флюсу необходимо быть достаточно вязким, чтобы оставаться на месте пайки.
  2. Даже активные флюсы должны вступать в реакцию только с удаляемыми ими пленками, но не с материалом детали или самим припоем.
  3. Кроме более низкого удельного веса, флюс должен обладать и меньшими адгезионными характеристиками, по сравнению с припоем.
  4. Расплавившийся флюс должен создавать благоприятную среду для пайки, поэтому недопустимо его испарение или выгорание.
  5. Состав должен легко удаляться после пайки.
Вернуться к оглавлению

Использование флюсов для пайки различных металлов и сплавов

Как уже писалось выше, спаиваться может не только медь и сплавы на ее основе. Пайкой можно соединять и другие металлы. Поскольку они обладают разными физико-химическими свойствами, то для их обработки применяются и разные флюсы, которые следует выбирать в зависимости от предназначения.

Ортофосфорная и паяльная кислоты могут использоваться для обработки поверхностей из нержавейки (зачастую в домашних условиях невозможно отремонтировать детали из легированной стали иным способом, чем пайка). Правда, следует помнить, что паяльная кислота — активный флюс на основе кислоты, поэтому он должен удаляться сразу после соединения элементов.

Бура применяется для пайки медных труб, а также чугуна. В «меню» буры также входит пайка нержавеющих сталей, драгоценных металлов, сплавов кобальта с хромом. Этот флюс незаменим при прокладке и ремонте водопроводных систем. Эта соль (Na2B4O7) борной кислоты (H3BO3) может применяться без добавок, но для улучшения характеристик флюса используется смесь Na2B4O7 с H3BO3 в равных пропорциях. Добавление в состав фтористых и хлористых солей делает его более активным. Флюс из буры применяется при высокотемпературной пайке, после которой необходимо удалять его соли. Смесь можно приготовить самостоятельно. Компоненты смеси растираются в лабораторной посуде. После этого они растворяются в дистиллированной воде. Потом воду следует полностью выпарить.