Флюс для пайки печатных плат

Флюс для пайки печатных плат

. Флюсы, материалы, применяемые в металлургических процессах с целью образования или регулирования состава шлака, предохранения расплавленных металлов от взаимодействия с внешней газовой средой, а также служащие для связывания окислов при пайке и сварке металлов.

. Что бы получить прочное паяное соединение, необходимо убрать пленку окисла со спаиваемых поверхностей и защитить метал от дальнейшего окисления при пайке. Для этого существуют флюсы, которые представляют собой, как правило, многокомпонентные системы, выполняющие сразу несколько функций. Это очистка поверхности, удаление окисла, улучшение растекания припоя и, как следствие, увеличение прочности и плотности соединения. Условно флюсы можно подразделить на оржавляющие и неоржавляющие (коррозирующие и некоррозирующие, нейтральные), т.е. на те, которые требуют после пайки хорошей промывки паяного соединения и те, которые не оржавляют пайку и даже могут в дальнейшем защищать ее от коррозии. Кроме того, флюсы условно разделяются на активные и пассивные. Активные флюсы содержат в своем составе вещества, которые активно взаимодействуют с поверхностью металла, это кислоты (салициловая, лимонная, фосфорная и т.д.), хлористый цинк, хлорид аммония, гидрохлориды некоторых органических соединений, органические амины, глицерин. Пассивные (или слабо активные) флюсы, это канифоль, которая представляет собой смесь органических кислот, парафин, минеральные, растительные и животные масла, жирные к-ты. Они удаляют тонкие и нестойкие пленки окислов и способствуют растеканию припоя. С помощью активных флюсов спаивают металлы с прочной окисной пленкой, в большинстве случаев активные флюсы — оржавляющие. При пайке печатных плат имеет значение остаточное сопротивление флюса, поэтому даже для нейтральных, не коррозирующих флюсов может требоваться смывка остатков. Самым простым и очень эффективным флюсом является хлористый цинк (ZnCl2). Получить его можно так: растворим кусочки цинка (его можно достать из использованной батарейки) в разбавленной 1:1 соляной к-те добавляя его до тех пор, пока он не перестанет растворяться. Лучше это делать на свежем воздухе. Еще более повысить эффективность флюса, можно добавкой хлористого аммония (нашатырь, NH4Cl), в кол-ве равным (или двойным) весу израсходованного цинка. С помощью такого флюса можно паять почти все металлы. Спай нужно промыть чистой водой, но лучше слабым р-ром питьевой соды или р-ром (0,5-2%) аммиака. Я часто применял водный р-р спирта (20-40%, можно водку, можно р-р изопропилового спирта) с такой же добавкой аммиака. Очень неплохим флюсом является концентрированная фосфорная к-та, особенно для пайки нержавейки и нихрома. Ниже приведены различные рецепты флюсов (в весовых %).

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

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

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

Классификация флюсов для пайки

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

Таблица 1. Классификация флюсов

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

Упрощенно принцип работы галогенсодержащих флюсов выглядит так:

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

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

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

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

Рассмотрим более подробно типы флюсов по основе.

Канифольные флюсы для пайки (RO)

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

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

Синтетические флюсы для пайки (RE)

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

Читать также:  Изготовление антенны харченко своими руками

Органические флюсы для пайки (OR)

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

Совместимость флюсов

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

Производители паяльных материалов указывают совместимость своих продуктов.

Отмывка паяльного флюса

Разберемся, стоит отмывать остатки флюса после пайки или нет.

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

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

      Возникает вопрос: чем отмывать остатки флюса?

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

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

      Отмывка флюсов с использованием специальных жидкостей делится на два этапа:

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

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

      Блог о электронике

      Флюс для пайки печатных плат
      Мой любимый припой.
      Флюс для пайки печатных плат
      Тонкая проволочка для точных паек.

      И вот ты решил окунуться в электронику с головой, затарился паяльником, купил припой и… А что дальше? Если худо бедно, то как надо паять представляют все, а вот тонкости технологии известны далеко не многим и приходят с опытом. Чтож, ускорю этот пагубный процесс и расскажу тебе парочку хитростей.

      Итак, про хороший паяльник для мелкого монтажа ты наверное уже читал, вот от него и будем плясать. Кроме паяльника тебе потребуется припой и флюс. О них поподробней.

      Припой.
      Это специальный сплав, который плавится при температуре порядка 200 градусов. Самый распространенный это 60/40 Alloy, он же ПОС-61. Сплав в котором 60% олова и 40% свинца. Температура плавления у него 183-230 градусов. Обычно продается в виде проволоки, намотанной на катушки.
      Для мелкого монтажа лучше брать тот, где диаметр проволочки поменьше — легче дозировать. У меня две катушки, одна с проволокой припоя 0.3 мм, вторая 0.6 мм. Ну еще есть с полутора миллиметровой, но я ей почти не пользуюсь. Только если массово паяю массивные детали, где надо много припоя.
      Покупать припой лучше импортный, к сожалению российский продукт сплошь и рядом отстой. Может и есть качественный, но обычно мне попадался низкопробный шлак. Катушка припоя, как на картинке, должна стоить от 150-200 рублей, дороже можно, дешевле не желательно. Лучше один раз потратиться, зато потом иметь красивую и качественную пайку и не париться. А катушки обычно хватает года на полтора-два это минимум.
      Ещё полезно купить себе немного сплава Розе. Это тоже вроде припоя, но температура плавления у него совсем смешная — где то в районе 90-100 градусов. Этот сплав иногда полезен при демонтаже, но об этом позже будет отдельная статья.

      Флюс для пайки печатных плат
      Канифоль — классика жанра

      Самый простой и народный флюс. Это обычная очищенная сосновая смола. При пайке сначала берут на жало немного припоя, потом тычут в канифоль, чтобы набрать на жало смолы, а затем быстро, пока смола не испарилась, паяют. Способ не сильно удобный, поэтому часто делают по другому. Берут обычный этиловый (медицинский) спирт и растовряют в нем толченую канифоль пока она растворяется. После этот раствор наносят кисточной на спаиваемые детали и паяют. Активность канифоли не высока, поэтому иной раз ничего не получается — детали не не лудятся, но зато у канифоли есть одно огромное достоинство, которое порой перекрывает все ее недостатки. Канифоль абсолютно пассивна. То есть ее не нужно удалять с места пайки, так как она не окисляет и не восстанавливает металлы, являясь при этом отличным диэлектриком. Именно по этому самые ответственные пайки я стараюсь делать спирто-канифольным флюсом.

      Флюс для пайки печатных плат
      ЛТИ-120
      Флюс для пайки печатных плат
      Глицерин-гидразин
      Флюс для пайки печатных плат
      Канифоль-гель. Супер вещь
      Флюс для пайки печатных плат
      Ф-34А — химическое оружие массового поражения.
      Флюс для пайки печатных плат
      Палитра флюсов 🙂

      Один из моих любимых флюсов. Представляет из себя рыжую жидкость, имеет в своем составе канифоль и еще ряд присадок. Паять им также как и обычным спирто-канифольным флюсом — намазать кисточкой на детали и паять. Но есть одна хитрость. В изначальном варианте ЛТИ-120 жидкий зараза, мажется тонким слоем и моментально высыхает, в общем пользоваться им не очень удобно. Я придумал как это побороть.
      Я сделал себе палитру флюсов — наклеил на мелкую компашку кучу крышечек от флакончиков, налил в них разных флюсов и наклеил это дело на катушку с припоем. Получилось очень удобно и компактно. Так вот, налив ЛТИ-120 в крышечку я даю ему постоять пару дней. За это время он подсохнет и загустеет до состояния жидкого мёда. Вот его уже удобно намазывать острой зубочисткой точно туда куда надо. А если загустеет сверх меры, то либо туда немного спирту капну, либо подолью еще немного свежего флюса и размешаю. Производитель утверждает, что ЛТИ-120 смывать не нужно. В принципе, вроде бы так оно и есть, он не активный. Но что то меня смущают присадки которые в нем, поэтому я его смываю всегда. Смывается он широкой кисточкой, смоченной в спирте. Или просто щеткой под струей воды из под крана. Нет ничего страшного в том, чтобы отмывать готовую плату водой, главное хорошо высушить потом.

      Читать также:  Датчик отключения компрессора по давлению

      Канифоль-гель
      Отличная штука. Не так давно появился в радиомагазинах и уже заслужил мою любовь и уважение. Представляет из себя густую коричневую пасту на основе канифоли, продается в шприцах. Отлично намазывается непосредственно туда где надо, не оставляет нагара на паяльнике, как ЛТИ-120. Легко смывается водой или спиртом, в общем, рулез!

      Глицерин-гидразин.
      Убойный активный флюс, который легко смывается водой, не оставляет грязных липких следов и окислов. Но его надо смывать. Тщательно смывать. Иначе за пару лет он может разъесть дорожки платы или его остатки станут токопроводными и возникнут жуткие утечки по поверхности платы между дорожками, что крайне негативно скажется на работе схемы. Еще я не уверен в безопасности его паров. На раз два попользоваться можно, но вот постоянно его юзать мне как то не улыбается. Но в целом это офигенный флюс, паять им одно удовольствие.

      Глицерин-Салициловый флюс .
      Он же ФСГЛ. Честно говоря я понятия не имею откуда эта хрень вообще берется. У меня банка этого флюса имеется с детства (собственно поэтому канифолью то я практически не паял никогда) — батя стырил с оборонного предприятия. В свободной продаже не видел ни разу. Паяет также ядрёно как и Глицерин-гидразин, но не имеет в своем составе сомнительных с точки зрения токсичности примесей. Там 90% глицерина, 5% салициловой кислоты, 5% воды. Купить чтоль в аптеке салицилки и самому сбодяжить? Уж больно чумовой рецепт. Один недостаток — нужно смывать, он активный. Но смывается водой влегкую.

      Ф-34А
      Адская кислотная смесь. При пайке имеет жуткий едкий выхлоп, которым я потравил половину нашей лаборатории. Паять этой гадостью можно только в противогазе и с мощной вытяжкой, но зато это дерьмище паяет все, то что другим флюсам даже в страшном сне не снилось. Эта жижа залуживает влет — ржавчину, окислы, сталь, напыления, даже алюминий можно паять. Так что если тебе надо будет припаяться к ржавому гвоздю, то капни этой херни, задережи дыхание и ЛУДИ!

      Импортные безотмывочные флюсы.
      Честно говоря ими я не пользовался. Говорят они круты, но имхо паять ими просто так это не рационально — слишком уж дорогие они, да и у нас в городе не продают, а заказывать мне западло. Скорей они для профессионального применения, вроде ремонта сотовых или пайки BGA корпусов (это когда ножки в виде массива шариков под корпусом микросхемы). Если интересно, то поищите инфу на форумах ремонтников сотовых, они про это дело знают все.

      Голландский флюс на основе конопли
      Понятия не имею кто его делает и где его продают, но я точно знаю что он есть! Особенно я в этом убедился после ковыряния в схемах продукции фирмы где я раньше работал. Разработчики явно паяют им. Так как таких укуренных схемотехнических решений я еще не видел.

      Паяльник в руки и вперед.
      Про флюсы я тебе рассказал, теперь, собственно, о процессе пайки.
      Дело это не хитрое. Для начала желательно облудить детали. Смачиваешь их флюсом, подцепляешь жалом паяльника чуть чуть припоя и размазываешь по поверхности. Торопиться не надо, детали должны покрыться ровным тонким блестящим слоем. Выводы микросхем и радиодеталей лудить не нужно — они уже на заводе облужены.

      Припой должен быть жидким, как вода. Если он комковатый, с ярко выраженной зернистостью и матовый, то тут причины две — неправильная температура паяльника , либо припой низкопробное говно . Если паяльник слишком холодный то припой будет на грани твердого и жидкого состояния, будет вязким и не будет смачивать. Если же паяльник перегрет, то припой будет моментально покрываться серой пленкой окисла и тоже будет отвратительно лудить. Идеальная температура паяльника при пайке припоем ПОС-40 ( 60/40 Alloy ), на мой взгляд, это порядка 240-300 градусов. У СТ-96 достаточно выставить регулятор на 2/3 в сторону увеличения.

      Если паяешь печатную плату, то дорожки тоже надо залудить. Но делать это надо осторожно. Текстолит, что продается на просторах Родины зачастую тоже оказывается редкостным говном и при нагреве фольга от него отваливается в момент. Поэтому долго греть плату нельзя — отвалятся дорожки. Обычно я просто смазываю хорошенько все дорожки флюсом ЛТИ-120 и провожу быстренько по каждой плоским жалом паяльника с капелькой припоя. В Результате имею идеально залуженные дорожки, с практически зеркальной поверхностью.

      Читать также:  Как правильно подсоединить посудомоечную машину

      Есть народный способ для быстрого лужения больших плат:

      Флюс для пайки печатных плат
      Оплетка для удаления припоя
      Флюс для пайки печатных плат
      Мое лудило

      Берется оплетка для удаления припоя, это такая медная мочалка, продается в мотках по 30 рублей метр. Если не найдешь, то можешь выковырять из толстого телевизионного коаксиального кабеля экранирующую оплетку — та же херня только возни больше. Плата как следует смазывается флюсом, оплетка как следует пропитывается припоем и тоже поливается флюсом. Дальше эта хрень возякается паяльником по поверхности платы. Чтобы ворсинки оплетки не пристывали к дорожкам, лучше взять паяльник побольше и помассивней.

      Я так вообще усовершенствовал способ.
      Взял старый мощный паяльник на 60Вт, обмотал у него жало этой оплеткой, пропитал её сплавом Розе и теперь лужу платы в одно движение. Почему именно Розе? А им лудить проще, паяльник когда касается платы резко остывает, т.к. отдает тепло. Если оплетка смочена обычным припоем, то она тут же приваривается отдельными ворсинками к плате, а сплав Розе легкоплавный и не прилипает.

      Пайка транзисторов, диодов и микросхем.
      Тут я бы хотел заострить внимание особо. Дело в том, что полупроводники от слишком высокой температуры разрушаются , поэтому есть риск пожечь микросхему перегревом. Чтобы этого не произошло желательно выставить паяльник на 230 градусов или около того . Это вполне терпимая температура, которую микросхема выдерживает довольно долго. Можно паять и не торопиться. У обычных, не регулируемых паяльников, температура жала порядка 350-400 градусов , поэтому паять надо быстро, в одно касание. Не дольше секунды на каждой ножке и делать хотя бы 10-15 секундный перерыв, прежде чем приступать к пайке другой ножки. Также можно придерживать ножку металлическим пинцетом — он послужит теплоотводом.

      Пайка проводов
      Лучше перед пайкой концы облуживать отдельно, а если провод припаивается к печатной плате, то очень желательно просверлить в плате дырку, завести его с другой стороны и только тогда паять. В таком случае риск оторвать дрожку при рывке за провод сводится к нулю.

      Пайка проволокой припоя.
      Так обычно паяют микросхемы. Прихватывают ее по диагонали за крайние ножки, смазывают все флюсом, а потом, держа одной рукой паяльник, а другой тонкую проволочку припоя, быстро запаивают все ножки.

      Пайка проводов в лаковой изоляции
      Всякий обмоточный провод, вроде тех которым намотан трансформатор, покрыт тонким слоем лака. Чтобы припаяться к нему этот слой лака нужно содрать. Как это сделать? Если провод толстый, то можно пожечь его немного огнем зажигалки, лак сгорит, а нагар можно счистить грубой картонкой. Если же провод тонкий, то тут либо аккуратно поскоблить его скальпелем, держа скальпель строго перпендикулярно проводу, либо взять таблетку аспирина и как следует прижать и пошоркать горячим жалом паяльника по проводу на аспиринке. При нагреве из аспирина выделится вещество которое сожрет лаковую изоляцию и очистит провод. Правда вонять будет сильно 🙂

      Флюс для пайки печатных плат
      Удобная держалка.

      Рекомендую обзавестись вот таким вот захватом. Чертовски удобная штука, позволяет придерживать какого-нибудь Ктулху при пайке, концы не болтаются из стороны в сторону. Кстати, бойтесь подпружиненных проводников! При пайке он может соскочить и метнуть вам в лицо капельку припоя, сколько раз мне в лицо такое прилетало уже и не припомню, а ведь могло и в глаз! Так что соблюдайте Технику безопасности!

      Губка
      Жало паяльника постепенно загаживается и покрывается нагаром. Это нормально, обычно виной ему флюс, тот же ЛТИ-120 горит дай боже. Для очистки паяльника можно применять специальную губку. Такая желтая фигня, идет в комплекте к подставкам для паяльника. Ее надо смочить водой и отжать, оставляя влажной. Кстати, губка постоянно высыхает, чтобы ее каждый раз не мочить ее можно пропитать обычным медицинским глицерином. Тогда она не будет высыхать вообще! Удобно блин! Если нет губки, то возьми хлопчатобумажну тряпочку, положи в железный поддончик и также пропитай водой или глицерином. У нас монтажницы держали на столе обычное вафельное полотенце и об него вытирали паяльник.

      Кстати, о технике безопасности.

      • Во первых расположите все так, чтобы было удобно.
      • Следите за шнурами питания. Паяльник очень любит пережигать свой собственный провод . Прям мания у него. А это черевато в лучшем случае ремонтом провода, в худшем коротким замыканием и пожаром.
      • Не оставляйте паяльник включенным даже на короткое время. Правило « Ушел — выключил » должно выполняться железно.
      • Правило второе — паяльник должен быть либо в руке, либо на своей надежной подставке . И ни как иначе! Класть его на стол или на первую попвшуюся фиговину на столе ни в коем случае нельзя. Шнур его утащит за собой в момент.
      • Не забывайте про вытяжку и вентиляцию . Если паяешь, то как минимум открой форточку, проветривай помещение, а лучше поставь на стол вентилятор (хотя бы 80мм от компа) или вытяжку.

      Лучше один раз увидеть, чем сто раз прочитать:
      Нет проблем! К твоим услугам куча роликов с You Tube по запросу «solder». Увидишь как это делают профессионалы. Смотри и учись!

      Оставить комментарий

      Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *