Флюс для пайки

Флюсы на основе канифолей

Советы по выбору флюса

1. Учитывайте специфику материалов, которые планируете спаивать
2. Определите, на какой температуре будет проходить пайка
3. Обратите внимание на уровень активности флюса

Заключение

Использование правильного флюса является ключевым компонентом для обеспечения качественных паяных соединений. Следует тщательно подбирать флюс в зависимости от конкретной задачи и специфики материалов, которые требуется спаивать. Соблюдение технологии и правильный выбор материалов позволяют добиться надежных и прочных механических соединений, которые обеспечивают надежную электрическую связь.

Сравнение канифоли и флюсов

Применение канифоли и флюсов

• Канифоль: медь, сплавы меди, серебро, золото
• Флюсы: широкий спектр металлов

Преимущества и недостатки

Канифоль

Преимущества:

• Естественный источник
• Эффективно для определенных металлов

Недостатки:

• Не подходит для всех металлов
• Устаревший вариант

Флюсы

Преимущества:

• Широкий спектр применения
• Для современной электроники

Недостатки:

• Синтетическое происхождение
• Возможны аллергические реакции

Заключение

Выбор между канифолью и флюсами зависит от применяемых материалов и целей пайки. Важно учитывать их преимущества и недостатки, а также рекомендации по применению каждого материала.

Рекомендуемый припой Оловянно — свинцовый припой

• Температура пайки: 200°C

• Смывка: Не требуется

Помимо канифоли в твёрдом состоянии, также применяются её растворы в этиловом, изопропиловом спирте, этилацетате без включения или с различными добавками, увеличивающими активность. Примером спирто-канифольных флюсов служат СКФ (ФКСп), КЭ, ФКЭт (раствор в этилацетате) и множество других под общим названием жидкая канифоль.

Они предоставляют большее удобство в работе, так как могут наноситься кисточкой, капельным и другими методами. Но для пайки компонентов поверхностного монтажа (SMD) не подходят, так как не фиксируют детали: во-первых, они плавают на поверхности жидкости; во-вторых, низкая температура кипения вызывает активное парообразование, провоцирующее смещение невесомых SMD-компонентов. А общие характеристики растворов близки к параметрам обычной канифоли.

Состав:

• Канифоль

• Этиловый/изопропиловый спирт

• Температура пайки: Около 200°C

Для увеличения активности в состав добавляются присадки-активаторы, улучшающие качество и сокращающие время пайки. Примером служит уважаемый многими поколениями радиолюбителей ЛТИ-120. Смывка здесь не нужна, так как активное вещество разрушается при нагреве.

ЛТИ — 120

• Состав: Канифоль, этиловый/изопропиловый спирт, солянокислый диэтиламин
• Температура пайки: До 300°C

Помимо канифоли и жидких канифольных средств, производятся ещё геле- и пастообразные решения, являющиеся в настоящее время самыми применяемыми. Ими паяют как SMD, так и компоненты в корпусах с шарообразными выводами из припоя (BGA). Примером выступает архаичный нейтральный паяльный жир (смесь порошка канифоли и стеарина), простой и дешёвый TR-RM и современные высококачественные флюсы RMA-218 и RMA-223.

TR — RM

• Состав: Канифоль, технический вазелин
• Температура пайки: До 300°C

RMA — 218

• Состав: Канифоль, технический вазелин, адипиновая кислота

RMA — 223

• Состав: Канифоль, технический вазелин, глицерин

На основе глицерина

Кроме канифольных, существуют флюсы, основанные на глицерине — простейшем представителе трёхатомных спиртов. В отличие от быстроиспаряющихся спиртовых, такие практически не испаряются, что позволяет нанести их сразу на множество точек. Они относятся к средне- и высокоактивным, и требуют обязательной отмывки водой, этиловым/изопропиловым спиртом или растворителями: гигроскопичность неотмытого глицерина и сопутствующих остатков быстро приведёт к химическому разрушению соединения.

Высокая активность позволяет использовать их для меди и её сплавов с сильным окислением (чёрный плотный слой оксида двухвалентной меди, зелёный рыхлый слой солей меди и так далее), а также для углеродистых сталей, даже с коррозией.

Ввиду требования к обязательной отмывке и высокой активности остатков не рекомендуется применять их при монтаже деталей на печатной плате. Качественная отмывка плат, особенно при наличии на них элементов поверхностного монтажа, возможна только при использовании ультразвуковой ванны.

Востребованные представители: Глицерин гидразин и ТАГС.

Компоненты для пайки металлов

Глицерин-гидразин

Состав: Глицерин, вода, ингибиторы коррозии, гидразин гидрохлорид.
Применимость: Медь, сплавы меди, углеродистые стали.
Температура пайки: До 350°C.

Триэтаноламин

Состав: Триэтаноламин, анилин гидрохлорид, аммоний хлорид, глицерин, спирт этиловый или изопропиловый.
Температура пайки: До 320°C.

На основе хлористого цинка

Хлорид цинка II — бесцветные кристаллы, получаемые реакцией металлического цинка с соляной кислотой. Они легко растворяются в воде, спирте и других органических растворителях, образуя раствор с сильной кислотностью. В качестве флюса используют водные растворы ZnCl₂.
Высокоактивны, поэтому необходимо отмывать покрытие водой, спецрастворителями, спиртами. Неотмытые остатки имеют высокую электропроводность. Пайка радиокомпонентов и печатных плат запрещена.
Подходит для меди, сплавов меди, железа, стали, чугуна, никеля, цинка, свинца, нихрома. Пары хлористого цинка опасны, поэтому необходимо использовать дымоуловитель и систему вентиляции.

Паяльная кислота и ЗИЛ-1, ЗИЛ-2

• Паяльная кислота:
  Состав: Хлористый цинк, вода.
  Применимость: Медь, сплавы меди, железо, сталь, чугун, никель, нихром.

• ЗИЛ-1:
  Состав: Хлористый цинк, двухлористое олово, хлорная смесь, соляная кислота, вода.
  Применимость: Железо, сталь, чугун, никель, нихром.
  Рекомендуемый припой: Оловянно-свинцовый припой с высоким содержанием свинца.
  Температура пайки: До 400°C.

• ЗИЛ-2:
  Состав: Хлористый цинк, хлористый аммоний, хлорное железо, вода.
  Применимость: Медь, сплавы меди, железо, сталь, чугун, никель, нихром, цинк, свинец.

Ортофосфорная кислота

По применимости и технологии пайки она близка к хлористо-цинковым флюсам. Подходит для пайки меди со сплавами, чёрных металлов разных марок, включая нержавеющую сталь, а также изделий, подвергшихся коррозии и константана.
Очищается спиртами или специальными растворителями. Пары H3PO4 опасны, поэтому необходимы дымоуловитель и хорошая вентиляция.

Среди известных применений: Ортофосфорная кислота и ФИМ.
Состав: Ортофосфорная кислота.
Применимость: Железо, сталь, чугун, никель, нержавеющая сталь, константан.

На основе триэтиламина

Классические органические флюсы для пайки низкотемпературными припоями, основанные на триэтиламине.

Составы на его основе применимы для пайки меди и сплавов из неё, но основное применение — это трудноспаиваемые материалы, а именно бериллиевая бронза, алюминий и другие лёгкие сплавы, нержавеющие и жаростойкие стали и прочие разновидности чёрных металлов, включая корродированные и сильно загрязнённые.

Обладают средней или высокой активностью, после монтажа их смывают спиртами, либо применяют специальные растворители. Компоненты с платами им не паяют, но допускается пайка алюминиевых и медных проводов и кабелей (в том числе между собой).

Пары триэтиламина ядовиты (особенно содержащие соединения кадмия ФТКА). Пайка осуществляется с дымоуловителем и правильно организованной вентиляцией.

Наиболее известные представители: ФТКА, Ф-34 и некоторые другие.

Состав Триэтиламин, фтороборат кадмия, фтороборат аммония

Применимость Алюминий, бериллиевая бронза, нержавеющая и жаростойкая сталь

Рекомендуемый припой Низкотемпературный оловянно — свинцовый припой

Ф — 34

Состав Триэтиламин, этиловый или изопропиловый спирт, ингибиторы коррозии, присадка для улучшения смачивания

Применимость Алюминий, магниевые сплавы, нержавеющая и жаростойкая сталь

Паяльные пасты

Они занимают промежуточное положение между припоями и флюсами. Вернее, они одновременно и те, и другие. Состоят из тонкого порошка «припой+флюс», преимущественно из канифоли. Применяются только для монтажа SMD и BGA-компонентов: паяльная паста обладает высокой клейкостью, позволяющей надёжно фиксировать деталь, так и высокой температурой закипания. После расплавления превращается в припой, стабильно фиксирующей компонент на плате.

Они нейтральные и не нуждаются в отмывке, но в условиях промышленного производства её всегда проводят.

Применяются как для монтажа с помощью паяльника или паяльной станции и ручным дозированием, так и автоматической пайки.

В качестве примера качественных и популярных продуктов могут быть названы KELLYSHUN GY618B и низкотемпературная бессвинцовая паста MECHANIC WQ-50 Lead Free.

Состав Олово, свинец, серебро, безотмывочный канифольный флюс

Применимость SMD, компоненты в корпусах BGA

Рекомендуемый припой Не требуется

Температура пайки До 183°C

MECHANIC WQ-50 LF

Состав Висмут, олово, безотмывочный флюс

Температура пайки До 138°C

Паяльный флюс — архиважная составляющая качественного паяного соединения. Припой заполняет места пайки, но его химическая диффузия со спаиваемыми деталями, обеспечивающая механическую прочность, долговечность и электрическую надёжность, возможна только при использовании флюса, полностью подходящего для конкретной ситуации. Металлов и сплавов множество. И флюсовых составов для них примерно столько же.

Флюс для пайки: состав и разновидности, какие бывают

Трудно представить контактную пайку без использования дополнительных веществ. В первую очередь речь идёт про припой и флюс для пайки. Последний представляет собой соединительную смесь, которая легко поддаётся плавлению.

Флюс для пайки обладает определёнными особенностями, которые важно учитывать при его выборе. Например, очень важно выбирать флюс, учитывая температуру, компоненты и поверхность с которой придётся работать.

На сегодняшнее время существует большое разнообразие флюсов. Все они отличаются своими характеристиками, необходимостью смывки, активностью и т. д. Самым простым флюсом является канифоль, а самым сложным сочетание различных кислот.

Составы флюсов, какие бывают

Если начинающие паяльщики в основном используют для проведения работ обычную канифоль, то вот флюсы для пайки на основе кислот пользуются популярностью у опытных мастеров. Любой флюс на основе кислоты относится к активному флюсу, а, следовательно, он более силён в удалении оксидной плёнки, загрязнений и отложений.

Состав флюса для пайки на основе кислоты

В большинстве случаев для пайки применяется фосфорная либо соляная кислота. При этом никто не применяет концентрированную соляную кислоту в пайке, поскольку она запросто разъест металл. Как правило, в составе флюса для пайки на основе кислот присутствуют и растворители.

Следует знать, что кислотными флюсами нельзя паять электронные схемы. Для этих целей существуют неактивные флюсы, те же канифольные или другие. На сегодняшнее время существует большое разнообразие флюсов для пайки, так что, безусловно, есть из чего выбирать.

Разновидности флюсов для пайки

Сегодня выпускаются флюсы различных составов. Именно состав флюса и играет главную роль в его применении.

Разновидности флюсов для пайки

Активные флюсы — содержат в своём составе соляную кислоту. Также могут содержать и другие кислоты, поэтому такие флюсы являются агрессивными. Их преимущество заключается в хорошей реакции при пайке металлических элементов. Однако паять активными флюсами радиодетали нельзя.

Бескислотные флюсы — как становится понятно из названия, такие флюсы не содержат в своём составе кислоты. Основными компонентами бескислотных флюсов является этиловый спирт, глицерин и скипидар. Главными требованиями для пайки бескислотными флюсами, являются температура не выше 150 градусов, а также пайка небольших по размерам элементов (прим. https://svarkapajka.ru/).

Активированные флюсы или флюсы на основе салициловой кислоты. Да, да, салициловая кислота также применяется и для пайки. Особенно хороши активированные флюсы в тех случаях, когда нет возможности зачищать и подготавливать спаиваемые поверхности.

Антикоррозионные флюсы содержат в своём составе ортофосфорную кислоту.

Защитные флюсы содержат в своём составе воск, вазелин, а также оливковое масло. Их минимальная температура плавления составляет всего лишь 70 градусов. Работать с защитными флюсами удобно, если используются низкотемпературный припой.

В процессе соединения металлических элементов флюс для пайки имеет огромное значение. Процедура обладает следующими функциональными возможностями:

Флюс возможно наносить на поверхность для пайки или включить его в компонент припоя. После того, как процедура пайки подойдет к концу, остатки необходимо ликвидировать. Данное правило особенно важно для выполнения, если флюс имеет основу из смолы.

Особенности соединений при помощи пайки с флюсом

Спаянные соединения с использованием флюса имеют свои характерные особенности. Среди основных можно выделить следующие аспекты:

Некоторые флюсы способны изменять температурный режим плавления. Такой свойство может быть полезным при спайке компонентов.

Классификация флюса в зависимости от состава

Существует две распространенные классификации флюсов: по составу или функциональным особенностям. Можно выделить несколько разновидностей, которые встречаются чаще всего:

Нужно подобрать такой флюс, который поможет решить определенные задачи в зависимости от вида материала.

Как сделать правильный выбор

Правильный выбор флюса поможет быстрее и эффективнее решить поставленную задачу и создать максимально надежное соединение. Чтобы справиться с поставленной задачей, стоит выполнить следующие шаги:

Делая выбор в пользу правильного флюса можно добиться получения спаянных конструкций высокого качества. При этом риск появления коррозии или окислов сводится к нулю.

Какими признаками обладает качественный флюс

Флюс высокого качества имеет определенный набор характеристик, который позволяет элементу свою работы максимально эффективно. Чтобы определить качество флюса, нужно обратить внимание на следующие признаки:

В процессе использования флюса нужно соблюдать правила безопасности, так как некоторые флюсы могут оказывать негативное воздействие в процессе дыхания или при вступлении в контакт с кожей. Поэтому в работе рекомендуется использовать перчатки, маски и другие виды средств индивидуальной защиты.

У этого термина существуют и другие значения, см. Флюс.

Разные паяльные флюсы и моток припоя

Паяльная кислота и жидкая канифоль

В зависимости от технологии, флюс может использоваться в виде жидкости, пасты или порошка. Существуют также паяльные пасты, содержащие частицы припоя вместе с флюсом; иногда трубка из припоя содержит внутри флюс-заполнитель. Остатки разных флюсов могут быть как диэлектриками, так и проводить электричество. В случае электросварки флюс обычно наносится на поверхность сварочного электрода в качестве покрытия. Иногда добавляется в зону сварки в виде порошка.

Примерами флюсов могут служить:

Флюсы для пайки припоями типа ПОС

Основные требования к таким флюсам — низкий ток утечки и низкая коррозионная активность.

Простейшие флюсы такого типа создают на основе канифоли — например, растворы канифоли в спирте — этаноле либо других спиртах или спирто-бензиновой смеси, они подходят только для меди. Также часто применяются кислотные флюсы — разнообразные кислоты и их соли, но в связи с большой кислотностью, необходимо промывать место пайки. Даже такой флюс, как глицерин, после пайки необходимо смыть с печатной платы, так как он достаточно гигроскопичный (влагоемкий), чтобы под действием собранной им влаги место пайки быстро окислилось. Исключением является канифоль и её спиртовые растворы из-за того, что она покрывая поверхность также срабатывает как своеобразное нейтральное защитное покрытие.

Флюсы для алюминиевых сплавов

Хотя алюминиевые сплавы можно паять свинцово-оловянными припоями, лучшие результаты достигаются с многокомпонентными припоями, содержащими цинк, кадмий, висмут и другие металлы.

Применяется «бинарный» флюс: концентрированная ортофосфорная кислота (часто называемая просто фосфорной) — до побеления, затем 20%-я эвтектика (50 мол.%, а.и. 8:11,5) NaOH—KOH в глицерине.