Муравьиная (метановая) кислота — характеристики, свойства, получение, применение вещества в различных отраслях

«коварство» флюса

Производители паяльных паст как никто другой разбираются в специфике работы с флюсами. Для д-ра Нилса Коппа, представителя компании ELSOLD очевидно, что флюс в пасте дает совершенно разные эффекты — но вначале речь заходит о растворителе, содержащемся во флюсе.

Раньше применяли растворители, которые испарялись довольно быстро. Это обеспечивало высокую скорость отверждения пасты. Сегодня же применяют растворители с высокой точкой кипения, что позволяет сократить образование пузырьков воздуха. «Во-первых, мы удаляем остатки флюса, а во-вторых, медленное испарение позволяет сократить образование газов», поясняет он.

Остальные компоненты флюса, такие как смола, также играют существенную роль: при высоких температурах в смоле появляются трещины, в результате чего образуется газ. Для решения этой задачи применяют химически модифицированные смолы, которые стабильны даже при очень высоких температурах. «Существенное влияние на образование пустот оказывает активность паяльной пасты и само соединение».

Тему химии и флюса продолжает Себастьян Клэрдинг, сервисный инженер компании Pink Thermosysteme (лидера в области производства систем вакуумной пайки для силовой электроники). В качестве альтернативной технологии он предлагает использовать преформы, которые часто применяют в силовой электронике.

«Речь идет о полностью безфлюсовом процессе пайки, который мы реализуем в наших установках в среде муравьиной кислоты». Клэрдинг, однако, тут же добавляет: «Кроме этого, нам необходим активный процесс сокращения пустот. В наших установках это осуществляется посредством вакуума».

Все об опасности

Нужно знать, что, как и многие кислоты или агрессивные среды,

В качестве первой помощи рекомендовано пораженные участки кожи обильно промыть содовым раствором.

Во избежание прямого контакте с данной агрессивной средой необходимо соблюдать повышенные меры предосторожности. Особо защитить кожные покровы, слизистые оболочки и дыхательные пути. Для этого работать только в специальной защитной одежде: халате, бахилах, фартуке, защитной маске, перчатках нитриловых.

Наш специализированный магазин химических реактивов Москва розница предлагает полное оснащение сертифицированной продукцией всех видов лабораторий и диагностических центров. Ассортимент охватывает от фильтровальной бумаги, часов песочных, ступки с пестиком, перчаток смотровых до самой современной лабораторной техники и оборудования, таких как камеры бактерицидные, весы электронные лабораторные, аналитические весы и др.

Prime Chemicals Group – пользуется широкой популярностью благодаря неизменному качеству товара, его приемлемой стоимости и возможной доставке как по Москве, так и по всему Московскому региону.

Использование в медицинских целях

Химическое соединение активно используется в качестве антисептика, болеутоляющего и средства против различных бактерий.

В аптеках продаются флаконы по 50 и 100 мл. Найти муравьиную кислоту в чистом виде практически невозможно, так как она используется вместе с этиловым спиртом. Жидкость прозрачная с характерным отталкивающим запахом. В некоторых случаях может использоваться в качестве раздражающего средства.

Показания для применения:

• артрит;
• невралгия;
• полиартрит;
• миалгия;
• артралгия.

Противопоказания выглядят так:

• повышенная чувствительность к определенному компоненту;
• раны на коже.

Наибольшей популярностью пользуется бальзам «Муравьивит». Он избавляет от отечности, заживляет и тонизирует ткани. Благодаря мази уменьшается боль, происходит быстрая регенерация клеток и снижается проницаемость капилляров. Если у человека имеется предрасположенность к образованию тромбозов, то в качестве профилактики можно использовать муравьиную кислоту.

Показания к применению бальзама:

1. Фурункулы.
2. Угревая сыпь и прочие высыпания на коже.
3. Различные грибковые заболевания.
4. Приступообразные боли в области шеи, спины и суставов.
5. Не проходящее чувство тяжести в ногах.
6. Частые головные боли.
7. Гематомы, синяки на теле.
8. Мышечные травмы без повреждений кожных покровов.
9. Снятие покраснения и зуда от укусов комаров и прочих насекомых.
10. Варикоз вен.

Еще с древних времен кислоту использовали для лечения болезней, связанных с костями и позвоночником.

Спиртовые растворы и мази подходят только для применения снаружи. Для лечебных целей бальзам аккуратно наносят на пораженный участок и впитывают в кожу с помощью массирующих движений. Рекомендуется проделывать процедуру до 3 раз в сутки, пока симптомы полностью не исчезнут.

Меры безопасности

Чтобы муравьиная кислота не навредила, следует соблюдать такие меры безопасности:

• Не превышать суточную норму потребления.
• Не контактировать с концентрированными формами вещества – более 10%. Если необходимо работать с ними, следует надевать перчатки, защитный костюм и очки. Водные растворы с содержанием менее 10% муравьиной кислоты входят в 3-й класс умеренно опасных соединений.
• Не использовать средства на основе муравьиной кислоты в косметологических или медицинских целях при повреждениях кожи, а также индивидуальной непереносимости вещества. Перед применением надо провести аллергический тест – нанести немного состава на локтевой сгиб и подождать полчаса. При отсутствии реакций косметическое или лечебное средство можно использовать.
• Если концентрированная кислота попала на кожные покровы, то следует незамедлительно промыть поражённую поверхность, но не водой, а раствором соды либо нашатырного спирта.
• Не применять вещество для ухода за кожей, лечения или профилактики заболеваний без предварительной консультации специалиста – косметолога или лечащего врача.
• Не нюхать метановую кислоту, не подносить к лицу. Вдыхание её паров крайне опасно. Оно провоцирует раздражение верхних дыхательных путей с першением и кашлем, отёк лёгких (в тяжёлых случаях), сильную аллергию, поражение зрительного нерва (вплоть до полной слепоты). Во избежание таких последствий при работе с концентрированными соединениями надевайте маску-респиратор.

Обнаружение пустот

Клаус Цабель, директор компании Asscon затрагивает вопрос обнаружения пустот: «Многие производители приходят в негодование, когда видят свои изделия первый раз в системах рентгеновской инспекции. Большой процент газовых включений заставляет их задуматься о правильности выбора установки пайки».

Но в то же время Цабель замечает: «С тех пор, как человек начал паять, в паяных соединениях существуют пустоты, но, несмотря на это большинство изделий работает превосходно. Это утверждение подходит и для электронных компонентов: они надежны и износостойки даже при наличии пустот.

Но мы не можем требовать от компонентов 100% теоретической производительности». «Мы продолжаем проводить исследования, но, к сожалению, нет возможности сказать, что мы везде обнаружим 27% пустот, которые были найдены после пайки в различных установках, с разными параметрами и паяльными материалами.

«Отчетливо видно, что производство все больше нуждается в использовании оптической инспекции», говорит Олаф Рёмер, директор компании ATEcare. Важнейшим инструментом в процессе нанесения пасты является SPI — автоматическая инспекция нанесения паяльной пасты.

Если бы раньше имелась возможность сравнения элементов, то сегодня техника ушла бы значительно дальше, так как появилась возможность определения структур и объема. Рёмер поясняет: «В установках АОИ мы можем проводить даже измерения 3D.

Это позволяет видеть пузырьки газа даже на выводных (THT) компонентах». Но любая технология имеет свои технологические пределы, и Клаус Цабель плавно переводит тему к рентгеновскому контролю: «Что касается обнаружения пустот, то рентгеновский контроль несомненно стоит на первом месте», говорит он и приводит в доказательство факт:

В условиях современного производственного процесса недостаточно производить только отбраковку плат: оптические системы выполняют лишь функцию индикатора процесса. Знать процент пустот — это одна сторона медали, другая же сторона — знать точное их месторасположение с тем, чтобы определить какие «винтики» нужно подкрутить в процессе нанесения пасты.

В качестве примера возьмем BGA-микросхемы: «Содержание пустот в моем шарике BGA составляет 8-10% и теперь я хочу узнать, где они точно располагаются: Может быть они на контактной площадке или где-нибудь в другом месте?

У Рёмера есть примеры, когда заказчики приходят, чтобы обсудить стоимость АОИ, но просят проверить посредством рентгена принесенные с собой изделия: «Иногда просто из чистого интереса. Мы все едины во мнении, что в паяных соединениях всегда есть пустоты, но чаще задается вопрос, где они находятся и насколько они большие.

При этом шла речь о 5-ти или 10-ти % пустот, замечает он, но никак, не о таком высоком их содержании: «В этом случае действительно ситуация становится критичной, так как много заказчиков совершенно не осведомлены об этом». Оптический контроль показывает, что все хорошо. «Рентгеновский контроль обнаруживает то, что ранее было скрыто и недоступно: качество соединения особенно важно, когда изделия работают при высоком напряжении, что особенно часто встречается в области автомобильной промышленности».

Производители электроники часами пытаются подобрать правильный профиль пайки, но это становится все сложнее. Себастьян Клэрдинг, представитель компании PINK не мог оставить этот вопрос в стороне: «Согласно последним разработкам в области силовой электроники наблюдается тенденция к увеличению плотности мощности и частоты переключения силовых модулей на основе карбида кремния или нитрида галлия».

Процесс пайки должен идти в ногу с новейшими технологиями: «Внедрение процесса низкотемпературного спекания серебряного порошка (sinter- технология) является решением проблемы появления пустот». Данный аргумент не остался без внимания со стороны д-ра Ханса Беля из компании REHM:

«Необходимо разделять понятия. Вы правы: в процессе спекания образуются ’кратеры’, также как и во время пайки, но основная наша проблема — это пустоты. Очень важно сделать на этом акцент». Появление дефектов в виде кратеров неизбежно при пайке с бессвинцовыми припоями.

Дело в том, что на поверхности шва постоянно образуются усадочные кратеры, что придает ей матовость. Когда мы осуществляем спекание — образуются кратеры, но ни в коем случае не пустоты. Себастьян Клэрдинг возражает: «Повлиять на процесс образования кратеров в процессе пайки — реально.

Ханс Бель соглашается: «Действительно, существуют вещи, на которые мы можем повлиять».

Общие моменты

Как обеспечить образование оптимального интерметаллического соединения без повреждения компонентов и с минимально возможным количеством пустот? К сожалению, панацеи в решении данной задачи на данный момент не существует. Более того, в рамках часовой дискуссии ответить на столь комплексный вопрос оказалось невозможным.

Для производителей электроники, в особенности силовой, приоритетной задачей является надежность изделия. Тут же встает вопрос, требуется ли высокий коэффициент надежности на протяжении всего срока эксплуатации изделия или нет? Свое мнение высказывает Виктория Равински, начальник группы развития новых технологий компании ERSA:

«Есть исследования, которые показывают, что определенное количество пустот в паяных соединениях увеличивают показатели эластичности, но только при условии, что они равномерно распределены. Отсюда вопрос, когда пустоты становятся критичными? Для силовой электроники — всегда, так как воздух, а вместе с ним газообразные включения представляют собой изолятор, вследствие чего нарушается теплоотвод на больших поверхностях и это может стать причиной отказа».

«Производители паяльных паст определенно могут внести вклад по предотвращению образования пустот», добавляет доктор Нилс Копп, начальник отдела исследований и разработок компании ELSOLD (один из ведущих производителей паяльных материалов). Однако дополняет, что «…в этом вопросе также играют важную роль процессы нанесения пасты и оплавления».

Общие факторы образования пустот

Несомненно, необходимо фиксировать при каких параметрах процесса образуются пустоты, а при каких — нет. Причиной может являться и сама печатная плата. «В стандарте IPC 610 представлен перечень различных пустот, среди которых есть микропустоты или Киркендалловы пустоты…», продолжает д-р Ханс Бель, компания REHM:

«В нем описаны дефекты, причины которых кроются не в паяльной пасте или трафаретной печати, а в поверхности самой печатной платы. Этот фактор действительно нужно принимать всерьез. Мы можем изготовить хорошую вакуумную печь, но если заказчик использует плохие материалы, существенной пользы установка не принесет, это как «пятое колесо в телеге».

С этим мнением соглашается Клаус Цабель, директор компании Asscon Systemtechnik-Elektronik: «Для сокращения количества пустот производственная линия и целый цех должны быть переведены на качественно другой уровень. Но я также хотел затронуть вопрос, обсуждать который до темы пайки в вакууме было бы немного несправедливо. Я имею в виду неправильную конструкцию печатной платы».

Эти слова можно продемонстрировать следующим примером. На теплоотводной поверхности силового модуля очень часто выполняют переходные отверстия, чтобы добиться соединения с внутренним слоем. По причине экономии заказчики отказываются от использования заглушек.

Вследствие этого в отверстиях, под действием капиллярных сил, припой мигрирует на другие места печатной платы — как раз туда, где его ни в коем случае не должно быть, поэтому Цабель утверждает: «Говоря о теме разводки печатных плат, мы приобрели уже достаточный опыт, чтобы смело утверждать — с заказчиком требуется немалая предварительная работа.

Обязательно нужно представить полную картину возможных проблем и разъяснить, что недостаточно просто потратить больше денег на установку и тогда будет все хорошо. Вернее было бы вложить больше средств в реорганизацию производства, а также в опытно-конструкторские разработки, чтобы на выходе получить полностью отлаженный процесс».

Касаясь темы проектирования, Йенс Кашке из компании ASM, говорит: «Не только в случаях образования пустот, но и в целом при изготовлении электронных модулей бывает так, что приходится подстраиваться под топологический чертеж, когда разумнее было бы, пойти вместе с разработчиком на производство и указать ему с какими сложностями сталкиваешься при производстве спроектированного им изделия».

Д-р Андреас Райнхар коснулся темы стандартов IPC: «В самом последнем издании стандарта оценка присутствия пустот в паяных соединениях BGA была повышена на 30%: с одной стороны может сложиться чувство, что требования становятся все жестче и жестче, но с другой стороны в отношении допуска количества пустот данный стандарт довольно щедр».

Он выражает свое недовольство и продолжает: «Хочу только подчеркнуть, что нельзя наобум устанавливать границы, которые будут подходить для всего печатного узла». Гораздо разумнее учитывать особенности всех компонентов отдельно. «Если превышены установленные допуски работы микросхемы, это будет представлять угрозу надежности этого компонента, а значит и изделия в целом».

Процесс трафаретной печати под прицелом

Ссылаясь на тему дискуссии «Пайка без пустот» д-р Ханс Бель, представитель REHM (мировой лидер в области производства печей оплавления) затронул тему трафаретной печати: «Одним из результатов исследования стало доказательство уменьшения пустот при увеличении объема паяльной пасты на поверхностях соединений кремниевых ИС, MOP-транзисторов и QFN».

Такого же мнения придерживается Йенс Катшке, менеджер по продукту компании ASM Assembly Systems (один из крупнейших производителей высокоскоростных автоматов установки компонентов): «С помощью конструкции трафарета мы можем влиять на процесс нанесения паяльной пасты, тем самым открывая возможность уменьшить количество пузырьков газа».

Он также акцентирует внимание на другом аспекте нанесения паяльной пасты: «Очень важным моментом является регулярная отмывка трафарета с нижней стороны, она должна быть точно настроена и работать без отказов». Немаловажным фактором является выбор и самих материалов, поэтому Йенс предупреждает:

Важность отмывки трафарета подтверждает Торстен Фегелан, менеджер по продуктам компании Ekra (один из крупнейших производителей трафаретных принтеров): «Сегодня мы применяем жидкости для отмывки, которые состоят больше из воды, чем из растворителя.

Торстен Фегелан обращает внимание на трафареты, изготовленные с использованием плазменной обработки. «Экспериментально мы можем доказать, что трафареты с плазменной обработкой с нижней стороны сохнут гораздо хуже, чем трафареты, произведенные без нее.

Зачастую специалисты в процессе производства не обращают на это внимания, но потом удивляются, почему результаты оказались хуже ожидаемых, ведь мы же применяли дорогие и высококачественные трафареты. Оказывается, что здесь важную роль играет поверхностное натяжение».

Гаральд Грумм, представитель компании Christian Koenen, являющейся новатором в области применения плазменной обработки для производства трафаретов, не может не отметить: «Основной задачей плазменной обработки является снижение способности трафарета впитывать влагу.

В результате такой обработки поверхность трафарета становится гидрофобной. Это существенно усложняет процесс сушки. Просто нужно учитывать этот факт при установке параметров отмывки трафарета». Всегда нужно следить за тем, чтобы трафарет был действительно хорошо просушен.

«Это касается не только трафаретов с плазменной обработкой, но и обычных трафаретов, так как все, что остается на нижней стороне трафарета, рано или поздно окажется на поверхности изделия. Высококачественная отмывка трафарета важна не только в отношении минимизации пустот, но также имеет большое значение для всего процесса сборки».

Свойства муравьиной кислоты

Свойства муравьиной кислоты полностью определяются ее концентрацией и условиями, в которых находится вещество.

В нормальных условиях метановая кислота полностью бесцветна, обладает характерным резким запахом. Она прекрасно растворяется в глицерине, ацетоне, толуоле и бензоле.

Молярная масса вещества составляет 46,02 г/моль.

Муравьиная кислота хоть и является одним из наиболее простых представителей своей группы, вместе с этим носит звание самого сильного соединения. Так, при попадании на кожу, моментально возникает раздражение, а затем ожог. Вещество также способно растворять нейлон и другие полимеры.

Муравьиная кислота легко воспламеняется.

Муравьиной кислоте, благодаря особенностям ее строения, характерны те же свойства, что и альдегидам.

Так, например, при окислении данной кислоты перманганатом калия происходит реакция, вследствие которой выделяется углекислый газ. При взаимодействии с уксусной кислотой, метановая кислота разлагается на моноксид углерода и обычную воду.

А вот с соляной кислотой, серебром и сульфатом натрия муравьиная кислота не реагирует.

Важной особенностью метановой кислоты считается производство «тяжелых» жидкостей. Именно благодаря этому ее свойству, она пользуется большой популярностью среди геологов, минерологов и геммологов: муравьиная кислота помогает ученым в процессе идентификации и разделения исследуемых материалов по их свойствам и плотности.

Муравьиная кислота обладает также прекрасными бактерицидными свойствами, что обуславливает ее востребованность в производстве различных дезинфекторов.

Флюс для пайки и лужения легкоплавкими припоями — su 1228999

Это неправда! 15 мифов о питании, в которые мы до сих пор верим, а зря