Несколько слов о флюсах для пайки

Флюсы делятся на активные и пассивные.

Активные флюсы содержат вредные компоненты, такие как хлориды, сульфаты и фториды, но при этом обладают наивысшим эффектом удаления оксидов. Их лучше использовать при пайке поверхностного монтажа, когда требуется быстрое удаление оксидного слоя с элементов платы.

Пассивные флюсы не содержат вредных компонентов и обладают меньшей эффективностью по сравнению с активными, но при этом достаточно безопасны в применении. Их лучше использовать для пайки проводниковых плат и элементов корпусной сборки.

Также флюсы могут быть в форме жидкости, пасты или геля. Жидкие флюсы удобны в использовании и быстро высыхают, но могут оставлять остатки после удаления. Пасты более вязкие и подходят для более крупных площадок, а гели обладают высокой адгезией и могут использоваться на вертикальных поверхностях.

Основные характеристики флюсов

Теперь рассмотрим основные характеристики паяльных флюсов:

• Температура активации — определяет, на какой температуре начинает действовать флюс. Чем ниже температура, тем быстрее происходит удаление оксидов.
• Вязкость — показывает, насколько флюс легко наносится на поверхность.
• Кислотность — влияет на скорость удаления оксидов и действие на пайку.
• Остатки — важно, чтобы после пайки остатки флюса были легко удалены, чтобы не создавали проблем в дальнейшем.

Теперь, имея представление о том, что такое паяльный флюс и какие основные его характеристики, можно правильно подобрать необходимый вариант для конкретного случая и добиться качественной и прочной пайки.

Материалы для пайки: обзор

В данном разделе мы рассмотрим наиболее универсальные и популярные сегодня материалы для пайки. Для каждого материала будет дано описание их состава, рекомендованного припоя для максимального качества пайки, а также их применяемость.

Флюсы

Флюсы — это вещества, которые облегчают процесс пайки, обеспечивая хорошее сцепление между припоем и поверхностью. Флюсы, как правило, применяются не только для пайки радиоэлектронной аппаратуры, но и для пайки чёрных металлов и других материалов.

Канифоль и флюсы на её основе

Канифоль — это отвердевшая смола сосны или других хвойных деревьев. Получают её путем нагревания жидкой смолы и испарения летучих соединений. Она состоит из различных смоляных и жирных кислот и имеет широкий цветовой спектр от светло-жёлтого до чёрного.

Приложения канифоли:

• Используется для пайки металлов, склонных к диффузии с оловянно-свинцовым припоем (медь, серебро, золото).
• Не рекомендуется для пайки чёрных металлов, алюминия и специальных сплавов с высоким удельным сопротивлением.
• Не требуется смывка остатков и солей жирных и хвойных кислот.

Состав:
Хвойные и жирные кислоты растительного происхождения.

Применение:
Медь, сплавы меди, серебро, золото.

Заключение

Использование качественных материалов и флюксов является ключевым аспектом успешной пайки. Каждый вид материала и флюкса имеет свои особенности и область применения, поэтому важно выбрать подходящий комплект для конкретной задачи.

Рекомендуемые типы паяльного флюса

Оловянно-свинцовый припой

• Температура пайки: 200°C
• Смывка: Не требуется

Канифольная кислота

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

Прочие характеристики

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 флюсов

• Канифоль
• Этиловый/изопропиловый спирт
• Температура пайки: Около 200°C

ЛТИ-120

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.

Состав

• Канифоль
• Этиловый/изопропиловый спирт
• Солянокислый диэтиламин
• Температура пайки: До 300°C

TR-RM

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.

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

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.

Рекомендации по применению

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.

Популярные представители

• Глицерин гидразин
• ТАГС

Состав 
- Глицерин
- Вода
- Ингибиторы коррозии
- Гидразин гидрохлорид

Применимость 
- Медь
- Сплавы меди
- Углеродистые стали

Температура пайки 
- До 350°C


Состав 
- Триэтаноламин
- Анилин гидрохлорид
- Аммоний хлорид
- Глицерин
- Спирт этиловый или изопропиловый

Температура пайки 
- До 320°C


### На основе хлористого цинка

Хлорид цинка II представляет собой бесцветные кристаллы, полученные 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.

Они высокоактивны, поэтому всегда нужно отмывать покрытие водой, спецрастворителями, спиртами. Неотмытые остатки имеют высокую электропроводность. Пайка радиокомпонентов и печатных плат им запрещена. Им паяют и лудят изделия из меди или произведённых из неё сплавов (даже с сильной коррозией), разных чёрных металлов (железа, стали, чугуна, никеля), цинка и оцинкованных изделий, свинца, нихрома.

Пары хлористого цинка опасны. При работах наличие дымоуловителя и системы вентиляции обязательно.

Наиболее известны: Паяльная кислота и ЗИЛ-1 и ЗИЛ-2.

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 вариантам. С ней паяют медь со сплавами, но главным применением является пайка чёрных металлов разных марок, включая нержавеющую сталь, а также изделия, подвергшиеся коррозии. В месте контакта фосфорной кислоты с металлическим изделием образуется защитный слой фосфата железа, предохраняющий от дальнейшего коррозионного разрушения. Также подходит для пайки константана.

Она средне- и высокоактивная, обязательно смывается спиртами или специальными растворителями. Запрещается паять электронные компоненты и печатные платы.

Пары H3PO4 опасны. При работах требуется применение дымоуловителя и хорошая вентиляция.

Среди известных: Ортофосфорная кислота и ФИМ.

Состав
- Ортофосфорная кислота

Применимость
- Железо
- Сталь
- Чугун
- Никель
- Нержавеющая сталь
- Константан

Состав
- Ортофосфорная кислота
- Этиловый или изопропиловый спирт
- Ингибиторы коррозии

Применимость
- Медь
- Медные сплавы
- Железо
- Сталь
- Чугун
- Никель
- Нержавеющая и жаростойкая сталь


### На основе триэтиламина

Они выступают классическими органическими композитными высокоактивными флюсами для пайки низкотемпературными припоями. Основными составляющими являются триэтиламин.

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.