Wabashpress.ru

Техника Гидропрессы
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Паяльный флюс что это такое

Hardwired

Разработки и радио-схемы, справочники, отечественные и импортные электронные компоненты.

  • Увеличить размер шрифта
  • Размер шрифта по умолчанию
  • Уменьшить размер шрифта

Навигатор

Главная />Справочник />Флюс для пайки

Флюс для пайки

Назначение флюса

Состав флюса. Удаление остатков флюса

Марка

Состав (масса)

Удаление остатков флюса после пайки

Канифоль сосновая10 – 60

Этиловый спирт или спирто-бензиновая смесь 1:1

Гидразин солянокислый2 – 4

Горячая проточная вода (70±10°С) или спирто-бензиновая смесь 1:1

Кислота салициловая4,0 – 4,5

Спирто-бензиновая смесь 1:1

Диэтиламин солянокислый4 – 6

Горячая проточная вода (70±10°С)

Цинк хлористый45,5

Горячая проточная вода (70±10°С) и нейтрализующие реактивы

Диэтиламин солянокислый20 – 25

Горячая проточная вода (70±10°С) или спирто-бензиновая смесь 1:1

Масло цилиндровое «52» или «КС-19»79 – 81

Спирто-бензиновая смесь 1:1, трихлорэтилен, ацетон

Борный ангидрид23 – 27

Горячая проточная вода (70±10°С) и холодная проточная вода

Борный ангидрид70 – 62

Горячая проточная и нейтрализующие реактивы

Таблица 3 влияние остатков флюса на изоляцию и их коррозионное действие

Влияние остатков флюса на сопротивление изоляции

Коррозионное действие остатков флюса

не влияют

При пайке медных жил, а также проводников заземления к броне и свинцовой оболочке кабелей используют паяльную пасту следующего состава (в весовых частях):

  • Канифоль . 10;
  • Жир животный . 3;
  • Аммоний хлористый . 2;
  • Цинк хлористый . 1;
  • Вода или этиловый спирт-ректификат .. 1.

Для этих же целей часто используется для паяльной пасты и такой состав:

  • Канифоль . 2,5 %;
  • Сало . 5 %;
  • Цинк хлористый . 20 %;
  • Аммоний хлористый . 2 %;
  • Вазелин технический . 65,5 %;
  • Вода дистиллированная . 5 %.

Флюс для пайки алюминия

Температура плавления, °С

Флюс ВАМИ применяется для оконцевания жил проводов и кабелей, флюс АФ‑4А – только для соединения жил кабелей в муфтах.

Флюсы для пайки мягкими и полутвёрдыми припоями по нормалям электротехники 0АА.614.017-67 и 0АА.614.028-68

Отмывка после пайки

Лужение и пайка токоведущих частей из меди и её сплавов

Канифоль сосновая25

Лужение и пайка токоведущих частей из меди и её сплавов

Смола полиэфирная марки ПА920–30

Лужение и пайка токоведущих частей из меди, никеля и их сплавов и деталей с покрытиями медью, оловом, кадмием, серебром и цинком

Канифоль сосновая20–35

Тампоном или кистью, смоченном в растворителе или спирте

Лужение и пайка алюминия и сплава АМц между собой и с медью и её сплавами

Разновидность флюсов в электронном мире. Советы ПРОФИ

В этой статье хотелось бы подробнее осветить тему флюсов для пайки, то, как они классифицируются и какое применение можно для них найти. Для начала определимся, что такое флюс, и насколько он необходим при пайке.

Флюс – это вещества (чаще смесь) органического и неорганического происхождения, предназначенные для удаления окислителей при пайке, снижения поверхностного натяжения, улучшения растекания жидкого припоя и защиты от действия окружающей среды. Другими словами, флюс нужен для упрощения расплавления припоя, или для залуживания поверхности металла, в электронике используется сплав меди.

Флюсы делятся на пять классификаций: по допустимому температурному интервалу, по растворению, по активатору определяющего действия, по механизму действия и по агрегатному состоянию.

  1. По температурному интервалу делятся на те, что подходят для температур до 450 °С, и высокотемпературные – свыше 450 °С. Низкотемпературные — к ним относится канифольные, кислотные и галогенидные, гидразивные и фторборатные, анилиновые и стеариновые. Высокотемпературные – это галогенидные и боридно-углексилые соединения.
  2. По растворению различаются по двум категориям — водные и неводные.
  3. По активатору определяющего действия флюсы отличаются разнообразием.
  4. По механизму действия флюсы подразделяются на защитные, химического действия, электрохимического действия и реактивные.
  5. По агрегатному состоянию различаются на три типа: твёрдые, жидкие и пастообразные.
Читайте так же:
Металл температура плавления 30 градусов

Флюсы, которые используются в электронике, соответствуют следующим требованиям: низкие ток утечки и подверженность коррозии.

Простейшие по составу флюсы делают из канифоли, или ее раствора в спирте, к примеру, в этаноле либо в других спиртах или бензиновой смеси. Не менее часто используют кислотные флюсы – разнообразные кислоты или их соли, но такие флюсы требуют промывки после пайки, чтобы не образовывалась коррозия.

Отмывку печатных плат также требует и глицерин, чтобы избежать скорого окисления. Единственное, что можно не смывать, это канифоль или ее растворы, так как та после застывания образует дополнительный защитный слой.

Активные флюсы

Создаются на основе соляной кислоты. При их помощи спаивают железные изделия. Паяльная кислота взаимодействует с веществом за счет реакций цинка при обработке поверхностей материалов. Активный флюс отличается повышенной химической активностью, снимает оксидные пленки с поверхности деталей, реагирует на сам металл. Благодаря использованию активных составов происходит надежное соединение металлов. Повышенная электропроводность дает возможность соединять крупные провода или изделия. Данный флюс не применяется в радиотехнике, т.к. остатки химического состава трудно удаляются с плат, они быстро разъедают соединения.

Бескислотные флюсы

Эти флюсы изготавливаются на основе глицерина, этилового спирта, а также скипидара, и также называются неактивными. Канифоль применяется при температурах до 150°C, растворяет тонкие слои поверхности меди, свинца или олова, производя качественную очистку. В основном применяются для пайки поверхностей с отсутствием разъединения материалов. Используется при работах с мелкими деталями, электросхемами или платами радиодеталей.

Активированные флюсы

Производятся на основе солянокислого анилина или салициловой кислоты. Применяются при пайке всех видов соединений, которые не требуют предварительной зачистки и при соединении материалов, которые подвержены механическим воздействиям.

Антикоррозийные флюсы

Цель антикоррозийных флюсов заключается в очистке места пайки от коррозийных отложений, защите от окислов для дальнейшей эксплуатации детали. Основной компонент – ортофосфорная кислота, которая используется при изготовлении антикоррозийных пропиток. Главное отличие от кислотных составов в том, что флюс не разрушает сам металл, но зачищает его для предотвращения коррозии, при помощи химической реакции при температурных воздействиях.

Защитные флюсы

Предназначение состоит в защите материалов от дальнейшего окисления, за счёт обработки предварительно очищенных деталей. Их отличие — отсутствие химического воздействия, потому что активность вещества невысока. Для изготовления этого типа флюсов применяются вазелин, воск, оливковое масло, другие маслянистые вещества. В основном применяется для пайки микросхем и bga деталей.

Альтернативные виды припоев используются для различных целей при спайке. Бура, смешанная с канифолью, используется для пайки медных трубок, не нуждается в предварительной зачистке изделия, температура плавления начинается от 70 градусов, а в процессе не выделяются вредные вещества.

Жидкие припои на основе золота, вазелина, салициловой кислоты используются при спайке радиаторов и одножильных проводов, в результате получается чистый и аккуратный шов.

Флюсы на водной основе. Новые возможности пайки волной припоя

Современные тенденции, направленные на уменьшение влияния деятельности человека на окружающую среду, затрагивают и электронику. Наиболее ярко это проявилось в запрете фреонов и близких к нему компонентов, свинца и токсичных металлов.

Другой класс вредных веществ — легколетучие органические компоненты, содержащие углерод и негативно влияющие на окружающую среду. Многие из них токсичны, действуют, как газы, образующие фотохимический смог и разрушающие озоновый слой.

Читайте так же:
Срок эксплуатации цепных стропов

Промышленность индустриальных стран сильно загрязняет окружающую среду. Например, европейские страны ежегодно выбрасывают в атмосферу 25 млн тонн легколетучих органических компонентов. В их состав входят выхлопные газы автотранспорта, газового, бензинового и других производств. По сравнению с этими областями электронная промышленность не столь большой загрязнитель, но общие тенденции, направленные на снижение количества выбросов в атмосферу, сказываются и на электронике.

В результате производители электроники вынуждены выбирать материалы не только по техническим характеристикам, но и учитывая, насколько они безопасны для окружающей среды.

В жидком флюсе для пайки волной припоя носителями активных компонентов являются низкомолекулярные спирты с содержанием легколетучих органических компонентов более 95%. То есть основная составляющая флюсов — легколетучие органические компоненты, которые полностью испаряются перед контактом печатной платы с волной. Таким образом, использование жидких флюсов на спиртовой основе для пайки волной припоя приводит к наибольшему количеству выбросов легколетучих органических компонентов в атмосферу.

Как исключить спирты в качестве носителей активных компонентов флюса? Желательно, чтобы этот альтернативный материал был дешев, не содержал легколетучие органические компоненты, не был токсичен и огнеопасен. Сразу возникает решение — вода.

Вызов технологии

Существуют значительные различия в физических и химических свойствах воды и изопропилово-

го спирта, широко применяемого в качестве носителя активных компонентов флюса. При разработке серии флюсов Ecosol удалось совместить все преимущества воды и изопропилового спирта. Как это было сделано, описано ниже.

Разница в смачиваемости между изопропияовым спиртом и водой

Поверхностное натяжение воды по сравнению с изопропиловым спиртом выше: 73х10 -3 Н/м против 22х 10 -3 Н/м. Угол смачивания спиртов близок 0°, тогда как для воды — 90° в зависимости от поверхности. Поэтому жидкий флюс на водной основе должен содержать добавки, улучшающие смачивание печатного узла. Эти добавки должны быть не ионными, чтобы не ухудшать поверхностное сопротивление после пайки. Без них флюс не растекается по поверхности, оставляя несмоченными участки с плохой паяемостью.

Тесты показали, что незначительное добавление смачивающих компонентов обеспечило угол смачивания, идентичный углу смачивания изопропилового спирта.

Растворимость активаторов

Следующий важный момент связан с тем, что для получения стабильного раствора активные компоненты флюса должны быть полностью растворены в носителе.

Вода — более полярный растворитель, чем спирт, поэтому она имеет улучшенную способность диссоциировать кислоты — активаторы, наиболее широко используемые в современных флюсах с низким содержанием твердых веществ. Высокая способность воды к диссоциации позволяет довести кислотное число флюса до 60 мг в пересчете на КОН, что гораздо выше обычного. Такое свойство воды позволяет флюсу на водной основе сразу действовать при контакте с поверхностью, повышает эффективность флюса и, как следствие, качество пайки.

Это подтверждается сравнением флюсов на водной и спиртовой основе (табл. 1). В качестве поверхности смачивания использовалась медная проволока. Тестовый отрезок проволоки погружался в резервуар с флюсом на глубину 1 см, после чего излишки флюса удалялись тканью. Паяемость контролировалась погружением тестового куска проволоки в ванну с расплавленным припоем сплава Sn 60 в системе контроля паяемости MUST П.

F — сила смачивания, требующаяся для извлечения тестового отрезка проволоки из расплавленного припоя после 5 секунд. Чем больше сила, тем лучше паяемость.

Т — время, характеризующее скорость смачивания.

Чем меньше время, тем лучше смачиваемость и паяемость.

Читайте так же:
Условный предел текучести стали

Эксперимент показал, что флюс на водной основе обеспечивает более высокую силу и скорость смачивания при пайке.

Из-за высокого поверхностного натяжения чистая вода очень плохо пенится. Флюсы на водной основе имеют огромное преимущество перед спиртовыми при нанесении распылением.

Добавление небольшого количества ПАВ в сочетании с высоким поверхностным натяжением воды дает стабильную пену. Присутствие ПАВов в качестве активных компонентов флюса обеспечивает высокую стабильность пены и качественное флюсование.

Такие различные характеристики флюса с содержанием ПАВ и без них позволяют достичь высокого качества при обоих методах нанесения. Обычно один и тот же флюс для различных методов флюсования имеет различную маркировку.

Предварительный нагрев

Цель предварительного нагрева заключается в подготовке печатной платы к контакту с волной припоя и уменьшении термоудара. Высокая температура ускоряет действие активаторов. Другой, не менее важный процесс, — удаление растворителя. Неполное испарение растворителя приводит к беспорядочному образованию шариков припоя при контакте печатной платы и волны припоя.

Флюсы на водной основе требуют большей энергии испарения: 531 кал/г против 167 кал/г для изопропилового спирта. Поэтому необходима немного большая температура предварительного нагрева. Положительный эффект обнаруживается при пайке волной бессвинцового припоя. Расчеты, приведенные в таблице 2, наглядно показывают, что использование флюсов на водной основе уменьшает термоудар ΔΤ на печатную плату на 20-30 °С

Качество пайки

Контроль качества пайки проводился на наличие шариков припоя (рис. 2), образование перемычек припоя между выводами и непропаи.

Результаты испытаний на наличие шариков припоя показывают, что существует большое количество режимов (температур предварительного нагрева и скоростей конвейера), при которых отсутствует эти дефекты.

В таблице 3 приведен пример внедрения флюса MF220 на одном из российских предприятий. В результате удалось достичь значительного уменьшения количества дефектов и расхода флюса.

Что в итоге дает применение флюсов на водной основе?

Итак, флюсы на водной основе показывают прекрасные свойства в сравнении эквивалентными спиртовыми составами (табл. 4). Дополнительно проведенные тесты подтвердили, что эти флюсы удовлетворяют требованиям Bellcore и IPC.

Использование таких флюсов уменьшает выброс легколетучих органических компонентов с 90% до 1%.

Пайка твердыми припоями

Пайка твердыми припоями
Пайка твердыми припоями

И все же, несмотря на то, что низкотемпературная и высокотемпературная пайки представляют собой явления одной сущности, их технология, используемые материалы и оборудование, характеристики получаемого соединения существенно различаются. Что, собственно, и явилось основанием для разделения этих способов. За граничную температуру, разделяющую их, приняты 450°C.

Отличия высокотемпературной пайки от низкотемпературной

Спаянная рама велосипеда
Спаянная рама велосипеда

Важным отличием высокотемпературной пайки от низкотемпературной является повышенная термоустойчивость соединения. Поскольку температура плавления твердых припоев значительно выше температуры плавления мягких, соединение, выполненное высокотемпературной пайкой, способно работать при более высоких температурах, сохраняя все свои свойства. Во многих случаях при выборе способа пайки, эта особенность является определяющей.

Но есть и то, в чем пайка твердыми припоями уступает пайке мягкими припоями. Относительно высокая температура может вызывать структурные изменения в некоторых металлах. Такое, в частности, наблюдается в чугуне, в котором при пайке могут возникать закалочные структуры, приводящие к повышенной хрупкости металла в зоне шва.

Высокая температура плавления твердых припоев предъявляет свои требования к источникам нагрева. Они должны обеспечивать расплавление припоев, температура плавления которых достигает иногда 1000°C. Это исключает использование при высокотемпературной пайке удобных паяльников, являющихся основным инструментом при пайке мягкими припоями.

Резюмируя вышесказанное, можно подвести итог сравнения высокотемпературной и низкотемпературной паек. К достоинствам первой относится высокая прочность и термоустойчивость соединения, к недостаткам — сложность технологического процесса, обусловленная необходимостью прогрева паяемых деталей до относительно высоких температур.

Читайте так же:
Фрезеровка на сверлильном станке

Применение пайки твердыми припоями

Пайка твердыми припоями является основным способом при изготовлении металлорежущего инструмента с твердосплавными пластинами. Припаивание последних обеспечивает достаточную прочность соединения и не оказывает отрицательного воздействия на твердость и геометрию режущих пластин.

Резцы
Резцы

Изготовление всевозможных сосудов из цветных металлов и нержавеющих сталей, соединение стальных и медных трубопроводов, работающих под высоким давлением или повышенной температуре в различных системах — холодильных, теплообменных и пр. — также не может обойтись без пайки твердыми припоями.

Широко используется высокотемпературная пайка при ремонте автомобилей — радиаторов, трубопроводных систем двигателя и трансмиссии, кузовов, различных деталей — везде, где нельзя или нежелательно применять сварку.

Целесообразно использование высокотемпературной пайки для соединения между собой тонкостенных деталей, работающих при значительных нагрузках и упругих деформациях.

Для ремонта медных и латунных бытовых изделий, подвергающихся в процессе эксплуатации высоким температурам, высокотемпературная пайка является способом ремонта не имеющим альтернативы. Таких, например, как старинный самовар, растапливаемый дровами. В этом случае мягкие припои не могут применяться из-за неспособности выдерживать высокую температуру нагрева.

Источники нагрева при высокотемпературной пайке

Основными источниками нагрева при высокотемпературной пайке являются газовые горелки различных типов, индукторы и печи. Применяется также нагрев электросопротивлением. В быту чаще всего твердыми припоями паяют с помощью горелок.

Припои

Иногда используют в качестве припоя и технически чистую медь. Однако гораздо чаще используют пайку медными припоями, представляющими собой соединения меди с другими металлами — цинком, серебром, кремнием, оловом и пр. Каждый из этих элементов вносит свою лепту в технологические свойства припоев. Почти все они снижают температуру плавления (у чистой меди она составляет 1083°C).

При высокотемпературной пайке используются медно-цинковые, медно-фосфорные, серебряные припои и латуни.

Твердый припой
Твердый припой
Твердый припой покрытый флюсом
Твердый припой покрытый флюсом

Медно-цинковые припои. Существует большое количество медно-цинковых припоев (ПМЦ-35, ПМЦ-39, ПМЦ-50, ПМЦ-54, ПМЦ-57 и пр.). Цифры указывают процентное содержание меди. Их используют для пайки бронзы, меди, стали. Недостатком чисто медно-цинковых материалов является плохая работа в условиях ударных, вибрационных и изгибающих нагрузок. Чтобы убрать или снизить этот недостаток используют легирование их другими металлами (например, латуни можно рассматривать как легированные медно-цинковые припои). Легированные медно-цинковые припои используются, в частности, при пайке твердосплавных резцов.

Медно-фосфорные припои. Медно-фосфорные припои (ПМФ-7, ПМФ-9, ПМФОЦр-6-4-0,03) представляют собой сплав меди с фосфором. Следующая за буквами цифра указывает на процентное содержание фосфора. Припой ПМФОЦр-6-4-0.03, кроме меди и фосфора, содержит олово и цирконий.

Медно-фосфорные припои относятся к среднеплавким (700-850°C), обладают высокой текучестью и хорошей коррозионной устойчивостью к агрессивным средам. Используются для пайки меди и ее сплавов (бронзы, латуни, мельхиора). Можно их использовать и в качестве заменителя серебряных припоев при ремонте ювелирных изделий.

Пайка сталей и чугуна медными припоями, содержащими фосфор, не применяется из-за повышенной хрупкости соединения и его неспособности переносить ударные, вибрационные и изгибающие нагрузки. Это вызвано образованием по границе шва пленки фосфитов.

Отличительную особенность медно-фосфорных припоев является то, что они являются самофлюсующимися. При пайке ими медных изделий, применение флюса не обязательно.

Латуни. Широкое распространение в качестве припоев получили латуни, которые являются сплавом меди с цинком. Латуни Л62 и ЛОК-62-06-04 дают прочные паяные соединения. ЛОК-62-06-04 отличается от Л62 наличием олова и кремния, обеспечивающих более высокие технологические свойства припоя. Олово увеличивает жидкотекучесть и снижает температуру плавления, а соединения кремния предохраняют цинк от окисления и испарения. Латуни применяются при пайке меди, стали, чугуна.

Читайте так же:
Химические свойства синтетического каучука

Серебряные припои. Серебро является отличным материалом для пайки. Серебряным припоям, которые представляют собой в основном сплав серебра с медью и цинком, принадлежит первое место по растеканию, смачиваемости, прочности и антикоррозионности. Не будь они такими дорогими, можно было бы отказаться от всех остальных припоев, используя только серебряные. Благо они обладают универсальностью и способны паять практически любой металл.

Припои на основе серебра обозначаются буквами ПСр (ПСр-15, ПСр-25, ПСр-45, ПСр-65, ПСр-70). Марки ПСр-15 и ПСр-25 используются для пайки не очень ответственных деталей. Если требуется получить особо качественное соединение, используют припой ПСр-45, имеющий 45% серебра, 30% меди и 25% цинка. ПСр-45 обладает отличными качествами — вязкостью, ковкостью, жидкотекучестью, устойчивостью против коррозии, способностью выдерживать вибрацию и удары. Припой ПСр-65 не уступает ПСр-45, но слишком дорог.

Серебряными припоями можно паять практически любой металл — медь и ее сплавы, серебро, стали и пр. Однако в силу их дороговизны пайку серебряными припоями применяют только там, где это экономически целесообразно, в частности, для соединения нержавеющих сталей, относящихся к разряду труднопаяемых и требующих припоев, обладающих хорошей смачиваемостью и позволяющих избежать коррозии, которая может возникнуть в спае.

Флюсы

Пайка меди и ее сплавов может производиться с помощью чистой буры, которая является универсальным флюсом для высокотемпературной пайки.

Бура
Бура

Используются различные формы выпуска флюсов — жидкости, порошок, кусочки (кристаллы буры, например). Чтобы облегчить их дозирование (избыток флюса так же нежелателен, как и недостаток), используют объединение их с припоем. Делается это разными способами — добавлением в виде порошка в сыпучие формы припоев, обмазкой прутков припоя или помещением внутрь трубочки из припоя, совместным прессованием таблетированных форм.

Технология высокотемпературной пайки

Горелка для пайки
Горелка для пайки

Пайка выполняется в такой последовательности. Механическим путем зачищаются стыковые части деталей. Операция необходима для удаления стойкой окисной пленки, которая покрывает нержавеющие стали.

Зачистка деталей пред пайкой
Зачистка деталей пред пайкой

Детали зажимаются в тисках в требуемом положении.

Фиксирование деталей
Фиксирование деталей

Зона пайки промазывается флюсом.

Нанесение флюса
Нанесение флюса

Зажигается горелка, и устанавливается необходимый режим горения. Пламя должно быть восстановительным, с небольшой нехваткой кислорода (но не до копоти и желтого огня). Пересыщенное кислородом пламя окисляет поверхность металла.

Производится разогрев паяемой зоны до начала изменения цвета детали (при прикосновении, флюс на прутке должен начать плавиться). Прогревать нужно все соединение, перемещая пламя в разные стороны.

Прогрев деталей
Прогрев деталей

Осуществляется офлюсовывание стыка флюсом с прутка — трением последнего по стыку. Если используется неофлюсованный пруток, после прогрева кончика, его нужно окунуть во флюс, чтобы тот покрыл его.

Нанесение флюса прутка припоя
Нанесение флюса прутка припоя

Нагрев зоны пайки доводится до вишневого цвета. Обычно пайка твердыми припоями производится в интервале цветов от темно-вишневого до светло-вишневого.

Нагрев деталей до более высокой температуры
Нагрев деталей до более высокой температуры

Расплавляется припой. При достаточном количестве флюса он легко растекается по зоне пайки, затягивается в стык.

Нанесение припоя
Нанесение припоя
Детали после пайки
Детали после пайки

После окончания операции производится зачистка спая.

Очистка спаянного гаечного ключа
Очистка спаянного гаечного ключа

И вот результат — готовое изделие.

Гаечный ключ спаянный высокотемпературной пайкой
Гаечный ключ спаянный высокотемпературной пайкой
Гаечный ключ спаянный высокотемпературной пайкой
Гаечный ключ спаянный высокотемпературной пайкой

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector