Каким флюсом лучше паять. Выбираем флюс для пайки. Со слабыми кислотами и бурой

Пайка миниатюрных компонентов (микросхем, в частности) широко распространена среди любителей сборки электронных изделий и самодельных гаджетов, желающих изготовить их своими руками.

Для приобретения навыков по формированию надёжного неразъёмного соединения по этому методу, прежде всего, потребуется освоить в полном объёме основные приёмы обращения с нагревательным пробором (паяльником). Во-вторых, надо изучить особенности и порядок выбора расходных материалов (припоя, а также флюса для пайки микросхем).

Согласно действующим стандартам используемые при пайке микросхем расходники должны обладать относительно низким температурным показателем плавления, а также иметь малую удельную массу.

Лишь при соблюдении этих условий удаётся достичь требуемого проникновения флюса вглубь вещества соединяемых материалов, обеспечивая при этом заданную прочность паяного соединения.

Несущим основанием для миниатюрных радиоэлементов (микросхем) являются специальные платы из текстолита заводского или самостоятельного изготовления. Использование заранее подготовленных печатных плат обеспечивает удобство и компактность пайки электронных схем, оформленных в виде самостоятельного узла или блока.

Контактные дорожки таких оснований изготавливаются методом напыления меди на пластину из стеклотекстолита (гетинакса), так что ножки микросхем при пайке соединяются именно с этим металлом.

расходный материал является классическим образцом низкотемпературной органической смеси, используемой для пайки микросхем феном или с помощью паяльника. Один из производителей современных безотмывочных флюсов для пайки микросхем – CyberFlux. Широко известен флюс СКФ.

Среди иностранных производителей можно выделить MECHANIC, Amtech, KINGBO, MARTIN. Они отличаются ценой и объемом, есть некоторые различия в составе марок.

При работе с готовым флюсом, состоящим из этилового спирта и специальных катализирующих добавок, создаваемая в зоне спайки температура не превышает 110-300 градусов. Указанная нейтральная смесь может применяться как при ручном, так и при автоматизированном (поточном) методе пайки элементов.

Чем смывать

Для смывки флюса по завершении пайки микросхемы рекомендуется применять любой подходящий для этих целей растворитель, посредством которого можно убрать разводы и следы нейтрального состава.

Чаще всего для удаления остатков флюсового состава после пайки используются следующие популярные виды растворителей:

• чистый технический или медицинский спирт;
• обычный ацетон (или его смесь с другими химическими веществами);
• спиртосодержащие парфюмерные составы (хотя их применять нежелательно).

В продаже имеются специальные «отмывки» для удаления флюса с плат, при изготовлении которых (за небольшим исключением) используются те же составляющие.

Очищать платы всеми перечисленными выше составами рекомендуется в следующей последовательности.

Сначала берётся кусочек чистой мягкой фланели, который затем смачивается в небольшом количестве жидкого растворителя (из состава рассмотренных ранее смесей).

На завершающей стадии очистки участок микросхемы с использованным флюсом тщательно протирается смоченной ранее тряпочкой, которая хорошо отмоет все оставшиеся на нём следы и разводы. После того, как обработанные места полностью высохнут – можно будет приступать к их покрытию защитным лаком.

Изготавливаем своими руками

Для следует приготовить порядка 20-ти грамм растёртой в порошок канифоли, которая затем разводится в 40 граммах чистого технического спирта.

После смешения компонентов и встряхивания ёмкости со смесью порошок начнёт быстро растворяться в спирту и через некоторое время окончательно переходит в жидкую фазу.

В качестве ёмкости под самодельный флюс для пайки микросхем удобнее всего использовать небольшой хорошо вымытый стеклянный пузырёк. Подойдет емкость из-под лака, в пробку которой уже встроена кисточка для нанесения состава.

Этот вариант выбора ёмкости хорош также тем, что специальная заворачивающаяся пробка позволяет содержать смесь в условиях повышенной герметичности, что обеспечивает её хорошую сохранность.

В заключительной части обзора отметим, что порядок выбора флюсового состава и смывки для него определяются условиями предстоящих работ, а также зависят от особенностей контактных площадок и микросхем, подлежащих пайке.

В процессе радиоконструирования и ремонта электроники очень важен элемент аккуратной и качественной пайки изделий и радиодеталей. От этого фактора сильно зависит долговечность изделия и его время наработки на отказ. Решающим моментом качественной пайки является выбор подходящего припоя и флюса, способных оптимальным способом произвести соединение металлических и металлизированных частей с тем условием, чтобы на место пайки внешние факторы оказывали наименьшее влияние, как например: деформация, большие токи, токи высокой частоты, внешние окислители, температура и т.д. В то же время пайка элементов не должна быть излишне перегружена припоем, так как в данном случае могут быть образованы кольцевые трещины, элементы «холодной пайки» (когда визуально припой на месте, но контактирующая область металлов отсутствует), а так же замыкания соседних дорожек или контактов. Чрезмерное применение припоя может не только вывести аппаратуру из строя, но и усугубить процесс настройки и наладки изделия. В этой связи особое внимание необходимо уделить довольно важному аспекту в радиоэлектронике как выбор припоя и флюса, о чем пойдет ниже речь в этой статье.

Из определения известно, что процесс пайки представляет собой соединение двух металлизированных или металлических твердых поверхностей с помощью припоя, температура плавления которого значительно ниже величины разрушения (плавления) соединяемых изделий. Основной функцией припоя является хорошая диффузия с контактируемой металлической поверхностью или, выражаясь простым языком, расплавление припоя на металле (лужение). Кроме того, припой должен иметь оптимальную температурную вязкость, позволяющую ровным слоем распределиться ему по поверхности металлов. Данный фактор качественного лужения возможен только при отсутствии жировых отложений и окислов на спаиваемых поверхностях, удалением которых занимаются флюсы. Флюсы также могут служить катализаторами диффузии припоя для возможности его проникновения в верхний микронный слой металлов в предполагаемом месте пайки. За счет низкой вязкости и ее уменьшения в зависимости от повышения температуры плавление флюсов происходит при гораздо меньших температурных показателях, чем припой.

Припои и их разновидности

Припой состоит большей частью из олова с добавлением различных материалов. В структуру припоя могут входить следующие компоненты:

Олово (Sn) – представляет собой мягкий металл с температурой плавления + 231,9 С градусов. Олово растворяется в соляной и серной кислоте. Большая часть органических кислот на него не действуют. При воздействии комнатных температур олово не подвергается окислению, однако при ее снижении ниже +18 С и особенно ниже -50 С происходит разрушение кристаллической решетки металла, в результате чего олово приобретает серый оттенок.

Свинец (Pb) – очень популярный металл в изготовлении припоя за счет легкоплавкости. В чистом виде металл очень мягкий, легко обрабатываемый. У свинца окисляется только верхняя часть, контактируемая с воздухом. Металл легко растворяется в щелочи и кислотах, содержащих азот и органику.

Кадмий (Cd) – применяется для изготовления легкоплавких припоев в малых дозах совместно с оловом, висмутом или свинцом. В чистом виде – токсичен, температура его плавления + 321 С. Зачастую кадмий применяется в антикоррозийных целях.

Висмут (Bi) – один из самых легкоплавких металлов при использовании его в составе припоя с температурой плавления + 271 С. Висмут хорошо растворим в азотной кислоте, а так же в подогретом растворе серной кислоты.

Сурьма (Sb) – тугоплавкий металл с температурой плавления + 630,5 С. Не подвержен воздействию воздуха. Не окисляется. В припое дает эффект глянца. Металл токсичен.

Цинк (Zn) – хрупкий металл синевато-серого цвета с температурой плавления + 419 С. Быстро окисляется на воздухе. Используется в припоях аппаратуры, работающей во влажных условиях, за счет того, что покрывает под воздействием влаги пленкой окиси, защищающей места пайки. Цинк легко растворим в кислотах. Цинк вместе с медью применяется для твердых припоев, а так же кислотных флюсов.

Медь (Cu) – металл с самой высокой температурой плавления в изготовлении припоя + 1083 С. Не поддается воздействию воздуха, однако верхним слоем окисляется при попадании влаги. Медь применяется в тугоплавких припоях.

Припои разделяют на легкоплавкие и тугоплавкие .

Легкоплавкие припои нашли широкое применение при конструировании радиоаппаратуры и пайке радиоэлектронных компонентов, а так же при лужении дорожек радиомонтажных плат. Температура плавления легкоплавких припоев не выше + 450 С. В основу таких припоев обычно входит олово, свинец, кадмий, висмут или цинк. В радиоэлектронике большое применение получили припои с температурой плавления до + 145 С градусов. В процессе лужения обезжиренных и очищенных плат применяется сплав Розе или сплав Вуда. Температура плавления этих сплавов 70 – 95 градусов, поэтому они равномерно залуживают плату, опущенную в кипящую воду. В отечественной промышленности список легкоплавких материалов большей частью составляют припои оловянно-свинцовые или ПОС. В случае добавления в припой кадмия или висмута к окончанию добавляются буквы К или В. Цифра в окончании маркировки соответствует процентному содержанию олова в припое по отношению к свинцу (большей частью) и сурьме (в мелких количествах). Чем меньше цифра, тем припой более тугоплавкий но и более прочный. Буква Ф означает, что в состав припоя включен флюс. В последнее время из-за европейских экологических стандартов в фирменной аппаратуре применяется в основном бессвинцовый припой с относительно высокой для радиокомпонентов температурой плавления + 220 градусов. Ниже приведен список распространенных отечественных припоев:

ПОС-18 – состоит из олова (17 – 18%), сурьмы (2 – 2,5%) и свинца (79 – 81%). Применяется при низких требованиях прочности пайки, в основном для лужения металлов. Температура плавления +183 +270 градусов (начало плавления / растекаемость).

ПОС-30 – состоит из олова (29 – 30 %), сурьмы (1,5 – 2%), свинца (68 – 70%). Лужения и пайка меди, стали и их сплавов. Температура плавления +183 +250 градусов.

ПОС-50 – олово 49 – 50%, сурьма 0,8%, свинец 49 – 50%. Применяется для качественного спаивания различных металлов, в том числе и в радиоэлектронике. Плавление +183 +230 градуса.

ПОС-90 – олово 89 – 90%, сурьма 0,15%, свинец 10 – 11%. Высокопрочный припой с температурой плавки +18 + 222 градуса, применяемый в лужении деталей с последующим золочением и серебрением. Не применяется в установках с повышенной рабочей температурой.

Припои ПОС-40 и ПОС-60 в радиоэлектронике наиболее популярны. Для спаивания латуни или пластин для экранирования стоит применять ПОС-30. При поверхностном лужении дорожек на платах лучше всего использовать припои с содержанием кадмия или висмута ПОСК-50 или ПОСВ-33. Припои с флюсами и без их содержания для монтажа радиодеталей выпускаются в виде проволоки с толщиной 1 мм для пайки SMD элементов до 3 мм. для радиокомпонентов в обыкновенном корпусе. Для пайки металлов из стали или пайки крупных площадей, припои идут без флюса в трубках диаметром 5 мм. В импортной промышленности так же выпускают свинцово-оловянные шарики диаметром от 0,2 до 0,8 мм., предназначенные для пайки BGA чипов.

Тугоплавкие припои большей частью используются в промышленной пайке твердых металлов. Их температура плавления от + 450 до + 800 С. В состав таких припоев входят медь, серебро, никель или магний. Отличительной особенностью этих припоев является их прочность. Из-за высокой температуры плавления тугоплавкие припои в бытовых условиях для радиомонтажных работ не используются. Большей частью они используются для спаивания латуни, стали, меди, бронзы, чугуна и других металлов с высокой температурой плавления. Припои марки ПМЦ (припой медно-цинковый) применяется для спаивания латуни с содержанием меди (ПМЦ-42), бронзы и меди (ПМЦ-52). Данный припой выпускается в виде слитков определенных форм.

ПМЦ-42 – состоит из меди (40 – 45%), цинка (52 – 57%). Также в его состав входят сурьма, свинец, олово и железо. Его температура плавления + 830 градусов.

ПМЦ-53 – медь 49 – 53%, цинк 44 – 49%. Температура плавления +870 градусов.

В производстве припоев особое место занимают, пожалуй, самые дорогие тугоплавкие припои, основу которых составляет медь с добавлением серебра. Маркируются они как ПСР. Припои с серебром обладают высокой прочностью. Место пайки гибко и легко обрабатываемо. Температура таких припоев от +720 до +830 градусов. Высокотемпературные припои ПСР-10 и 12 используют для спаивания сплавов латуни и меди, ПСР-25 и 45 необходимы для работы с медью, бронзой и латунью. ПСР-70 – припой с максимальным содержанием серебра применяют в пайке высокочастотных элементов: волноводов, защитных контуров и т.д.

Существуют припои, применяемые для пайки алюминия на основе олова, цинка и кадмия. Главная проблема пайки алюминия заключается в его быстром окислении на воздухе, поэтому алюминий паяют в масле с использованием ультразвуковых паяльников.

Флюсы

От правильно выбранного флюса довольно сильно зависит качество пайки, ровность шва и его аккуратность. Флюс при нагреве должен образовывать тонкую растекающуюся пленку на поверхности припоя, которая усиливает сцепление припоя с металлом. Чем меньше температура плавления флюса, тем качество пайки лучше. Так же температура его плавления должна быть ниже температурных режимов плавки припоя. Промышленность сегодня изготовляет флюсы двух типов.

Химически активные флюсы, в состав которых входит, как правило, кислотосодержащие реагенты (ортофосфорная и соляная кислоты, хлористый цинк, хлористый аммоний). Данные флюсы прекрасно справляются с жирными налетами и окислами, однако, недостаточная промывка места пайки со временем приводит к «выеданию» металла и его коррозии, где остался кислотосодержащий флюс. На практике кислотосодержащие флюсы стараются в быту использовать как можно реже, особенно в радиоэлектронике, поскольку они ведут к разрушению текстолита, к тому же, при попадании на кожу человека такие флюсы вызывают ожоги, а их пары при вдыхании человеком особо токсичны. К наиболее популярным активным флюсам относится паяльная кислота, ортофосфорная кислота, хлористый цинк, бура, нашатырь, представляющий собой хлористый аммоний.

Химически пассивные флюсы помогают удалить жировые отложения, а так же в меньшей степени удаляют окислы. Примером может быть канифоль, стеарин, воск. Сами по себе это органические вещества, не вызывающие коррозии, которые служат не только важной сост авляющей при пайке радиокомпонентов, но и выполняют защитную функцию от окисления. Новомодной тенденцией стало использование флюсов ЛТИ, для пайки легкоплавкими припоями. С их помощью можно осуществлять пайку оцинкованных контактов, свинец, очищенное железо, нержавеющую сталь и т.д. В их состав входит спирт, канифоль, малая доза кислоты, триэтаноламин. Для подобной пайки применяют ЛТИ флюс совместно с паяльной пастой. Единственный их минус заключается том, что под действием температуры в месте спайки остаются темные пятна. Пары флюса вредны для человека. Исключение только составляет флюс ЛТИ-120, который не содержит нежелательных компонентов: солянокислотного анилина и метафенилениамина.

Наименования флюсов и их применение

Канифоль сосновая – самый простой, дешевый и доступный вид флюса с низким током утечки. Относится к классу химически пассивных флюсов. На рынке она доступна в свободной продаже из-за популярности. Применяется практически широком спектре радиомотажных работ. Умеренно растворяется в спирте с добавлением глицерина, благодаря чему стали популярны среди радиолюбителей спирто-канифольные флюсы.

Ортофосфорная и паяльная кислота – опасные химически активные флюсы. Применяется при паке сильно окисленных металлов, низколегированных сталей, никеля, а так же их сплавов. После пайки обязательным условием является очистка места спаивания 5% раствором соды, чтобы погасить кислотную активность и выедание металла. Паяльная кислота особо эффективна при температуре 270 – 330 градусов.

Паяльная кислота ПЭТ – оптимальная температура процесса пайки с ее применением 150 – 320 градусов. Применяется при спаивании углеродистых сталей, латуни, меди, никеля.

Паяльный жир – существует в двух видах: активный и нейтральный. Применяется для окисленных деталей, состоящих из черного или цветного металла. Активный паяльный жир в радиоконструировании не применяется. Нейтральный паяльный жир не содержит активных компонентов, поэтомуможет использоваться для пайки радиодеталей.

БУРА – необходима при высокотемпературной пайке высокоулеродитсых металлов: чугуна, меди, стали и т.д.

ТАГС – флюс на глицериновой основе для радиомонтажа. Из-за остаточного сопротивления нуждается в отмывке спиртом.

Флюсы ЗИЛ – хорошо подходят спаивания стали, латуни, меди легкоплавкими припоями на основе висмута.

Ф-38Н ПЭТ – сильно химически активный флюс. Применяется для пайки быстро окисляемых на воздухе металлов при температуре выше 300 градусов. Им паяют нихром, манганин, бронзу. Обязательное применение при его использовании средств индивидуальной защиты. Промывка щелочью так же обязательна

Активные флюсы ФИМ - пайка окисленного серебра, платины. Требует отмывки водном раствором с содержанием соды. В составе флюса фосфорная кислота.

ФКДТ и ФКТ ПЭТ – популярный неактивный флюс широкого применения для лужения проводов и медных контактов в РЭА.

ФТС – бесканифольный пассивный флюс без дыма. Предназначен для пайки радиодеталей.

Паяльная паста «Тиноль» - специальный химический флюс для пайки SMD радиодеталей термофеном паяльной станции.

Флюс-гель ТТ – флюс с индикатором химической активности красноватого оттенка для широкого спектра пайки. При воздействии температурой обесцвечивается, указывая на отсутствие активных компонентов. Не требует отмывки.

СТ-61 – паяльная паста пассивная. А – температура плавления +200 градусов, В – для компьютерных и мобильных радио запчастей, С – канифоль.

Импортные флюсы

IF 8001 Interflux – один из лучших флюсов для бессвинцовой пайки SMD компонентов, в том числе и работы с BGA чипами. Довольно дорогой. Не требует смывания.

IF 8300 BGA Interflux (30cc) – для пайки корпусов BGA. Представляет собой гель. Без вредного галогена.

IF 9007 Interflux BGA – паяльная безотмывочная паста для пайки свинцовым припоем. После работы оставляет едва заметный слой флюса с высоким удельным сопротивлением.

FMKANC32-005 – крем слабоактивированный безотмывочный. Показывает хорошие результаты при пайке BGA чипов и работе с инфракрасными паяльными станциями.

Классификация импортных флюсов

Нередко в маркировке импортных флюсов можно встретить маркировочные символы. Рассмотрим ниже их обозначение.

«R» - канифоль, которая идет либо в чистом виде, либо в виде раствора (спирто-канифоль). Химически пассивный флюс, поэтому перед применением требует ручной зачистки поверхности спаиваемых компонентов от окислов. После окончания работ требует отмывки спиртом или ацетоном.

«RMA» - флюс на основе канифоли с небольшим добавлением активаторов (органических кислот и их соединениями). При термической обработке кислотосодержащие активаторы испаряются. Для их применения необходима вытяжка. Оптимальная пайка достигается с использованием горячего воздуха.

«RA» - активированная канифоль. По заверению производителей из-за низкой активности кислот не оказывает коррозийных процессов на место пайки, поэтому не требует отмывки. Мы бы все таки рекомендовали после работы с ним использовать слабый раствор щелочи или спирт для отмывки, если речь не идет о BGA пайке!

«SRA» - кислотные флюсы активного действия для пайки нержавеющей стали, никеля. В электронике практически не используются из-за разрушающего действия кислот. После пайки таким флюсом изделие нуждается в тщательной отмывке спиртом или ацетоном.

Так же нередко к импортным флюсам к названию добавляют надпись «no clean», которая означает, что данный флюс не требует смывки. Такие флюсы нередко применяют при пайке радиокомпонентов, где очистка после пайки деталей затруднена физически. Например, при пайке BGA микросхем.

Сначала надо разобраться что такое флюс. Флюс это вещество, которое позволяет горячему жидкому припою смачивать места пайки. После остывания припоя образуется пайка. Если это сделать без флюса, то получится холодная пайка, которая может отвалиться сразу или со временем. Все флюсы в горячем состоянии проявляют кислотные свойства. Многие являются кислотами и при обычной температуре, например ортофосфорная кислота, паяльная кислота. Чем выше кислотные свойства во время пайки тем сильнее флюс, качественнее и быстрее будет пайка. Вот список выпускаемых нами флюсов в порядке увеличения их активности. Чем больше номер тем выше активность флюса.

1. Канифоль
2. Жидкая канифоль
3. Флюс паста
4. Жидкая канифоль LUX
5. канифоль гель
6. канифоль гель актив
7. ЛТИ-120 LUX
8. ЛТИ-120
9. Глицерин гидразиновый флюс
10. Паяльная кислота
11. Ортофосфорная кислота

А значит ли это, что можно взять самый сильный флюс и спаять всё? Увы нет. Например самый сильный флюс выпускаемый нами это Ф-64 - флюс для алюминия и он имеет соответствующую для этого химию. А вот для пайки меди самой сильной окажется "Ортофосфорная кислота". Но в остальном, если Вам не хватает активности флюса, надо посмотреть на этот список и взять более активный, следующий по номеру. Отрезвит от выбора слишком активного флюса и список безопасности остатков:

1. Паяльная кислота
2. Ортофосфорная кислота
3. Глицерин гидразиновый флюс
4. ЛТИ-120 Lux
5. ЛТИ- 120
6. Жидкая канифоль LUX
7. Канифоль гель Актив
8. Канифоль гель
9. Жидкая канифоль
10. Флюс паста
11. Канифоль

Самый высокий номер - самый безопасный флюс. Надо понимать, что выбирая более активный флюс Вы увеличиваете опасность окисления места пайки. Но даже остывающая канифоль может создавать на полированной меди зеленоватый налёт.

Выбор флюса по теме пайки

1. Пайка радиодеталей небольшого размера на печатную плату.

Если все детали залужены то Вам подойдёт Жидкая канифоль или ЛТИ-120. Удалять остатки не требуется, но добейтесь их высыхания т.к. жидкие остатки могут иметь мегоомные сопротивление. Жидкую канифоль может заменить флюс паста, благодаря своей пастообразной форме и не сохнущей основе она имеет некоторые преимущества. Остатки безопасны, но трудны в удалении. Современным средством замены Жидкой канифоли и флюс пасты является Канифоль гель. Обладая всеми преимуществами обоих флюсов он, состоя из видоизменённой канифоли, так же легко удаляется как Жидкая канифоль., при этом обладает более высокой активностью. Гелеобразной заменой ЛТИ-120 является Канифоль гель Актив. По структуре это Канифоль гель а по активности сравним с ЛТИ-120. Канифоль для пайки радиодеталей сегодня применяется уже достаточно редко. Стали широко применяются ЛТИ-120LUX и Жидкая канифоль LUX благодаря их модному свойству абсолютной смываемости водой. К закисшим радиодеталям лучше применить ЛТИ-120 или Канифоль гель актив, а так же новые флюсы ЛТИ-120LUX и Жидкая канифоль LUX.

2. Пайка радиодеталей небольшого размера на печатную плату.

Великолепно справляются с радиодеталями больших размеров канифольные активированные флюсы: ЛТИ-120 или Канифоль гель актив. Так же очень хорошо себя зарекомендовал флюс Глицерин гидразиновый, но после него надо обязательно отчищать места пайки с горячей водой от остатков глицерина. Остатки Глицерин гидразинового флюса не окисляют пайку и для деталей не связанных с электроникой деталей остатки допустимы, но на печатной плате возможны остаточные мега омные сопротивления.

3. Железо, медь, латунь. Детали небольшого размера.

Когда детали малы и к кислотным флюсам можно не прибегать берут Глицерин гидразиновый флюс или ЛТИ-120. Содержащие воду ЛТИ-120LUX и Жидкая канифоль LUX так же могут справиться с этой задачей. Частенько и флюс паста помогает. Иногда важнее не активность флюса а сколько времени он не испарится при температуре пайки, так как деталь ещё прогреть надо а за это время активный, но быстроиспаряющийся флюс испарится. Тут и пригождается флюсы на водной основе, такие как ЛТИ-120LUX и Жидкая канифоль LUX, Глицерин гидразиновый. Кроме того не сохнущие флюсы Канифоль гель Актив и флюс паста по той же причине что и водные могут весьма полезны. В отличии от водных флюсов они не шипят а красиво плавятся.

4. Железо медь латунь, оцинкованное железо. Массивные детали.

В таких случаях берут кислотные флюсы: Паяльную кислоту, Фим, Ортофосфорную кислоту. Кислотные флюсы начинают работать моментально и создаётся впечатление, что деталь нужно меньше греть. Это иллюзия, но она отражает насколько легче поддаются детали пайке при использовании кислотных флюсов. По активности Ортофосфорная кислота и Паяльная кислота более менее похожи. Флюс ФИМ обладает меньшей активностью. Различаются они по своим остаткам после пайки, а для таких активных кислотных флюсов это очень важно. Раньше всех начинают взаимодействовать с металлами остатки Ортофосфорной кислоты. Это тёмнно-серые налёты фосфатов. Но эти остатки достаточно стабильны и создают прочную фосфатную плёнку защищающую металл от окисления. Достаточно сказать что этой кислотой в автомастерских пользуются вместо ненадёжного в гаражных условиях цинкования. Фосфатные покрытия, получаемые таким образом, надёжно защищают железо от ржавчины. Чуть дольше проявляет себя Cl паяльной кислоты. Остатки это хлориды металла которые образуют некрасивые окислы. Если это железо, применяемое на открытом воздухе, то это может стать катализатором очага ржавчины. И на конец флюс ФИМ. Остатки его, в виду малого содержания ортофосфорной кислоты, мало корродийны, поэтому он хорошо подходит для чистых но активных паек. Вопрос который очень часто встаёт у людей паяющих активными флюсами: Что делать когда Вы паяете изделие и последний шов закрывает ёмкость? Часть флюса останется внутри и удалить его уже не получится. Ответ на этот вопрос был найден в советское время при запайке герметичных корпусов инфракрасных приборов для спутников. Последний шов выполнялся исключительно ортофосфорной кислотой. Количество подбиралось ровно столько, сколько необходимо для пайки. Флюс наносился заострённой размоченной в кислоте деревянной палочкой. Достаточность флюса определялась тем насколько разбрызгивается флюс. Проводились контрольные вскрытие после климатических испытаний. На внутренней стороне пайки, где удаление по причине не доступности не могло проводиться, остатки флюса образовывали стойкие фосфатные плёнки которые ни на что не влияли.

Из всего что я сказал понятно, удалять остатки надо. И если в случае с ортофосфорной кислотой удалять остатки необходимо из эстетических соображений, то в случае с паяльной кислотой это предотвратит дальнейшие неприятности. Как удалять остатки кислот? Идеально смыванием в большом количестве воды с кисточкой. Лучше после этого использовать средство Удалитель флюса , нейтрализующее кислотность остатков кислотных флюсов. Так же широко используется протирание влажной тряпочкой. Обычно двух трёх движений хватает. Но надо протирать ни как крошки со стола смахивают а с небольшим усилием, что бы пайка заблестела. Удаление канифольных флюсов лучше проводить "Растворителем канифоли ", но можно использовать большинство растворителей продающихся в хозтоварах или спирт.

Пайка алюминия.

Существует множество "способов" как спаять алюминий. К примеру натереть под каким ни будь канифольным флюсом жалом паяльника и может быть припой в каком то месте пристанет к алюминию. Всё это больше похоже на добывания огня с помощью трута. Сегодня все пользуются зажигалками. И для пайки алюминия есть современный флюс Ф-64, который легко паяет алюминий просто как канифольный флюс паяет печатную плату. Но не увлекайтесь - паяя много включите вентиляцию. На абсолютно другой химии сделан флюс Ф-34. Он гораздо менее активный, но и во много раз более безопасен. Оба относятся к флюсам остатки которых требуют удаления.

Таблица сравнения флюсов.

Пайка на сегодняшний день широко используется в разных промышленных сферах, ее применяют, чтобы получить неразъемное соединение между твердыми материалами. Однако, чтобы работа была выполнена качественно, нужно иметь необходимый набор инструментов и оборудования, а также расходные материалы.

В числе таких материалов – флюс. И сегодня мы расскажем о том, что это такое и что этот предмет представляет собой.

Что такое флюс и его ключевые особенности

Итак, флюс – это такой сплав металлов, имеющий легкоплавкую структуру, который применяют для спаивания двух разных материалов. Этот сплав можно сделать и своими руками, если вы знаете особенности соединения двух разных материалов при термической их обработке.

Соединение двух материалов при помощи флюса выходит при условии, если на уровне шва будет выдержана та или иная температура. В зависимости от того, какой материал берется, температура варьируется в пределах от 50 до 500 градусов . Температура плавки припоя обязано быть намного выше температуры плавки материала, который вы обрабатываете.

Такая вещь, как флюс для пайки имеет несколько разновидностей, его нужно выбирать в зависимости от таких факторов:

• металл;
• температура пайки.
• температура самого флюса;
• параметров поверхности работы;
• прочности материала;
• его устойчивости к коррозии.

Есть две группы флюсов:

• твердые, которые имеют высокий температурный порог;
• мягкие, такие флюс имеют небольшую температуру плавки.

Тугоплавкий припой имеет температуру плавки 500 и более градусов , он создает достаточно прочный тип соединения. Но его недостаток состоит в том, что иногда высокая температура может вызвать перегрев ключевой детали конструкции и выведение ее из строя.

А температура плавки легкоплавких припоев составляет от 50 до 400 градусов . В этот вид флюсов входят такие компоненты:

• свинец;
• олово;
• другие примеси.

Такие флюсы в основном применяются для пайки предметов радиотехники при их установке.

Также есть и сверхлегкоплавкие припои, которые используют для пайки и соединения транзисторов. Температура плавки этих флюсов может достигать 150 градусов максимум .

Чтобы запаять тонкие поверхности, следует применять мягкие флюсы, а для пайки проводов с большим диаметром нужно брать твердый припой, имеющий высокий температурный порог.

Требуемые характеристики флюса такие:

• способность нормально проводить тепло и ток;
• прочность конструкции;
• способность к растяжке;
• устойчивость к коррозии;
• различия температурных показателей при плавке припоя и основных материалов.

В виде припоя используются такие материалы, как:

• прутья;
• ленты;
• проволочные катушки;
• трубочки с колофонием;
• прочие флюс.

Наиболее распространенная форма – это прут из олова, диаметр сечения которого составляет 1-5 метров.

Есть также и многоканальные виды флюсов, которые имеют несколько источников поступления припоя для создания более прочных соединений. Они могут продаваться в мотках или колбах , иметь спиралевидную форму и содержаться в бобинах . Для одноразового применения лучше всего брать небольшой кусок проволоки размером со спичку.

Для пайки электросхем необходимо применять трубочные флюсы, которые содержат колофоний. Это такая смола, которая играет роль припоя. Этот присадочный материал отлично способен соединять такие виды металлов, как:

• медь;
• серебро;
• латунь.

Особенности легкоплавких флюсов для пайки

Флюсы для пайки мягкого типа способны плавиться при температуре до 400 градусов. С их помощью шов становится прочным, мягким и эластичным.

Легкоплавкие флюсы подразделяются на такие категории:

Оптимальным вариантом припоя является олово, но в чистом виде оно практически не используется, поскольку этот материал слишком дорог сам по себе. Чаще всего применяют припои из олова со свинцом, которые дают прочные соединения.

Маркировка такого флюса содержит в себе процент содержащегося в нем олова. Также такие припои содержат сурьму в незначительном количестве и могут использоваться для неответственных видов соединений, которые не подвержены нагрузке или вибрации.

Флюс без свинца с низким содержанием олова используют для пайки контактов на небольших электрических схемах при температуре до 300 градусов.

При температуре от 60 до 145 градусов сверхлегкоплавкие флюсы способны переходить в жидкое состояние и применяться для ручной пайки деликатных деталей. Соединение при этом не слишком прочное.

А специальные припои нужны тогда, когда нужно получить совместимость характеристик с основным типом материала. Для этого берутся составы, которые не поддаются пайке, в том числе:

• алюминий;
• никель;
• низкоуглеродистая сталь;
• чугун.

Так, для пайки алюминиевых деталей нужно сделать припой, который почти целиком состоит из олова, а для лучше диффузии в него нужно добавить в незначительном количестве цинк, буру и кадмий.

Описание тугоплавких флюсов для пайки

Припой твердого типа используется с целью соединения швов, которые подвергаются разным нагрузкам, ударам, вибрациям и температурным перепадам. Эти флюсы способны плавиться при температуре от 400 градусов .

Припои твердого типа разделяются на такие категории:

• медно-цинковые сплавы;
• фосфорно-медные сплавы;
• флюс из серебра;
• чистая медь.

Стоит отметить, что сплавы из меди с цинком применяются не слишком часто, поскольку прочность шва не слишком высока, а стоимость их при этом неоправданно высокая.

Такой припой можно заменить на латунь, или же бронзово-цинковый сплав.

Сплав на основе меди с фосфором можно использовать при пайке деталей из меди, бронзы и латуни, которые не сильно подвергаются нагрузкам, также его применяют вместо более дорогостоящего серебряного припоя.

Твердые флюсы нельзя применять при пайке чугуна и низкоуглеродистой стали, поскольку при нагревании железа с медью или фосфором образовываются хрупкие элементы, которые затем разрушают шов.

Оптимальным вариантом припоя для железа является серебро, но очень дорогое. Однако с его помощью материалы соединяются достаточно прочно. Серебряный припой используется для пайки проводов, сложных плат на основе серебра.

Классификация альтернативных видов припоя

Также есть и другие альтернативные виды припоя:

• флюс с повышенными антикоррозийными характеристиками на основе кислот, фосфора и растворителя. После пайки нет необходимости применять дополнительные средства для очистки;
• флюсы жидкого типа на основе вазелина, золота, салициловой кислоты и этилового спирта. Они применяются для пайки электрических проводов или радиаторов, а швы при этом выходят аккуратными и чистыми;
• канифоль, соединенная с воздухом . Этот флюс нейтрален и используется для электроприборов высокой точности, таких как реле, выключатели, схемы мобильников. Канифоль нужно использовать на предварительно залуженных и очищенных металлах, а чтобы качественно очистить алмазные контакты, можно взять лазер ;
• бур, смешанный с канифолью . Эта смесь используется для пайки водопроводных труб из меди, она высокоактивна и не нуждается в зачистке материалов. Бура способна плавиться при температуре около 70 градусов и при этом не выделяет вредных веществ;
• самодельный активированный флюс , применяемый для пайки соединений, которые часто подвержены ударам и другим нагрузкам. Чтобы его приготовить, нужно смешать анилин канифоль, ангидрид, диатиламин и салициловую кислоту;
• флюс на основе канифоли со спиртом . Относится к активным, но при этом во время высоких температурных показателей удаляется не только оксид, но и сам металл. Кроме того, после пайки нужно тщательно почистить плату.

Нельзя оставлять остатки флюса, они не только имеют непривлекательный вид, но и вредны. В электрических схемах они могут вызвать короткое замыкание, если не очистить поверхность вовремя.

Чтобы осуществить пайку трубочками с колофонием, нужно сделать следующее:

• очистить соединяемые поверхности от окисления и грязи тщательно;
• деталь в месте шва нужно нагревать до значения, которое превышает температуру плавки флюса;
• производим пайку.

Такой метод не стоит практиковать для больших поверхностей с хорошей теплопроводностью, поскольку чтобы нагреть металл в достаточной мере, мощности паяльника будет мало.

Как собрать флюс для пайки своими руками

С целью пайки радиотехнических проводов можно применять припои в виде тонких прутьев, имеющих диаметр 2 мм, которые легко делаются своими руками.

Чтобы их сделать, потребуется сосуд, на дне которого делается отверстие, а затем в него нужно будет вылить оловянно-свинцовый припой в расплавленном виде. Сосуд при этом должен располагаться над жестяным листом или же над металлической плитой. После того как прутья застынут, их можно будет разрезать на куски требуемой длины.

Такую смесь можно еще разлить в формы:

• жестяные желобы;
• дюралюминиевые ёмкости;
• гипсовые.

Это все осуществляется следующим способом:

• отвесьте на весах нужное количество свинца и олова;
• расплавьте металл в металлическом тигле над газовой горелкой, перемешивая его при этом с помощью стального стержня;
• снимите тонкую пленку с расплавленной поверхности при помощи стальной пластинки;
• разлейте сплав по формам.

Независимо от того, какой вид флюса вы используете, протрите готовую пайку тряпочкой, предварительно смоченной в ацетоне или же ректификате. Шов очищается жесткой щеткой, которую нужно перед этим окунуть в растворитель.

На рынке можно приобрести жидкие и гелеобразные безотмывочные флюсы , которые обладают такими преимуществами:

• отсутствие компонентов, провоцирующих окисление и коррозию;
• флюс такого типа не проводит ток;
• не нужна очистка после пайки.

Жидкий флюс такого вида нужно наносить при помощи ватной палочки или кисточки. Также можно сделать приспособления для его нанесения самостоятельно на основе обычного шприца и силиконового шланга, который и будет наполняться жидким флюсом.

Пайка – один из лучших методов соединения металлов. Она обеспечивает высокий уровень прочности, герметичности, сам процесс прост и не занимает много времени по сравнению со сваркой.

Однако пайка вреда тем, что во время нее выделяются вредные газы, поэтому нужно не забывать о защитных перчатках, очках и фартука на основе плотной ткани.

Кроме того, риск отравления можно значительно снизить за счет применения смесей от хороших производителей.

ФЛЮСЫ Нейтральные флюсы : Канифоль и флюсы , приготовляемые на ее основе. Канифоль при пайке играет двойную роль: очищает поверхность от окислов и защищает ее от окисления. При температуре 150 С канифоль растворяет окислы свинца, олова и меди, очищая их поверхности при пайке . Очень ценным свойством канифоли является то, что она в процессе пайки не разъедает поверхность. Канифоль применяют при пайке меди, латуни и бронзы.

Флюс спиртоканифольный - (СКФ, он же КЭ, ФКЭ, ФКСп) - простой и эффективный для пайки печатных плат и радиокомпонентов. Состав: спирт 60-70%, канифоль 30-40%, нейтрален, не требует смывки.

ФТС - радиомонтажный флюс , для пайки деталей радиоаппаратуры и печатных плат, водосмываемый. Остатки флюса легко удаляются водой или спиртовым раствором.

ЛТИ 120 - флюс радиомонтажный, нейтральный. Состав: этиловый спирт (66 - 73%), канифоль (20 - 25%), активаторы - солянокислый анилин (3 - 7%), триэтаноламин (1 - 2%). Остатки флюса смывать не обязательно, при желании легко смываются спиртом, ацетоном и т.п.

ТАГС - радиомонтажный, глицериновый. Для пайки элементов радиомонтажа; а также для пайки углеродистой стали, никеля, меди и других цветных металлов легкоплавкими припоями (150-320 С). Водосмываемый. При пайке печатных плат имеет остаточное сопротивление. Требует обязательной смывки водой или спиртом!

Активные флюсы:

Паяльная кислота - для пайки углеродистых сталей, меди, никеля и их сплавов. Представляет собой водный раствор хлорида цинка (15-40%). В практике радиомонтажника не применяется, так как вызывает коррозию спая и разрушение изоляции проводов.

ЗИЛ-1 - активный флюс для пайки стали, железа, чугуна припоями с большим содержанием свинца. Температурный интервал пайки 180-400 С. Содержит хлорид цинка, хлорид олова, хлорид меди и соляную кислоту. Для пайки радиокомпонентов не применяется!

ФИМ - бесканифольный активный флюс , лучше всего подходит для пайки нержавеющих сталей, в остальном аналогичен паяльной кислоте . Состав: ортофосфорная кислота (плотность 1.7, 16%), спирт этиловый (3.7%), остальное вода. Температурный интервал пайки 290-350°C, после пайки обязательно смыть водой. В практике радиолюбителя применим также при пайке нихрома.

ВТС - активный флюс для пайки меди, серебра, золота и их сплавов. Изготовлен на основе органических кислот, благодаря чему действует в основном на окислы и загрязнения а не на сам металл. Состав: 63% технического вазелина, 6,3% триэтаноламина, 6,3% салициловой кислоты и этилового спирта. Остатки флюса удаляют протиркой детали спиртом или ацетоном.

Ф38М - высокоактивный флюс . В отличии от большинства флюсует нихром, констант, манганин, большинство нержавеющих сталей и медных сплавов (бронзы, латуни). Остатки флюса легко смываются водой. Состав: ортофосфорная кислота, глицерин, этиленгликоль, диэтиламин солянокислый.

Классификация флюсов импортного производства

Классификация флюсов импортного производства (rosin - англ. канифоль)

R (rosin) представляет собой чистую канифоль в твердом виде или растворенную в спирте, этилацетате, метилэтилкетоне и подобных растворителях. Это наименее активная группа флюсов , поэтому ее используют для пайки по свежим поверхностям или по поверхностям, которые были защищены от окисления в процессе хранения. В соответствии с рекомендациями отечественного отраслевого стандарта ОСТ4ГО.033.200, эта группа флюсов не требует удаления их остатков после пайки.

RMA (rosin mild activated - слегка активированная канифоль) - группа смолосодержащих флюсов с различными комбинациями активаторов: органическими кислотами или их соединениями. Эти флюсы обладают более высокой активностью по сравнению с типом R. Предполагается, что в процессе пайки активаторы испаряются без остатка. Но очевидно, что процесс пайки должен быть гарантированно завершен полным испарением активаторов. Такие гарантии может обеспечить только машинная пайка с автоматизацией температурно-временных процессов (температурного профиля пайки).

RA (rosin activated - активированная канифоль). Эта группа флюсов предназначена для промышленного производства электронных изделий массового спроса. Несмотря на тот факт, что данный вид флюса отличается более высокой активностью по сравнению с упомянутыми выше, он преподносится рекламой как не требующий отмывки. Поскольку его остатки якобы не проявляют видимой коррозионной активности.

SRA (super activated rosin - сверхактивированная канифоль ). Эти флюсы были созданы для нестандартных применений в электронике. Они могут использоваться для пайки никелесодержащих сплавов, нержавеющих сталей и материалов типа сплава ковар. Флюсы типа SRA очень агрессивны и требуют тщательной отмывки при любых обстоятельствах, поэтому их использование в электронике строго регламентировано.

No clean (не требует смывки). Эта группа специально создана для процессов, где нет возможности использовать последующую отмывку плат или она затруднена по каким-то причинам. Основное отличие этой группы состоит в крайне малом количестве флюса на плате по окончании процесса пайки/ Пайка алюминия. Алюминий в обычных условиях покрыт плотной оксидной пленкой, препятствующей пайке. Если удалить эту пленку и защитить поверность алюминия от окисления, то пайка происходит без затруднений. Лучше всего паять чистым оловом или припоем, содержащим не менее 60% олова, удобно использовать обычный ПОС-61. Следует принять во внимание высокую теплопроводность алюминия и брать паяльник достаточной мощности. Для пайки тонкого алюминия достаточна мощность паяльника 50 вт, для алюминия толщиной 1 мм и более желателен паяльник мощностью 90 вт. Пайка без флюса На алюминий в месте пайки наносится жидкое минеральное масло и поверхность алюминия под слоем масла зачищают скребком или лезвием ножа для удаления пленки окиси. Припой наносится хорошо нагретым паяльником. Еще лучше применять оружейное масло; хорошее и удовлетворительное качество пайки получается при использовании минерального масла для швейных машин и точных механизмов, вазелинового масла. При пайке алюминия толщиной 2 мм место пайки перед нанесением масла желательно предварительно прогреть паяльником. Проще всего использовать специальные флюсы.

Ф61А - флюс для пайки алюминия . Высокоактивный флюс на основе фторборатов, предназначен для лужения и пайки деталей и поверхностей из алюминия и его сплавов. Пайка производится припоями оловянно-свинцовой группы с содержанием олова более 60% (а лучше всего паять чистым оловом) при температуре 250-350 градусов.

Ф-34 Флюс для пайки алюминия и других лёгких сплавов. Остатки удаляются водой. Флюс средней активности и невысокой кислотности остатков.

Ф-64 Флюс для пайки алюминия , других лёгких сплавов бериллиевой бронзы и др. Остатки тщательно удаляются водой. Флюс повышенной активности. Алюминий даже не приходится зачищать от плотной окисной плёнки. Известен также вариант пайки с использованием флюса , состоящего из 2-3г иодида лития и 15-20 г стеариновой кислоты.