Flux в припое что это
Гелевые флюсы
Прогресс не стоит на месте и лет уже эдак с десяток на рынок вышли гелевые флюсы. В чем же их фишка и для чего вообще они нужны?
Что такое гелевый флюс
Гелевые флюсы — это та же самая канифоль, но в гелевом состоянии. Технологию производства гелевых флюсов я не знаю, но знаю точно, что эти флюсы используются для деликатной пайки радиодеталей, а также для ремонта мобильных телефонов, ноутбуков и другой мелкой электроники. Их большой плюс в том, что они легко смываются (можно даже и не смывать) Flux-Off-ом, ацетоном или бензином «Калошей». Подробнее про чистящую химию можно прочитать в статье Химия для электронщика.
Итак, теперь обо всем по порядку.
Флюс Flux-Plus
Flux-Plus считается самым лучшим гелевым флюсом.
Паять с ним одно удовольствие, если, конечно, это не подделка. Очень любят его ремонтники мобильных телефонов, ноутбуков и прочей мелкой электроники, так как он не оставляет нагар, прекрасно взаимодействует с припоем, а также имеем приятный хоть и не полезный для здоровья запах. Единственный минус — это его цена. На момент написания статьи его стоимость колеблется от 1000 рублей. Поэтому, для новичка такой флюс очень сильно ударит по карману.
Флюс RMA-223
RMA-223 — дешевый китайский аналог знаменитого флюса Flux-Plus. RMA (Rosin Mild Activated) — «слегка активированная канифоль». Группа смолосодержащих флюсов с различными комбинациями активаторов: органическими кислотами и их соединениями.
Также есть RMA-223 и американского происхождения. Цена американского — чуть ниже чем Flux-Plus, но тоже не из дешевых, где-то порядка 500 рублей.
Китайский флюс RMA-223 стоит в разы дешевле, чем Flux-Plus, но выполняет те же самые функции, ничуть не уступая знаменитому Flux-Plus. Самый дешевый я нашел за 35 (!) рублей за штуку, если брать оптом на Алиэкспрессе. В принципе, качеством доволен. Чтобы не прогадать с выбором флюса, есть одно правило, чем он желтее — тем качественнее.
Чтобы было удобнее дозировать, я его залил в шприц.
Так как флюс RMA223 вязкий, то здесь не подойдет простая тонкая игла. Поэтому, надо будет отдельно приобрести иглы. Диаметр выбирайте чуть больше, чем стандартная игла. Длину иглы — по вашим предпочтениям.
Гелевые флюсы и здоровье
Гелевые флюсы, особенно китайский RMA-223, очень токсичен и сильно дымит. Плохо подходит для пайки BGA микросхем. Для пайки различной мелочевки хорош, НО задумайтесь… Сколько стоит ваше здоровье? Точнее как дорого Вам обойдется его лечение после 5-10 лет такой работы. Мало того что он очень сильно дымит, оттереть его после пайки без остатков, задача не из легких!
Что можно сделать в этом случае? Сделать хорошую вытяжку и чаще проветривать рабочее место. Старайтесь не вдыхать пары гелевых флюсов. По сравнению с сосновой канифолью, наша сосновая канифоль почти безвредна 😉
Что нам даст высококачественный флюс?
1. Уверенность в качестве пайки.
2. Не превратит нас в астматиков. Снизит шанс загнутся от рака легких и пр.
3. Значительно сэкономит время и нервы в нашей нелегкой работе.
Скупой в итоге платит на порядок больше…
Вывод
Мне хватает одного шприца флюса RMA где-то на год при умеренном пользовании. При пайке такой флюс очень хорошо растекается и смачивает припой. Пайка получается, как заводская ;-), разницу не отличишь. Как я уже сказал, он незаменим при пайке и даже реболлинге BGA микросхем в телефонах, в ноутбуках и другой мелочевке, но его и также с большим успехом можно применять и при пайке своих электронных безделушек. Попробуйте и вы удивитесь чистоте и аккуратности пайки 😉
Брал я флюс RMA-223 на Али по этой ссылке.
Припои для пайки. Виды и свойства. Состав и флюсы. Плавление
Общее разделение
Припои разделяются на две группы. Это мягкие и твердые.
Мягкие имеют температуру плавления до 300 °C. Такими припоями паяют радиодетали, и к ним можно отнести оловянно свинцовые и бессвинцовые материалы. Основной рабочий инструмент с такими материалами это паяльники до 50 Вт и паяльные фены.
Твердые плавятся свыше 300 °C. Это прочные материалы с высоким пределом прочности по сравнению с мягкими.
К ним относятся медно-цинковые и серебряные. С такими припоями можно работать только с мощными паяльниками, паяльными лампами или горелками.
В данной статье будут подробно описаны мягкие припои, которые используются для радиодеталей и ремонта техники.
Видео
В продаже распространён припой с канифолью в виде полой проволоки, свитой кольцами. Аналогичного состава флюс производится из хвойных деревьев, такая субстанция приходит в мягкое состояние при нагревании до 50 °С, а при 250 °C — начинает кипеть с частичным испарением. Канифоль нужно обязательно удалять после окончания работ, иначе произойдёт окисление, а субстанция, впитывая влагу из воздуха, начнёт препятствовать исправной работе приборов.
Популярные составы
Существуют три основных категории:
[stextbox жидкие флюсы надо в герметически закрывающихся ёмкостях, для исключения испарения.[/stextbox]
Пастообразные
Большое распространение получила паста Тиноль, которая применяется для пайки разных изделий в труднодоступных местах. Наносится лопаткой, с последующим активным нагреванием паяльником или другим, более мощным электрическим инструментом. Часто используется неопытными исполнителями, у которых нет навыков в работе с оловом и канифолью.
Классификация
Все критерии классификации припоев представляют собой довольно обширную сферу, которая под силу, пожалуй, лишь узкопрофильным специалистам. Поэтому для упрощения подборки конкретные марки ее изготавливают для конкретных целей – паять алюминий, ювелирные изделия, медную проволоку, радиокомпоненты и т.д. Главное, на что вам следует обратить внимание – это температурный параметр. Так как, к примеру, пайку микросхемы нельзя выполнять той же маркой ПОС, что и соединение жил кабеля, так как чувствительный компонент может сгореть и выйти со строя.
Припои для пайки классифицируются по следующим критериям:
При выборе оловянно-свинцового припоя наиболее важным критерием является последний, поэтому на нем мы и остановимся более детально.
Легкоплавкие (мягкие).
Тугоплавкие (твердые).
Твердые припои обладают значительно большей механической прочностью, но их температура плавления составляет более 400°С, что является неприемлемым для большинства радиодеталей, так как они могут пострадать даже от касания разогретым жалом паяльника. Двумя наиболее крупными группами в этой категории являются медные и серебряные составы. Медные сплавы, как правило, соединяются с цинком, но они слишком хрупкие, поэтому подходят для твердых сплавов, испытывающих только статическую нагрузку. Серебряные припои являются универсальными и могут использоваться для пайки любых точек соединения, однако стоимость этих марок также довольно высокая.
Паяльные пасты.
Паяльные пасты также представляют собой компонент для пайки радиодеталей, но применяются они для мелких элементов из легкоплавкого металла. Состав пасты содержит измельченные кусочки припоя в растворе жидкого флюса. Их используют в тех платах или устройствах, где воздействие высокой температуры может нанести вред оборудованию. Пасты, как правило, паяются феном без электрического паяльника, или могут просто наноситься в качестве проводящего клеевого состава.
Нанесение смеси для пайки в точку крепления выводов наносится порционно и может выполняться при помощи специального трафарета, шприца или каплеструйным картриджем.
Рис 3. Нанесение паяльной пасты принтером, шприцом, трафаретом
Однако применение пасты для пайки обуславливает целый ряд требований, которые должны соблюдаться:
Крайне негативно на функциональных характеристиках такого припоя сказывается помещение в среду с высокой или низкой температурой, а также воздействие влаги.
Бессвинцовые припои.
Изначально, причиной создания припоя без содержания свинца была потребность исключить вредное влияние на окружающую среду и человеческий организм. Такие припои массово используются для пайки алюминия или стали в пищевой промышленности, для труб подачи питьевой воды, лабораторного оборудования и инструментов.
Всего выделяют три наиболее распространенные группы бессвинцовых припоев:
Основные свойства
Смачиваемость пайки
Такой термин означает сцепление молекул жидкого расплава с твёрдой поверхностью, от степени которой зависит текучесть пайки. Для хорошей пайки жидкий припой качественно смачивает поверхность, где происходит пайка, а граница его образует острый угол.
Высохший флюс удаляется только при помощи механической зачистки, потому что появился дополнительный сплав. Если капля расплавленного вещества образует тупой угол с поверхностью, то это указывает на неудовлетворительное качество смачивания, которому противодействуют загрязнения, жировые пятна или оксидная плёнка металла.
Варианты смачиваемости поверхности пайки расплавленным флюсом.
Температура плавления
Основной критерий выбора качественных сплавов заключается в том, что они должны приходить в жидкое состояние раньше, чем соединяемые структуры, при этом температура плавления припоя существенно отличается от аналогичного показателя другого вида, например, имеющего в составе примеси свинца.
Наличие разных примесей влияет на способность плавиться при одинаковой температуре, например, ПОС-40 расплавляется при достижении 238 С, но встречаются тугоплавкие припои и для их плавления применяются специальные приспособления.
Мягкие припои
Для пайки печатных плат, проводов и других работ нужна невысокая температура. Многие радиодетали просто не переносят высоких температур, от перегрева выходят из строя. Не переносит нагрева и изоляция проводов. Поэтому припой для пайки этой категории выбирают из мягких и легкоплавких. Причем, желательно чтобы плавился припой при 200°C или чуть ниже.
Внешне отличить припои для пайка с большим содержанием свинца можно по серому цвету
ПОС: виды. типы, применение
Наиболее распространенный мягкий припой для пайки — ПОС (Припой Оловянно-Свинцовый). Состоит он из олова и свинца в разных пропорциях. Процентный состав отображается в названии — после ПОС идет цифра, в которой указывается процент олова. Например, в ПОС 40 содержится 40% олова. В ПОС 61 — 61%, в ПОС 90 — 90% и т.д.
Килограммовая бухта ПОС 40 — для солидных объемов работ. Выпускается по ГОСТу 21931-76
Для улучшения/изменения характеристик в состав могут вводиться в небольшом количестве добавки. Тип добавки и ее процентное содержание прописывается в конце маркировки припоя. Например, дописка к ПОС 61 Sn61Pb37Ag2 обозначает, что припой состоит из следующих компонентов:
Этот припой для пайки хорошо растекается и дает почти зеркальный блеск. Но серебро — недешевая добавка, что и отразится на цене.
ПОС и ПОССу: технические характеристики
Есть одна популярная разновидность ПОС — ПОССу. А обозначает оно «припой оловянно-свинцовый с добавкой сурьмы» (две последние буквы «Су» и обозначают наличие этой добавки в составе). Сурьма повышает прочность пайки, так что такие составы применяют там, где требуется повышенная прочность соединений.
| Марка припоя | Олово Sn в % | Сурьма Sb в % | Медь Cu в % | Серебро Ag в % | Температура плавления солидус/ликвидус | Временное сопротивление разрыву, кгс/мм2 | Применение |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| ПОС-90 | 89-91 | 0,05 | 0,05 | 0,02 | 183/220 | 4,9 | Пищевая посуда и медицинская аппаратура |
| ПОС-61 | 59-61 | 0,05 | 0,05 | 0,03 | 183/190 | 4,3 | Электро-радио приборы |
| ПОС-40 | 39-41 | 0,05 | 0,05 | 0,03 | 183/238 | 3,8 | Электро-радио приборы, оцинкованная сталь |
| ПОС-10 | 9-10 | 0,05 | 0,05 | 0,03 | 268/299 | 3,2 | Лужение контактных дорожек, пайка приборов, реле |
| ПОССу-61-0,5 | 59-61 | 0,05-0,5 | 0,08 | 0,03 | 183/189 | 4,5 | Аппаратура и детали с жесткими требованиями по температуре |
| ПОССу-40-0,5 | 39-41 | 0,05-0,5 | 0,08 | 0,03 | 183/235 | 4,0 | Жесть, обмотки, кабели, монтаж электроэлементов, радиодеталей, медных трубок |
Пару слов насчет характеристик, отраженных в таблице. Температура плавления дана двумя цифрами — солидус и ликвидус. Первая — это начало плавления. При нагреве до этой степени переходят в жидкое состояние самые легкоплавкие компоненты состава. Ликвидус — это температура полного плавления. Именно она нужна при пайке — жало должно быть чуть «горячее». Например, чтобы паять ПОС 61, паяльник надо разогреть до 190°C или около того. Точный нагрев паяльника подбирается экспериментальным путем, так как флюсы, детали, потери тепла отличаются. Но общий принцип одинаков: чуть выше чем точка плавления.
Как отличить, каким припоем выполнена пайка? По степени блеска контактной площадки. Чем больше олова в составе, тем более блестящей получается поверхность. Свинец придает тусклый серый цвет. И это видно невооруженным глазом.
| Марка припоя | Температура плавления солидус/ликвидус | Плотность, г/см3 | Удельное электросопротивление Ом*мм2/м | Временное сопротивление разрыву кгс/мм2 | Относительное удлинение % | Ударная вязкость кгс/см2 | Твердость по Бринеллю, НВ |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| ПОС 90 | 183/220 | 7,6 | 0,120 | 4,9 | 40 | 4,2 | 15,4 |
| ПОС 61 | 183/190 | 8,5 | 0,139 | 4,3 | 46 | 3,9 | 14,0 |
| ПОС 40 | 183/238 | 9,3 | 0,159 | 3,8 | 52 | 4,0 | 12,5 |
| ПОС 10 | 268/299 | 10,8 | 0,200 | 3,2 | 44 | 3,2 | 12,5 |
| ПОС 61М | 183/192 | 8,5 | 0,143 | 4,5 | 40 | 1,1 | 14,9 |
| ПОСК 50-18 | 142/145 | 8,8 | 0,133 | 4,0 | 40 | 4,9 | 14,0 |
| ПОССу 61-0,5 | 183/189 | 8,5 | 0,140 | 4,5 | 35 | 3,7 | 13,5 |
| ПОССу 50-0,5 | 183/216 | 8,9 | 0,149 | 3,8 | 62 | 4,4 | 13,2 |
| ПОССу 40-0,5 | 183/235 | 9,3 | 0,169 | 4,0 | 50 | 4,0 | 13,0 |
| ПОССу 35-0,5 | 183/245 | 9,5 | 0,172 | 3,8 | 47 | 3,9 | 13,3 |
| ПОССу 30-0,5 | 183/255 | 8,7 | 0,179 | 3,6 | 45 | 3,9 | 13,2 |
| ПОССу 25-0,5 | 183/266 | 10,0 | 0,182 | 3,6 | 45 | 3,9 | 13,6 |
| ПОССу 18-0,5 | 183/277 | 10,2 | 0,198 | 3,6 | 50 | 3,6 | — |
| ПОСу 95-5 | 234/240 | 7,3 | 0,145 | 4,0 | 46 | 5,5 | 18,0 |
| ПОССу 40-2 | 185/229 | 9,2 | 0,172 | 4,3 | 48 | 2,8 | 14,2 |
| ПОССу 35-2 | 185/243 | 9,4 | 0,179 | 4,0 | 40 | 2,6 | — |
| ПОССу 30-2 | 185/250 | 9,6 | 0,182 | 4,0 | 40 | 2,5 | — |
| ПОССу 25-2 | 185/260 | 9,8 | 0,185 | 3,8 | 35 | 2,4 | — |
| ПОССу 18-2 | 186/270 | 10,1 | 0,206 | 3,6 | 35 | 1,9 | 11,7 |
| ПОССу 15-2 | 184/275 | 10,3 | 0,208 | 3,6 | 35 | 1,9 | 12,0 |
| ПОССу 10-2 | 268/285 | 10,7 | 0,208 | 3,5 | 30 | 1,9 | 10,8 |
| ПОССу 8-3 | 240/290 | 10,5 | 0,207 | 4,0 | 43 | 1,,7 | 12,8 |
| ПОССу 5-1 | 275/308 | 10,2 | 0,200 | 3,3 | 40 | 2,8 | 10,7 |
| ПОССу 4-6 | 244/270 | 10,7 | 0,208 | 6,5 | 15 | 0,8 | 17,3 |
В этой таблице собраны припои на основе олова, которые можно встретить в магазинах. Как видим, самый легкоплавкий — ПОСК 50-18 — плавится при 145°C. Самый прочный и жесткий — ПОССу 4-6, самый «тягучий» — ПОССу 50-0,5, чуть менее растяжимый ПОС 40.
Легкоплавкие припои
Некоторые компоненты нагревать до температуры выше 100°C противопоказано. Другие едва переносят нагрев до 80°C, есть и еще более «нежные». Для таких применяют особо легкоплавкие виды припоев. Это сплав Розе (плавится при 94°C), Вуда (60,5°C), Д’арсенваля (79°) и некоторые другие.
| Название или марка припоя | Висмут Bi, в % | Свинец Pb в % | Олово Sn в % | Кадмий Cd в % | Температура плавления |
|---|---|---|---|---|---|
| Припой Вуда | 50 | 25 | 12,5 | 12,5 | 60,5 |
| Припой Розе | 50 | 25 | 25 | — | 94 |
| Припой д’Арсенваля | 45,3 | 45,1 | 9,6 | — | 79 |
| Припой Липовицы | 50 | 26,67 | 13,33 | 10 | — |
| ПОСВ 33 | 33,3 | 33,4 | — | — | 130 |
| ПОСК 50-18 | 32 | 49,8 | 18,2 | 145 |
Самая высокая температура плавления из этой группы у ПОСК 50-18. Он содержит много кадмия (буква К в маркировке именно об этом и говорит), что делает его токсичным. Его можно использовать только при хорошей вытяжке. Чуть меньше нагревается ПОСВ-33. Это олово, свинец и висмут в равных долях. Температура плавления — 130°C. Оба этих состава применяют для лужения дорожек печатных плат, пайки чувствительных к перегреву компонентов.
Для монтажа/демонтажа SMD-компонентов применяют припой Вуда и Розе. Они плавятся при температуре ниже 95°C. Применяют их и для лужения дорожек, но стоимость этих составов высока.
Как использовать?
Флюс и припой — это два разных по назначению материала. Припои нужны для заполнения стыка между двумя деталями. А флюсы нужны для улучшения качества швов и защиты от их окисления. Поэтому и технология применения будет разной.
Чтобы использовать припой, его нужно предварительно нагреть. Если вы занимаетесь пайкой мелких деталей, то приложите припой к месту пайки и прикоснитесь к проволоке с помощью паяльника. Припой расплавится и заполнит стык. При сварке вместо паяльника используйте газовую горелку.
Что касается припоев с флюсом внутри, то здесь все просто. Нагревайте флюс с припоем так же, как и при использовании обычного металлического припоя. С помощью паяльника или горелки. Припой будет плавиться, выделяя пары флюса.
Чтобы использовать флюсы, нужно знать, какой они консистенции. Жидкие флюсы наносят на место пайки с помощью кисточки, пастообразные тоже (или пальцами), сухие флюсы подаются на место сварки с помощью специального аппарата.
Flux в припое что это
Вначале определимся, что такое пайка: «Образование неразъемного соединения с межатомными связями путем нагрева соединяемых материалов ниже температуры их плавления, их смачивания припоем, затекания припоя в зазор и последующей его кристаллизации» (ГОСТ 17325-79).
Паяные соединения не являются механическими: в соответствии с ГОСТ и IPC к ним предъявляются только требования обеспечения электрического контакта между спаиваемыми поверхностями. Механическая прочность нормируется для сварочных соединений. Пайка труб дает сварное соединение, а флюс при этом используется сварочный. Мы же рассмотрим флюсы для пайки.
Основная задача флюса — удаление оксидной пленки с поверхности контактных площадок печатной платы и выводов монтируемых элементов.
Классификация флюсов для пайки
Флюсы для монтажа микроэлементов можно разделить по активности на низко-, средне- и высокоактивные, а по составу — на канифольные, синтетические и органические (таблица 1).
| Активность флюса (% содержание галогенов) | Канифольные Rosin (RO) | Синтетические Resin (RE) | Органические Organic (OR) | Необходимость отмывки |
|---|---|---|---|---|
| Низкая (0%) | ROL0 | REL0 | ORL0 | Нет |
| Низкая ( 2,0%) | Обязательно |
Упрощенно принцип работы галогенсодержащих флюсов выглядит так:
Принцип работы безгалогенных флюсов схож с принципом работы галогенсодержащих флюсов, но существует ряд отличий.
У безгалогенных флюсов (HF) процесс восстановления металла из оксида протекает медленнее относительно галогенсодержащих флюсов и сильно зависит от температуры. В связи с этим в состав HF-флюсов вводится большое количество различных активаторов, которые позволяют сохранить химическую активность в широком диапазоне температур.
Хотя содержание галогенов для обеспечения работы флюса требуется незначительное, в масштабах промышленного производства галогенная технология наносит значительный вред окружающей среде. В соответствии с мировыми стандартами вводятся ограничения на использование галоидных соединений в электронной промышленности. На данный момент в мире галогенсодержащие паяльные материалы используются, в основном, в военной и космической промышленности. Остальные отрасли переходят на безгалогенную технологию.
Рассмотрим более подробно типы флюсов по основе.
Канифольные флюсы для пайки (RO)
Канифоль — твердая природная смола с высокой температурной стабильностью в процессе пайки. Высокая плотность канифольного флюса снижает вероятность образования шариков и сосулек припоя. Остатки канифольного флюса легко отмываются.
Кроме канифоли, в состав флюса RO входят растворители и активаторы, которые разрывают химические связи канифоли и повышают ее химическую активность. После пайки растворители улетучиваются, и канифоль в остатках флюса претерпевает поликонденсацию: вновь образуется сшитый полимер. После поликонденсации остатки натуральной канифоли могут стать хрупкими, их свойства не регулируются.
Синтетические флюсы для пайки (RE)
Флюсы на основе синтетических смол производятся с фиксированным массо-молекулярным распределением, поэтому свойства остатков контролируются производителем. Остатки низкоактивных синтетических флюсов становятся защитным покрытием. Эти остатки с трудом поддаются отмывке, если необходимость в ней все-таки возникнет.
Органические флюсы для пайки (OR)
Флюсы на органической основе состоят из низкомолекулярных органических кислот и растворителей. При пайке растворители сильно активируют кислоты и испаряются вместе с ними почти без остатка. Немногочисленные остатки инертны и легко отмываются. Недостаток: быстрое испарение активных компонентов флюса сужает технологическое окно пайки.
Совместимость флюсов
Нельзя смешивать флюсы с различной основой, потому что они по определению несовместимы. Нельзя смешивать и флюсы на одинаковой основе, потому что растворители и активаторы разных композиций флюса реагируют между собой непредсказуемо, и из двух композиций с известными свойствами получается третья — с неизвестными свойствами.
Производители паяльных материалов указывают совместимость своих продуктов.
Отмывка паяльного флюса
Разберемся, стоит отмывать остатки флюса после пайки или нет.
В спецификации флюса производитель указывает требования к отмывке остатков флюса после пайки.
Возникает вопрос: чем отмывать остатки флюса?
Условно флюсы можно разделить на водоотмывные и флюсы, требующие отмывки растворителями.
Остатки водоотмывных флюсов в идеале отмываются последовательно обычной, дистиллированной и деионизированной водой, причем на каждом этапе применяют струйную отмывку или ультразвук.
Отмывка флюсов с использованием специальных жидкостей делится на два этапа:
В большинстве случаев для отмывки остатков флюсов производители паяльных материалов указывают, какими жидкостями и в каком режиме необходимо производить отмывку для получения высокого качества.