Для чего нужен флюс при пайке – от А до Я

Производство и ремонт электроники, сборка компонентов на печатных платах невозможна без флюсов для пайки. От качества и состава смеси зависит надежность протравки металла, контакт и долговечность соединений. Какие разновидности существуют и зачем нужен флюс при работе с паяльным оборудованием, подробно рассмотрено ниже.

Что это такое — паяльные флюсы

Флюсом называется вещество, применяемое в пайке. В процессе работы с металлами, а так же при их хранении, на поверхности образуется оксидная пленка, возможно появление иных загрязнений. Назначение флюсов — удалять все лишние вещества, которые ухудшат контакт в зоне пайки или качество лужения. Для чего еще нужен флюс — вещество производит своеобразное смачивание поверхности. За счет формирования “поверхностного натяжения” у нагретого металла распределение припоя происходит быстрее.

Выбор паяльного флюса, припоя и оборудования — взаимосвязанная цепочка. Все компоненты должны отвечать запросам производимых работ — лужение, монтаж smd компонентов, пайка медного трубопровода.

Основные функции и свойства

Процессы, ведущие к появлению оксидных пленок, происходят на металлических поверхностях постоянно. Блокировать их развитие может только изоляционный защитный слой — например, лак. В остальных случаях потребуется использовать флюс при пайке.

Главные функции:

• очистка поверхности металла перед пайкой от окислов;
• эффект поверхностного натяжения и способствование равномерному лужению;
• защитный эффект протравленной зоны, замедление окисления металла.

Так как для определенной группы металлов существует свой флюс, выделяются характеристики и свойства, присущие конкретному веществу:

• остаточные фракции — могут потребовать очистки зоны пайки после работы;
• температура пайки;
• консистенция — паста, жидкость, плотная субстанция;
• сопротивление;
• выделение вредных веществ при нагреве;
• рабочий расход и стоимость.

Каждая характеристика влияет на подбор флюса под конкретную работу. Канифоль для пайки в твердом варианте постепенно вытесняется жидкой формой. Некоторые разновидности имеют срок годности и должны быть использованы вовремя — хранить долго их не получится. Флюс-паста удобен для мелкого компонентного ремонта, но имеет высокую стоимость.

Требования к флюсам

Требования к химическому составу флюса формируются на основе рабочей зоны. Для пайки радиодеталей без дальнейшей отмывки в составе смеси исключается присутствие кислоты. Для электронных систем военного и медицинского характера важна стабильная работа зоны контакта при длительной эксплуатации в обычных и тяжелых условиях. Поэтому важно пользоваться флюсом, обеспечивающим максимальную прочность обработанного контакта. Особенно это важно для СМД элементов и греющихся компонентов — радиаторов, чипов.

Классификация по типу

Химический состав вещества и область применения формируют виды флюса:

• активный;
• бескислотный или нейтральный;
• активированный.

Нейтральные имеют дополнительное разделение на антикоррозийные и защитные типы.

Например, высокотемпературная пайка производится флюсами средней активности. Кислотность низкая, так как в припоях для высоких температур присутствует алюминий.

Активные

В своем составе активный флюс имеет кислоту. Поэтому он отлично убирает окислы, паять или лудить данным составом удобно. При работе с активным флюсом важно обеспечивать вентиляцию помещения — при нагреве будут выделяться токсические вещества, требующие удаления.

Работа с кислотой производится максимально аккуратно. Обязательно использование защитных средств, а при попадании на кожу или слизистые оболочки потребуется срочная промывка.

Зона пайки после работки потребует очистки от остатков флюса. Кислота химически активна и способна вступать в реакции в рабочей зоне даже при комнатной температуре.

В дальнейшем это приведет к разрушению контакта — от микротрещин до окисления. Как хороший проводник, кислотный остаток может стать причиной короткого замыкания. Очистка прилегающей к пайке области – обязательно.

Применение активного флюса на основе кислоты оптимально в случае большого количества окислов и спайки разных металлов.

Бескислотные

Разновидность нейтральных флюсов. При нанесении на плату или контакт данного типа вещества реакции с окружающими элементами не будет. Представляют доступную ценовую категорию. Может применяться канифоль для пайки — если температура работы не выше 150 градусов. Нейтральные флюсы подходят для паек мелких компонентов на платах в радиотехнике и электронике.

Антикоррозийные

Цель применения — удаление последствий коррозии на поверхности метала перед пайкой и создание защитной пленки. В основе лежит ортофосфорная кислота. В отличие от кислотных флюсов, смесь не рушит структуру металла. Коррозия удаляется путем протекания химической реакции при нагревании паяльником.

Защитные флюсы

Использование направлено на защиту металлов от окислительных процессов. Химическое взаимодействие флюса и обрабатываемой плоскости отсутствует из-за нейтральной природы входящих в его состав компонентов. В производстве могут задействоваться воск, вазелин, иные масла. Подойдет для пайки медных проводов, плат и микросхем.

Активированные

Основной компонент для производства флюса — солянокислый анилин, может быть использована салициловая кислота. За счет состава не требуют предварительно очистки большого количества окислов — хорошо растворяются на стадии обработки. Предлагается как безотмывочный флюс, но остатки желательно удалить. Применение находит в соединениях с механической нагрузкой.

По состоянию

Особенности состава и взаимодействия компонентов выражаются в форме готового продукта. Это может быть как жидкий флюс, так и паяльная паста. Некоторые смеси можно наносить обычной кистью или выдавливая из тюбика. Часть производителей предусматривают более удобные форматы работы — пистолет для флюса с дозированием объема вещества.

Полезная статья: Давление в газовом баллоне

Жидкие

Одна из наиболее распространенных форм и доступна как в магазинах для радиолюбителей, так и в бытовых отделах. Вещество удобно наносить кисточкой, но необходимо следить за излишками. Есть риск разлива, непредвиденных капель на плату или контакт – их потребуется удалить для исключения появления дефектов.

Пример жидкая канифоль или  ортофосфорная кислота для лужения и пайки. При нагреве происходит быстрое высыхание и выделение вредных веществ. Потребуется использование средств индивидуальной защиты и оперативное выполнение работ.

Твердые

Большим плюсом является ценовая доступность, а также низкая химическая активность по отношению к металлу. Твердые флюсы для пайки неудобно наносить, качество удаления окислов у них чуть ниже. Популярная канифоль для пайки в кристаллическом виде при разогреве выделяет вредные вещества.

Пастообразные

Использовать флюс пасту для пайки наиболее удобно. Одна из популярных марок – rma 218. Его удобно наносить, время высыхания выше чем у других форм. В работе задействуется паяльник и фен — подойдет любое устройство. За счет своей популярности качественные флюсы иногда подделывают, поэтому выбор и приобретение следует совершать в проверенных магазинах.

Поставка — шприц или тюбик, позволяет наносить вещество локально в нужном объеме.

Полезная статья: Олово температура плавления

Как правильно выбрать флюс

Подборка состава и марки флюса происходит на основе анализа задачи. Учитываются материалы, которые будут паяться, условия эксплуатации и наличие статических или динамических нагрузок. Несколько примеров:

1. Флюс вами, вещество в виде порошка. Необходим, если паяется алюминиевый контакт, а также сплав на его основе. Высокая температура работы не влияет на безопасность — флюс для пайки алюминия не подвержен возгоранию, взрывам.
   
2. Свинцовые и без свинцовые платы прекрасно паяются, если использовать флюс Martin. Он безотмывочный, что исключает дополнительные операции с компонентами по завершении паек.
   
3. Гель rma 218 не требует удаления остатков и применяется для замены smd компонентов на платах, замены чипов, для пайки bga. Температура работы выше 70 градусов. rma 218 может быть оперативно убран с платы при помощи flux-off аксессуара. Флюс rma 223 – имеет схожие характеристики с небольшим отличием в составе. Область применения та же.
   
4. В процессе лужения и пайки токоведущих элементов задействуется ФППУ 25. Вещество является универсальным флюсом, наследием советской промышленности. При использовании вспомогательных компонентов пайке может подвергаться сталь.
   
5. Флюс ЛТИ относится к активной группе веществ. Паять можно медь и нержавейку. В состав ЛТИ 120 вошла канифоль (1/4) и спирт (3/4) с активными добавками. Полученная нейтральная смесь исключает дальнейшую реакцию при наличии остатков флюса в зоне пайки. Зачистить излишки можно техническим спиртом и кистью.
   
6. Флюс СКФ — еще один представитель спиртово – канифольной смеси. Припой, используемый в работе с данным вещество — низкотемпературный. Подойдет для радиомонтажных работ и пайки печатных плат.
   
7. Флюс для пайки трубопроводов из меди создается на основе из кислот и серебра. Прочность соединения позволяет подавать давление до 20 атмосфер в систему водо- и газоснабжения. Шов после пайки и сам медный трубопровод потребуется очистить – остатки флюса могут со временем добавить зеленого оттенка на паяных участках.
   
8. d500 – разновидность флюсов, аналог rma. Низкий остаток после работы и безотмывочные характеристики не требуют дополнительных взаимодействий с платой. Целевые объекты — ремонт сотовых телефонов, бытовых электроприборов.

Важно учитывать необходимость последующей отмывки и ее сложность. Поэтому безотмывочный rma 218 и подобные пасты гели – выбор электронщиков, выполняющих мелко компонентные ремонтные работы.

Для ответственных узлов и мелких элементов подойдут нейтральные, слабоактивные флюсы. Вещества на основе кислот, в жидком формате и низком ценовом диапазоне выбираются при лужении и большом объеме паек – например, в сфере промышленного энергоснабжения, на подстанциях, в железнодорожной инфраструктуре.

Как пользоваться флюсом для пайки

Правильное применение зависит от агрегатного состояния флюса:

• для твердого формата жало паяльника касается флюса, после чего берется припой;
• жидкие вещества наносят кисточкой на поверхность металла в зону пайки;
• для пасты предусмотрены шприцы или специальные пистолеты.

Порядок действий следующий:

1. Удаление окислов — если флюс обладает такими свойства, данный шаг пропускается.
2. Нанесение флюса в рабочую зону.
3. Разогрев зоны пайки оборудованием с внесением припоя.

По завершению работы необходимо выдержать соединение до затвердения припоя. Для печатных плат возможно восстановление защитного слоя лака — особенно для устройств, работающих в агрессивных средах. Сюда относится пыль, влажность, повышенная температура.

Удаление остатков

Для упрощения технологического процесса используйте безотмывочные составы — например, rma 218. Если же требуется убрать излишки флюса, потребуется чистая кисть, технический спирт, в отдельных случаях — ацетон. С платами важно быть осторожнее — при очистке аккуратно производить удаление остатка, не травмируя соседние компоненты.

Полезная статья: Какие сварочные деформации называют остаточными

Как приготовить паяльный флюс своими руками

Оптимальные по качеству составы создаются на промышленном производстве. Если не требуется идеально выверенных и точных пропорций можно приготовить флюс для пайки дома своими руками.

Для работы потребуются ряд компонентов, используемых в смеси для пайки нужного типа металла. Подробная инструкция по созданию бюджетного флюса приведена в видео ролике.

Для ремонта электроники лучше приобретать нужный, готовый паяльный флюс. Это уменьшит риск порчи оборудования и повысит качество выполняемой пайки.

Техника безопасности

Применение флюса в процессе пайки потребует использования защитных перчаток, стойких к кислоте. Рабочее место должно проветриваться или оснащаться системой вентиляции для защиты слизистых оболочек от вредных испарений. Возможно использовать респираторы с картриджами, улавливающими мелкодисперсную сухую и влажную взвесь из воздуха. При попадании вещества на открытые участки кожи необходимо промыть места чистой водой.

После окончания работ руки и лицо вымыть с мылом. Это позволит удалить осевшие на коже частички после нагревания флюса. В зоне работы с паяльным оборудование нельзя хранить открытыми продукты питания и воду.

Полезная статья: Какие виды сварки бывают

Хранение — срок годности

Для флюсов в жидкой форме обязательно хранение в герметичной таре. Если хранить вещество в открытой емкости, возможно испарение. Результатом будет снижение качества пайки, возможно отравление от рассеянных в воздухе компонентов флюса.

Паста или гель хранятся в помещениях с нормальными показателями влажности и температуры, без попадания прямых солнечных лучей. Емкости — плотно закрыты. Воздействие излишней влажности и повышенной температуре приведет к изменению химического состава и нарушению исходных пропорций флюса.

Слишком низкая температура будет также вредна для вещества. Срок годности указывается производителем на упаковке. По его истечению использовать химический состав нежелательно.

Применение флюса не вызовет трудностей, если осуществить правильный подбор под конкретную рабочую задачу. При поиске вещества для пайки обязательно оценивается состав и пропорции компонентов. Для этого используются инструкции и пояснения от производителя.