Правила применения флюсов для пайки микросхем

Пайка представляет собой процесс соединения радиоэлементов между собой, и для этого требуется применение различных присадочных материалов, таких как припой и флюс.

Припой представляет собой металл или сплав различных металлов, имеющий температуру плавления меньшую, чем в соединяемых металлах. Он обеспечивает прочное соединение и заполняет зазоры между соединяемыми частями заготовки.

Оглавление:

Требования к флюсам

Для улучшения спаивания деталей и качества получаемого соединения, а также очищения поверхности от оксидной пленки и жировых загрязнений, применяются различные флюсы. Любой применяемый в работе флюс должен выполнять следующие требования:

1. Температура плавления должна быть ниже температуры плавления припоя. Это основное условие качественного соединения деталей.
2. Не должен вступать в реакцию с припоем.
3. Должен обеспечивать хорошее растекание припоя по поверхности и смачивать все обрабатываемые изделия.
4. Должен удалять и разрушать все оксидные и жировые пленки.
5. Остатки должны хорошо смываться с поверхностей.

Флюсы принято делить на активные и нейтральные в зависимости от наличия в их составе кислот. Кислотные активно взаимодействуют с многими растворяемыми оксидными пленками и жирами.

При этом они выделяют токсичные вещества при испарении и могут со временем повредить печатную плату, если их не удалить. Это связано с тем, что активная кислота, входящая в состав данных флюсов, хорошо растворяет различные металлы, например, те, из которых состоят радиодетали и сама плата.

Нейтральные варианты зачастую лишены этих недостатков, но пайка проходит не так качественно, как при применении кислотных.

Группы флюсов

Все существующие препараты можно разделить по эффективности на три группы согласно ГОСТу:

• Нейтральная группа. Из-за почти нулевой активности компонентов данные флюсы слабо очищают поверхности, а припои, которые используются с ними, должны быть легкоплавкими. Применяются при работе с медными материалами, медью, покрытой кадмием, серебром и оловом. К этой категории относят канифоли, воски, древесные смолы и стеарин.
• Слабокоррозийная группа. Для нее характерно растворение в спирте, воде, различных жирах и слабых кислотах. Одним из обязательных компонентов каждого флюса данной группы является канифоль, обеспечивающая антикоррозийную функцию. В процессе пайки хорошо испаряется, разлагается и сгорает.
• Сильная коррозийная группа. Компонентами данных флюсов являются хлориды, фториды и сильнейшие неорганические кислоты. Изготавливаются в виде паст и в твердом виде, способны разрушать стойкие оксидные пленки на черных и цветных металлах.

Обзор различных флюсов для пайки

1. Канифоль. Различают канифоль по количеству в ней жирных кислот, чем темнее — тем больше кислот в составе. Хоть и является неактивным флюсом, но учитывая наличие кислот в составе, остатки канифоли лучше удалять с пайки. Является самым популярным и доступным материалом. К недостаткам можно отнести выделение большого количества дыма при пайке и быстрое покрытие копотью жала паяльника. Твердую канифоль тяжело использовать при пайке, поэтому ей лудят паяльники и провода, а для соединения радиоэлементов лучше применять жидкую канифоль в спирту.
2. Паяльная кислота. Состав данного флюса включает в себя сильные кислоты — ортофосфорную или соляную и хлористого цинка, который может достигать 50% в растворе. Доступный и дешевый материал, разъедающий все жировые пленки и позволяющий спаивать почти любые виды металлов. Но кислота очень токсична, поэтому работы следует проводить вне жилых помещений с применением индивидуальных средств защиты. Помимо этого, является неплохим проводником электричества, даже малейший остаток на соединении разъест дорожки платы, поэтому ее лучше не использовать совсем.
3. Бура. Является солью борной кислоты и представлена в виде порошка. Для получения жидкого флюса ее смешивают с борной кислотой и водой. Работает при очень высоких температурах, поэтому ее можно применять при работах со строительным феном. Бура — активный флюс, поэтому необходимо тщательно смывать остатки.
4. Паяльный жир. В зависимости от состава может быть как нейтральным, так и активным. Состоит из канифоли, вазелина, парафина, хлоридов цинка и аммония. Очень хорошо показывает себя при очищении сильно загрязненных поверхностей, поскольку парафин в составе вытягивает всю грязь от места пайки. Медленно испаряется, почти не дает нагара, но остатки долго испаряются.
5. ЛТИ 120. Состав представлен канифолью (20%), этиловым спиртом (95%) и вспомогательными добавками, такими как триэтаноламин (2%) и диэтиламин солянокислый (3−5%). Обладает низкой стоимостью, не проводит электрический ток, что позволяет использовать этот флюс для пайки радиодеталей. В комплекте часто идет удобная кисточка, которой легко наносить материал на место пайки. К некоторым недостаткам можно отнести быстрое испарение и потенциальную токсичность.
6. СКФ. Спирто-канифольный флюс состоит из этилового спирта (60−80%) и сосновой канифоли (20−40%). Неактивный материал, который можно изготовить самостоятельно, добавив в спирт измельченную канифоль. Слабо коптит, удобен в нанесении. К недостатку относят быстрое высыхание по причине испарения спирта, поэтому хранить его следует в плотно закрытой таре.
7. Оксидал. Применяется для чистки жала паяльника, а также пайки сильно окисленных и загрязненных медных проводов.

Вышеперечисленные материалы являются самыми доступными и популярными. Кроме них существуют специальные флюсы в виде гелей, но они обладают очень высокой стоимостью и вряд ли потребуются в любительском радиоделе.

Чем заменить флюс для пайки

При отсутствии флюса и невозможности его приобретения можно применять некоторые подручные материалы, но следует помнить, что качество пайки будет очень низким, а остатки материала зачастую трудноудалимы или токсичны. Тем не менее о некоторых адекватных вариантах следует знать.

• Аспирин. Салициловая кислота или раствор таблетки аспирина в воде может применяться при пайке, но его пары слишком токсичные, и очень желательно работать в нежилых помещениях с хорошей вентиляцией, а лучше всего на открытом воздухе. Обладает всеми недостатками активных флюсов, требует обязательной промывки поверхности после пайки.
• Нашатырь, а также лимонная или уксусная кислота тоже может применяться как замена флюсам, при этом их концентрация не требует дополнительного разведения водой.
• Глицерин может подойти для пайки радиодеталей на плате, но имеет остаточное сопротивление и хорошую гигроскопичность, поэтому обязательно промывается с платы.

Следует помнить, что пайка будет качественной в том случае, когда флюс подобран правильно. Для каждого металла есть идеально подходящие флюсы, а другие могут не сработать. Помимо этого, очень не рекомендуется паять платы активными флюсами, особенно имеющими в своем составе кислоты, поскольку при неполном удалении остатков флюса с поверхности печатной платы активные компоненты будут уничтожать токопроводящие медные дорожки.

Паять детали следует паяльником с идеально залуженным жалом, а при появлении нагара стараться очищать жало в оксидале, это позволит провести очень хорошую пайку. По завершении работ остатки флюса с поверхности спаянных деталей и плат обязательно нужно удалять подходящим способом. Дорожки платы можно покрывать специальными лаками, например, цапонлаком, это позволит защитить их от влаги.