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.

При пайке радиодеталей совместно с припоем пользуются флюсами. Флюс нужен для удаления окислов сместа пайки.

Самый распространённый флюс это канифоль, которая может продаваться в кусках, либо быть разлита в баночки:

Для пайки слегка окислившихся выводов и контактов на плате применяют Спирто – Канифольный Флюс (СКФ):

Этот флюс легко можно приготовить самому, путем растворения в 97 % этиловом спирте измельченной в порошок канифоли.

Соотношение спирта / канифоли при этом должно быть 5/1.

Также можно приобрести флюс Канифоль - Гель в шприцах.

Все флюсы делятся на активные и пассивные. Их отличие в том, что промывка места пайки от флюса пассивного (или нейтрального) желательна, а промывка после активного обязательна, иначе на плате со временем появится коррозия.

К активным флюсам относятся также паяльные жиры и кислоты:

Флюс кислота (хлористый цинк) применяется для пайки металлов, паять электронику с ним нельзя!

Существуют флюсы для пайки алюминия, которые также относятся к активным

флюсам:

Условно нейтральным флюсом, который, тем не менее, нужно смывать считается ЛТИ – 120. Для лужения плат сплавом Розе применяют Глицерин.

Важнейшим элементом при ремонте любой аппаратуры является пайка. Припой, флюсы, паяльная паста - все это необходимо учитывать при выполнении ремонтных работ. Если с припоем все относительно понятно - обычно для этого применяются оловянно-свинцовые припои с различной (в зависимости от состава сплава), то как быть с флюсом? Для чего он нужен?

Основное предназначение флюса - удаление с поверхности оксидов, а также снижение поверхностного натяжения с целью улучшения растекания припоя. Кроме того, флюс для пайки служит защитой места соединения от воздействий внешней среды.

Какие бывают флюсы

По своему действию, оказываемому на металлические поверхности, флюсы бывают следующих видов.

Кроме того, для пайки изделий из чугуна, углеродистых сталей, а также меди и ее сплавов применяют буру представляющую собой белый кристаллический порошок, имеющий температуру плавления 741 о С.

Также буру (точнее, ее смесь с борной кислотой в соотношении 1:1) используют для пайки нержавеющей стали и твердых

В качестве флюса для латунных изделий используют смесь, состоящую из равных частей поваренной соли и хлористого кальция.

Для пайки алюминиевых изделий необходим флюс, имеющий низкую температуру плавления. Обычно флюс для содержит от 30 до 50% хлористого калия.

Флюс для пайки может выпускаться в форме порошка, жидкости или пасты. Кроме того, существуют специальные паяльные пасты, в которых частицы припоя содержатся уже вместе с флюсом.

Что важно знать при выполнении пайки

При выборе флюса для пайки учитывается не только то, из какого материала изготовлены детали, подлежащие пайке, но и какой используется припой. Температура плавления флюса не должны превышать температуру плавления припоя.

Независимо от типа используемого флюса место пайки после окончания работ необходимо протереть тряпочкой, смоченной в ацетоне или в спирте-ректификате. После чего очистить это место щеточкой или кисточкой, смоченной любым растворителем, чтобы удалить остатки флюса. Особенно это касается активного флюса, поскольку продукты его разложения не только загрязняют место пайки, но и являются очагом коррозии.

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.

• Жидкая канифоль
• Флюс паста
• Жидкая канифоль LUX
• канифоль гель
• канифоль гель актив
• ЛТИ-120
• Глицерин гидразиновый флюс
• Паяльная кислота
• 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:

• Паяльная кислота
• Ортофосфорная кислота
• Глицерин гидразиновый флюс
• ЛТИ- 120
• Жидкая канифоль LUX
• Канифоль гель Актив
• Канифоль гель
• Жидкая канифоль
• Флюс паста

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

Флюс	Платы и маленькие радио детали	Платы и большие радио детали	Железо, медь, латунь, никел. железо. Детали не большого размера	Железо, медь, латунь, никель, оцинкованное железо. Детали большого размера	Алюминий и его сплавы
	Да, остатки можно не удалять	Возможно*, остатки можно не удалять		Нет	Нет
Жидкая канифоль	Да, остатки можно не удалять	Да, остатки можно не удалять	Возможно*, остатки можно не удалять	Нет	Нет
Флюс паста	Да, остатки можно не удалять	Да, остатки можно не удалять	Да, остатки можно не удалять	Возможно*, остатки можно не удалять	Нет
Флюс ЛТИ-120	Да, остатки можно не удалять	Да, остатки можно не удалять	Да, остатки можно не удалять	Возможно*, остатки можно не удалять	Нет
Канифоль-гель	Да, остатки можно не удалять	Да, остатки можно не удалять	Да, остатки можно не удалять	Нет	Нет
Глицерин гидразиновый	Да, остатки удалять	Да, остатки удалять	Да, остатки можно не удалять	Да, остатки можно не удалять	Нет
Флюс ФИМ	Применении не допустимо	Применении не допустимо		Да, остатки обязательно удалить	Нет
Кислота паяльная	Применении не допустимо	Применении не допустимо	Да, остатки обязательно удалить	Да, остатки обязательно удалить	Нет
Ортофосфорная кислота	Применении не допустимо	Применении не допустимо	Да, остатки удалить	Да, остатки можно не удалять**	Нет
Флюс Ф-34А	Применении не допустимо	Применении не допустимо	Применении не допустимо	Да, остатки удалить	Да, остатки удалить
Флюс Ф-64	Применении не допустимо	Применении не допустимо	Да, остатки удалить	Да, остатки удалить	Да, остатки удалить

* Возможно, но, скорей всего потребуются технические ухищрения. Например может потребоваться значительно более мощный паяльник или в случае с быстросохнущим ЛТИ-120 придется его многократно наносить на место пайки, чтобы оно не закисло во время разогрева детали.

** Остатки ортофосфорной кислоты можно не удалять если Вас устраивает защитная фосфатизацию места пайки. Если паяемая деталь покрыта никелем, хромом или другими металлами и Вы хотите их сохранить, то необходимо оттереть остатки флюса влажной тряпкой, сразу после пайки.

Удаление остатков флюса.

Флюсы после пайки в большей части не нуждаются в удалении. Но существуют причины по которым флюсы всё же удаляют.

1. Флюсы удаляют если их остатки после пайки могут навредить паяемому изделию. Ото относится к паяльным кислотам и сильно активированным флюсам.

2. Флюсы удаляют если паяемые изделия будут эксплуатироваться в сложных метеоусловиях. Например легенда о создании ЛТИ-120 гласит, что радиотехническое оборудование поставляемое в одну тропическую страну, в некоторых вариантах легенды это комплексы ПВО во Вьетнаме, стало сбоить. Комиссия достаточно быстро нашла причину: оказалось остатки канифоли на платах при высоченных температурах и 100% влажности создают белый налёт гидратов, которые имеют ощутимые для приборов сопротивления. Тогда и был разработан ЛТИ-120 имеющий в своём составе не только активатор, но и мощный пасиватор убирающего у него все недостатки канифольных флюсов. Поэтому климатические условия и не уверенность в поведении остатков флюсов являются причиной их удаления.

3. Красивый вид изделия может страдать от остатков флюса, поэтому если покупатель видит пайку, то флюсы всегда удаляют.

Какой же должен быть идеальный флюс?

Активность должна быть такая что бы её хватало для всех типов паек. Безопасность остатков при этом не должна причинять никаких проблем.

Как видно из таблицы флюса, которым можно было бы паять и алюминий и печатные платы просто нет. Но есть несколько флюсов, которые имеют значительно более широкий диапазон и при этом имеют безопасные остатки. Это ЛТИ-120 и его аналоги. Есть у них и различия. Для менее теплоёмких деталей лучше подойдёт ЛТИ-120, но ему трудней будет паять более теплоёмкие детали — он быстрее испаряется. А ЛТИ-120 LUX наоборот при пайке мелких деталей вода в его составе может не значительно подтормаживать а при пайке больших деталей она даст явные преимущества. Канифоль гель Актив будет одинаково хорош для всех видов паек — он не содержит ни воду, ни быстро испаряющихся компонентов. Т. е. эти флюсы могут выполнять роль универсалов.

Для пайки металлических деталей всех размеров лучше подойдёт Ортофосфорная кислота. Не далеко от неё отстаёт и паяльная кислота с чуть более спорными характеристиками опасности остатков. Чистую пайку металлических деталей даст флюс ФИМ. Но если Вы смирились с тем, что надо отмывать пайки и большие размеры паять не собираетесь, то флюс «Глицерин гидразин» Ваш выбор. Он позволит спаять и мелкие радиодетали и средних размеров металлические конструкции с никелевым покрытием.

Для пайки алюминия Ф-64 остаётся не досягаемым фаворитом. Однако маленькие пайки могут быть чисто выполнены и куда менее активным Ф-34.

Классическая «Флюс паста» даёт прекрасные результаты при пайке радиодеталей, и может помочь при пайке разъёмов с различными покрытиями. «Канифоль гель» делая то же самое обладает высокой липкостью позволяя предварительно приклеивать не большие детали на себя.

Жидкая канифоль и канифоль прекрасно подходят для пайки не больших залуженных деталей на печатную плату. Кроме того они используются для залуживания.

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.