Флюс канифоль: Канифоль или кислота для пайки? — Хабр Q&A

Содержание

Флюс для пайки. Как сделать жидкую канифоль?

Флюс – это вещество, как органическое так и неорганическое, которое обеспечивает удаление окислов спаиваемых проводников, уменьшает силу поверхностного натяжения, а также улучшает равномерность растекания расплавленного припоя. Кроме своего основного назначения флюс может защитить контакт от воздействия окружающей среды, но следует заметить что данным свойством владеют не все виды флюсов.

В зависимости от потребности, флюс может быть в виде жидкости, порошка или пасты.

Производятся также паяльные пасты, содержащие частицы припоя вместе с флюсом, а все современные припои представляют из себя трубку из припоя внутри которой находится флюс-заполнитель.

По температурному режиму и интервалу активности, флюсы можно разделить на низкотемпературные (до 450 градусов) и высокотемпературные (больше 450 градусов).
Кроме того флюс может быть водным и безводным.

По химическим свойствам все флюсы можно разделить на кислотные (активные) и бескислотные.

Кроме того существуют еще активированные и с антикоррозийной защитой.

Активные флюсы в основном состоят из соляной кислоты и хлористых или фтористых металлов.
В качестве активного флюса давно применяется аптечный препарат – ацетилсалициловая кислота (аспирин).
Эти флюсы очень интенсивно растворяют окисленный слой на поверхности металла, и пайка сразу становится качественной и прочной, но остаток флюса после пайки вызывает интенсивную коррозию соединения и основного металла в будущем. Поэтому рекомендуется смывать все остатки флюса которые остались на месте пайки.

При пайке радиоэлектронных элементов применение активных флюсов не допустимо, так как с течением времени их остатки все равно разъедают место пайки тонких радио элементов.

Бескислотные флюсы, в основном это канифоль и флюсы, приготовленные на ее основе с добавлением спирта, скипидара или глицерина.

В процессе пайки канифоль очищает поверхность от окислов, а также защищает ее от окисления.

При температуре 150 градусов канифоль растворяет окислы свинца, олова и меди, очищая их поверхность в процессе пайки и паяное соединение становится блестящим и красивым. Но самое главное, в отличии от активных флюсов, канифольные флюсы не вызивают коррозии и разъедания метала.
С помощью канифольных флюсов паяют медь, бронзу и латунь.

Активизированные флюсы, в главном кроме того, состоят из канифоли в которую прибавляют небольшое количество солянокислого либо фосфорнокислого анилина, салициловой кислоты либо солянокислого диэтиламина.

Данные флюсы используют при пайке основной массы металлов и сплавов (железо, сталь, нержавеющая высококачественная сталь, медь, бронза, цинк, нихром, никель, серебро), даже оксидированных элементов из медных сплавов в отсутствии подготовительной зачистки.

Активированными флюсами считаются флюсы ЛТИ, в состав которых входит этиловый спирт (66 – 73%), канифоль (20 – 25%), солянокислый анилин (3 – 7%), триэтаноламин (1 – 2%). Флюс ЛТИ дает отличные итоги при применении оловянистых припоев ПОС-5 и ПОС-10, обеспечивая завышенную крепкость спаянного соединения.

Антикорозийные флюсы используют для спаивания меди и медных сплавов, константана, серебра, платины и ее сплавов. Они содержат внутри себя фосфорную кислоту с прибавлением разных органических соединений и растворителей. В состав некоторых противокоррозийных флюсов входят органические кислоты. Остатки данных флюсов не вызывают коррозии.

ВТС-флюс, к примеру, состоит из 63% тех. вазелина, 6,3% триэтаноламина, 6,3% салициловой кислоты и этилового спирта. Остатки флюса убирают протиркой детали спиртом либо ацетоном.

Защитные флюсы защищают раньше очищенную плоскость металла от окисления не оказывают хим действия на сплав. К данной группе относятся неактивные мат-лы: воск, вазелин, оливковое масло, сладкая пудра и др.

Для пайки твердым припоем углеродистых сталей и чугуна используют буру (тетраборат натрия), которая выглядит как белый кристаллический порошок.
Плавится бура при температуре – 741° С.

Для пайки латунных деталей серебряными припоями в качестве флюса применяют смесь 50% хлористого натрия (поваренной соли) и 50% хлористого кальция. Температура плавления смеси составляет – 605° С.

Для пайки алюминия можна применять флюсы которые обычно содержат 30—50% хлористого калия.

Для пайки нержавеющей стали, твердых и жароупорных сплавов, медно-цинковыми и медно-никелевыми припоями используется смесь, состоящая из 50% буры и 50% борной кислоты, с прибавлением хлористого цинка.

Активные флюсы смывают при помощи волосяной щетки либо обыкновенной зубной, применяя тёплую воду либо спирт.

Для пайки медных проводников, а часто как раз такие используются в электрике и электронике, надежным средством в виде флюса станет работать “жидкая канифоль”.
Для тех кто не в курсе это сосновая смола – чистый экологический продукт.

Как самостоятельно приготовить жидкую канифоль?

1.Перебиваем кристалл канифоли в пыль с помощью толчена или завернув в ткань и постукав молотком. В больших масштабах некоторые умельцы умудряются применять советскую ручную мясорубку. Средства неважны, главное добиться однородной мелкой пыли из канифольных кристаллов.

2. Всю пыль надо залить спиртом с отношением 1:1.5 (канифоль: спирт).
Это удобно сделать пользуясь той же бутылочкой от спирта.

В аптеке можно купить спирт с салициловой кислотой, что сам по себе такой раствор может послужить флюсом, и хоть там процент салициловой кислоты очень малый но такой “спирт” будит оптимальным вариантом для усиления нужных свойств флюса.
Дальше в половинку бутылочки спирта высыпаем канифоль до тех пор пока не появится нужное отношение составляющих и смотрим чтоб примерно 1/5 бутылки осталась свободной!

3. Закрываем нашу бутылочку (или другую емкость) и ставим в емкость с теплой водой (60-80C) когда нагреется раствор начинаем интенсивно взбалтывать раствор, что бы он растворился в однородную массу. В горячей воде это получится гораздо лучше и быстрее.

Дальше полученный флюс разливают по шприцам для удобства применения, ну или же в бутылочки с кисточкой, как из под лака для ногтей.

применение и пропорции для приготовления раствора своими руками

Для пайки в качестве флюса применяют не только чистую канифоль, но и ее растворы.

В частности, многим известен спирто-канифольный флюс. Он является нейтральным, поэтому остатки не вызывают коррозию металлов, их можно не смывать.

Ингредиенты для спирто-канифольного раствора известны на протяжении десятков и даже сотен лет. Сырье для их производства всегда в избытке, поэтому стоит данный флюс недорого.

Положительные свойства

Канифоль получали из надрезов хвойных деревьев. Летучие компоненты выпаривали. Остаток составлял три четверти от первоначальной массы смолы. Канифоль для пайки применяли только после такой предварительной подготовки.

Все было бы замечательно, но в смоляной флюс при работе нужно окунать горячий паяльник. Главный инструмент после этого покрывается химической грязью, так что рабочая зона становится не очень видной.

Со временем стало понятно, что жидкая канифоль в качестве флюса гораздо удобнее в работе. Благодаря наличию природных смоляных веществ мягкого кислотного характера, она:

прекрасно удаляет слой оксидов на деталях;
хорошо растекается;
занимает все место спайки.

В качестве растворителя использовали и продолжают использовать этиловый (винный) спирт, получая спирто-канифольный состав. Канифоль также хорошо растворяется в ацетоне, бензоле, бензине и некоторых других органических растворителях.

Этанол самый безопасный и удобный вариант растворителя для канифоли. По химическим свойствам к этиловому спирту приближается изопропиловый, но в каждодневной практике его найти гораздо труднее. Это сугубо химический реагент.

Применение

Спирто-канифольный флюс на протяжении многих лет не теряет актуальности благодаря удобству применения и положительным результатам пайки.

Он гарантирует прочное соединение многих деталей, прежде всего, медных изделий. С помощью спирто-канифольного флюса паяют радиосхемы и платы. Он хорошо растекается, достигая труднодоступных мест. При работе используют легкоплавкие припои (до 330 ℃).

В настоящее время в продаже есть весь ассортимент средств для пайки, в том числе спирто-канифольный флюс СКФ. Стараются как отечественные, так и зарубежные производители.

Можно купить готовый флюс СКФ и не заниматься самодеятельностью. Если все пропорции соблюдены в соответствии со стандартами, состав оправдает надежды.

Как сделать самостоятельно

Многие домашние мастера предпочитают своими руками готовить спирто-канифольный флюс. В этом случае они уверены в содержимом, да и процесс занимает несколько минут.

Сначала смолу нужно тщательно измельчить. Чем лучше это сделать, тем быстрее произойдет равномерное распределение всех веществ в растворителе. В результате получится качественный спирто-канифольный флюс.

Можно кусочек завернуть в плотную ткань. Некоторые паяльщики советует взять целлофан, хотя он обладает меньшей прочностью. При последующих процедурах может порваться.

Завернутую канифоль кладут на прочный стол, затем методично разбивают молотком до порошкообразного состояния. Самые ловкие мастера умудряются применять для измельчения обычные мясорубки.

Другие практики, раздробленную в полотне канифоль с усилием раскатывают скалкой или толстой бутылкой. Главная цель ясна. Для приготовления спирто-канифольного флюса нужно получить пылевидный порошок.

После измельчения смолу аккуратно засыпают во флакон или пузырек. Многим нравятся емкости из-под лака для ногтей или парфюмерно-косметических средств. Пыль не должна разлетаться по столу. Нужно приловчиться и сделать это тщательно.

После чего во флакон заливают медицинский спирт. Состав спирто-канифольного флюса практически готов. Рекомендуемое соотношение жидкости к сухому веществу равно 2 к 3.

Если нужен более вязкий флюс, можно долю смолы увеличить. Концентрацию раствора канифоли в спирте каждый мастер может подобрать самостоятельно, ориентируясь на личный опыт, специфику предстоящий работы, характер деталей.

Если куски смолы были недостаточно измельчены, то растворить канифоль будет немного сложнее. Придется подождать пару дней, чтобы спирто-канифольный флюс стал однородным.

Можно ли заменить спирт

Некоторые бывалые паяльщики, пытающиеся сэкономить спирт для других целей, советуют брать дешевые одеколоны. Рекомендация спорная. Пахнуть будет приятно, но содержащиеся в парфюме добавки могут навредить месту пайки.

Советы использовать водку вместо спирта тоже не очень правомерны. Канифоль — органический продукт, в воде растворяется плохо. Водка – это смесь спирта и воды. Смолу в водочной смеси растворить гораздо сложнее, даже при условии высокого качества водки.

Учитывая, что в домашних условиях расход флюса измеряется умеренными количествами, можно купить медицинский спирт. Гарантированное качество спирто-канифольной смеси стоит усилий. На практике самодельный флюс, сделанный правильно, не уступает продающейся продукции.

флюс типа rma своими руками

Любой радиолюбитель, использующий пайку, знает как важны припой, флюс, паяльник. Но ни один из компонентов технологии так не окутан тайной как флюс. Припой существует всего несколько основных видов, паяльники есть лишь нескольких типов. А флюса разного – великое множество, и разговоров вокруг него ещё больше. Канифоль – это основной флюс, его все знают. И по праву любят все, за его достоинства.
Это смола хвойных деревьев, переработанная живица. Высокомолекулярное вещество растительного происхождения содержащее жирные кислоты. Оно обладает идеальной вязкостью и смачиваемостью поверхностей при температуре плавления олова. Канифоль не даёт нагретому металлу окисляться, защищая от кислорода плёнкой, обезжиривает поверхность, позволяя легкоплавким металлам растекаться по поверхности, вступая в соединение в поверхностью и облуживая её. Когда канифоли много, часть её сгорает до углерода, загрязняя зону пайки. Чтобы канифоли попало в нужное место нужное количество, её разбавляют спиртом, так получается ещё один известный флюс – ФСК, флюс спирто-канифольный.

Он наносится кисточкой в зону пайки, или же провода просто в него макаются перед облуживанием. Если углубиться в тему флюсов чуть глубже, оказывается есть ряд распространенных флюсов для разных работ: ЛТИ, ЗИЛ, ТАГС, ФТС, ФТИ, RMA… многие флюсы содержат кислоту, например самый распространенный кислотный флюс можно изготовить из соляной кислоты с цинком, цинк вступает в реакцию образуя хлорид цинка, тоже являющийся компонентом этого флюса. Это жидкий кислотный флюс и после него надо обязательно промыть соединение, иначе кислота все разъест. Есть флюсы твердые, издревле известен нашатырь – не водный раствор аммиака 10%, а хлористый аммоний. Серо-зеленый порошок или камень. При температуре пайки он разлагается с выделением соляной кислоты в рабочей зоне. Нашатырным камнем издревле зачищали инструмент перед лужением. Есть и флюс с ним на основе глицерина.

Нужно просто взять аптечный глицерин и добавить нашатырь. Очень популярный флюс ЛТИ-120 это трехкомпонентный флюс, состоящий из спирта, канифоли, и 5% диэтиламина солянокислого.

Хорош тем, что смывается полностью. Это общеизвестные флюсы на низкокипящей основе – спирт, вода. При пайке основа испаряется. Но мы знаем, что испарение отнимает энергию, в этом и проблема – место пайки переохлаждается. Паять кастрюли ими можно, но современные радиодетали очень мелкие. Легкокипящие флюсы тут не годятся. Им на смену пришли флюсы-гели. Их основной компонент, канифоль, находится в мелкодисперсном состоянии в высококипящей жидко-вязкой среде, которая сохраняет свои свойства до 300 градусов. Это глицерин, вазелин, стеарины, парафины, жиры. Если правильно подобрать состав, флюс будет обладать многими достоинствами и не иметь недостатков в виде дыма, вони, угольков, окалины, оксидов. Будет сохранять тепло в зоне пайки. Не будет разъедать металлы и проводить ток потом, если останется между дорожками платы, создавая остаточное сопротивление. Такие флюсы продаются дорого, но также много на этом рынке и подделок. Самый подделываемый известен под именем RMA-223, якобы изготавливаемый американской фирмой Amtech.

Сама эта фирма малоизвестна в США и вообще не имеет такого продукта как флюс с таким названием. Лично я сварил похожий флюс сам, своими руками, из широко распространенных компонентов. Растопил паяльный жир на основе вазелина, добавил немного канифоли на спирту, капли глицерина, ортофосфорной кислоты, масла. На открытом огне лучше не делать, испарения могут вспыхнуть. Подождал пока выкипят легкокипящие компоненты, слегка остудил, подождал расслоения и слил. Пока флюс был горячим – набрал в шприц. Потом, когда он снова застыл, я его немного разбавлял бензином. Получилась желтоватая каша. Паяет изумительно. Всё что могло загрязнять зону пайки выпало в осадок ещё во время приготовления. Всё что могло вонять, улетучилось тогда же.

Спирто-канифольный флюс своими руками

Всем привет! Рад вас всех видеть на своем радиолюбительском блоге посвященном электронике и прочему техническому творчеству. Сегодня на дворе суббота а за окном ноябрь так что готовимся к холодам — зима уже не за горами.

А у меня для вас статья, которая может и не очень большая но она обязательно принесет вам чуток полезной информации . Сегодня я расскажу о спирто-канифольном флюсе СКФ, о том как можно приготовить его своими руками а также где можно флюс СКФ купить. Читайте статью далее и все узнаете…но, не забудьте подписаться на обновления!

У нас тут есть небольшое оглавление, это так для удобства…

[contents]

Флюс СКФ

Флюсы при пайке применяют в основном для двух целей:

С целью улучшения смачиваемости спаиваемых деталей припоем

Поверхности спаиваемых деталей могут иметь плохую смачиваемость. В этом случае припой будет скатываться в шарики подобно капелькам воды на жирной посуде. Флюс способствует более лучшему распределению припоя по поверхности спаиваемых деталей, припой растекается и равномерно покрывает спаиваемую поверхность.

Для защиты от оксидной пленки (эта пленка препятствует нормальному процессу пайки)

Благодаря кислороду в нашем воздухе поверхность металла может окисляться, появляется некая оксидная пленка. Эта оксидная пленка препятствует проникновению припоя в поры металла и попытки запаять что-либо становятся просто бесполезными. Флюс образует защитную пленку а она в свою очередь защищает металл от воздействия кислорода.

Для различных металлов применяют различные флюсы так как для каждого металла достижение этих целей выполняется по-разному. Так для спаивания алюминиевых деталей нужно применять одни флюсы, для спаивания медных деталей другие.

Флюс СКФ или просто спирто-канифольный флюс — это один из лучших флюсов применяемых для спаивания деталей из меди. Наиболее лучший температурный диапазон применения 250-280°C. За счет своей жидкой формы спирто-канифоль легко проникает в труднодоступные места спаиваемых поверхностей.

К тому же флюс СКФ сделан на основе канифоли поэтому после пайки не требует смывки, канифоль сама по себе не способствует образованию коррозии на металле. Короче после пайки можно не переживать — не заржавеет 🙂

Состав флюса СКФ

Состав флюса СКФ достаточно простой и название флюса говорит само за себя, флюс представляет собой раствор канифоли в спирте.

Если честно меня всегда интересовало что из себя представляет канифоль и что ее отличает от собственно смолы. А все достаточно просто, канифоль получают из смолы деревьев хвойных пород. Смолу собирают, затем ее подвергают нагреву в результате чего из нее выпариваются различные вещества содержащиеся в ней, в основном это скипидар.

Как пользоваться

Вообще канифоль сама по себе является хорошим флюсом, но пользоваться ей не очень удобно. Канифоль на спаиваемые поверхности приходится наносить горячим жалом паяльника, от этого загаживается как сам паяльник так и место спая. Бывает так переборщишь с канифолью что самого место спая не видно.

Другое дело когда взял флакончик со спиртоканифолью, открыл его и сразу повеяло спиртом, как в операционной. Взял кисточку и подобно художнику наносишь флюс аккуратными мазками в стиле абстракционизма.. В общем таким макаром флюс можно наносить очень дозировано. Кстати если флакончик не оборудован кисточкой то не паримся, кисточку можно взять от лака для ногтей (отбери у жены или сестры 🙂 ).

Впрочем некоторые предпочитают использовать капельный метод дозирования флюса. Заполняют спиртоканифолью флакончики с «носиком» , как для глазных капель и уже затем применяют. Это конечно дело вкуса но на мое мнение пользоваться кисточкой удобнее, проще дозировать флюс.

Как сделать спирто-канифольный флюс?

Для приготовления спирто-канифольного флюса нам понадобится:

Канифоль
Плотный целлофановый пакет
Молоток или что-то весомое
Спирт 90%
Ацетон
Пузырьки от лака для ногтей

А дальше у нас будет все как в любом кулинарном рецепте, ну или почти.

Убедились, что подготовили все необходимое и продолжаем. Для начала нужно подготовить флакончики от лака для ногтей. Их можно найти у любой барышни причем у некоторых этого добра может скопиться неожиданно много. Далее пузырьки нужно отмыть от остатков лака, справиться с этой задачей нам поможет ацетон.

Заполняем флакончики ацетоном и идем заниматься своими делами. Ацетон хорошо справляется с поставленной задачей поэтому через некоторое время (может пару часов а может пару дней) можно забрать уже очищенные пузырьки, останется только сполоснут их в проточной воде.

Флакончики подготовлены, теперь нам нужна канифоль. Как я уже говорил, ее можно приготовить самому но для этого придется погулять по лесу а потом выполнить еще несколько технологических манипуляций. Но можно поступить проще, можно взять здесь и не париться.

Далее нам нужно куски канифоли измельчить в порошок, для этой цели нам и пригодится пакет. Складываем куски канифоли в пакет и уже в завернутом виде можем спокойно измельчать, при помощи молотка конечно или что вы взяли для этой цели?

Теперь этот порошок аккуратненько засыпаем в пузырьки. Слишком много засыпать не стоит, достаточно засыпать на треть объема пузырька. И осталось всего ничего, осталось залить все это дело спиртом.

А вот спирт найти как оказалось не так-то просто, в аптеках спирт теперь только по рецепту, а в хозяйственных магазинах я его не встречал. Встречал мнение на форумах, что спирт можно заменить ацетоном, но мне что-то этот вариант не очень нравится, все-таки пары ацетона не очень полезны для здоровья. В итоге спирт раздобыл на заводе, мне ведь нужно было совсем чуток… 🙂

Заливаем пузырьки с канифолью спиртом, закрываем крышечками и ставим в теплое место. Теперь нужно подождать какое-то время, чтобы канифоль хорошенько растворилась в спирте. Доливая спирт или подсыпая канифоль можно добиться желаемой концентрации.

В дополнение нашел на ютубе пару роликов об изготовлении спирто-канифольного флюса, может быть пригодится…

Вот и весь рецепт.

Где спирто-канифоль купить?

Впрочем можно не париться с приготовлением спирто-канифольного флюса, а приобрести его в готовом виде. Все здорово и замечательно если у вас в городе есть магазины торгующие радиотоварами. Там как правило есть много разнообразных флюсов, среди которых можно найти и спиртоканифоль.

Но если у вас по близости не нашлось такого магазина, то не отчаиваемся, можно заказать в интернет-магазине. Почему-то в китайских интернет-магазинах типа типа алиэкспресс и dealextreme флюс из спирта и канифоли мне обнаружить не удалось, может плохо искал. Но ничего, этот флюс можно приобрести и в других местах, например здесь.

Ну чтож, вот в принципе и все, что я сегодня хотел рассказать. Думаю информация будет вам полезна и вы возьмете ее на вооружение.

Желаю вам удачи, успехов и прекрасного солнечного настроения. А я с вами не прощаюсь а говорю до свидания и до новых встреч.

P.S. Внизу у нас расположены кнопочки соц сетей, не забываем делиться с друзьями 🙂

С н/п Владимир Васильев

P.S. Друзья, обязательно подписывайтесь на обновления! Подписавшись вы будете получать новые материалы себе прямо на почту! И кстати каждый подписавшийся получит полезный подарок!

Флюс-гель для пайки Rexant Канифоль-гель актив шприц 12 мл , цена

Флюс-гель для пайки Rexant Канифоль-гель актив шприц 12 мл Флюс-гель для пайки Rexant Канифоль-гель актив 12 мл в шприце – нейтральный низкотемпературный флюс, предназначеный для пайки и лужения деталей при сборке и ремонте радио-электронной аппаратуры в промышленности и быту. Характеризуется повышенной активностью и полной безопасностью остатков. Образует устойчивое антикоррозионное покрытие после пайки. Характеристики: Температура пайки: 140…220 °C Емкость: 12 …

Агрегатное состояние: Гель

Вид: Канифоль-гель

Материал назначения: Медь, Латунь, Никель

Объекты применения: Платы

Серия ? Группа товаров, объединенные одним или несколькими характерными параметрами.: Актив

Температурный режим: 140-220 C

Канифоль для пайки: назначение, ГОСТ, температура плавления

Выход из строя электроприбора ведет за собой его ремонт. Основными причинами поломок современной техники являются вышедшие из строя платы, конденсаторы, другие изделия, крепление которых производиться путем пайки. Обладая определенными навыками, домашний мастер может отремонтировать устройство самостоятельно, но для этого понадобятся сопутствующее сырье. Пайка происходит с использованием припоя, электрического паяльника.

Канифоль

Что такое канифоль

Флюс в твердом состоянии это хрупкое амфорное вещество, состоящие из кусков стекловидного типа. Из чего делают канифоль — производится путем очищения специальными химическими реакциями смол хвойных растений. Канифоль для пайки используется для противостояния окислительным процессам, которые могут разрушить соединение при эксплуатации, устойчивый к потере химических свойств элемент при воздействии высоких температур.

Состав канифоли позволяет надежно соединить металлы процессом пайки.

Жидкое состояние при нагреве содействует растеканию материала по элементам нужной формой. Перед тем, как узнать, для чего нужен канифоль, важно разобраться с химическими свойствами состава. Сырье, из которого изготовлена смола, имеет свойства диэлектрика, однако на способность соединения передавать электрический ток это не отражается.

Нормируемые параметры канифоли по ГОСТ 19113-84

Скачать ГОСТ 19113-84 «Канифоль сосновая»

В сфере ремонта радиотехники, канифоль является наиболее доступным вариантом флюса. Некоторые новички, не имеющие опыта в паяльном деле, не осознают, что такое канифоль и применяют повсеместно. При таком подходе возможно совершить ошибку, т. к. продукт применяется не ко всем типам соединений. В основном изделие применяют в домашних условиях, при нечастой работе, т. к. флюс имеет неограниченный срок годности простым исполнением.

Способы получения

Разновидности канифоли происходят от способа получения, состава и физического состояния. Основные различия способов производства являются вещества, из которых добывается состав.

Получение канифоли

Делится материал на три категории, живичная, таловая и экстракционная смола для пайки.

Живичная канифоль производится путем обработки живицы хвойных деревьев, основным растениям является сосна, ввиду доступности и распространенности. Основным отличительным моментом можно заметить отсутствие жирных кислот, применение которых недоступно некоторыми работами.
Экстракционная основа производится путем экстрагирования бензина и основной составляющей – доли древесины сосновых деревьев. Отличается более низким температурным порогом размягчения, темным цветом. Температура плавления начинается от 52 градусов, кислотное число варьируется от 145 до 175. Наличие жирных кислот в составе – 10%, если произвести химическое осветление вещества, он будет более похож на живичную субстанцию.
В сульфатцеллюлезном производстве выделяется побочный продукт – таловая канифоль. Подразделяется на несколько сортов по качеству и назначению, способ получения из сульфатного мыла. Более дорогие разновидности не уступают по свойствам натуральному продукту.

Подробное знакомство с основой поделки приводит к выводу, что он относиться к категории флюсов. В случае, когда не оказывается под рукой нужного предмета, можно использовать сварочную буру.

Виды паяльной канифоли

Реализация канифоли происходит разбавленным и чистым видом. Очищенное сырье существует в форме палочки или кусков. Более дорогими и сложными по производству являются флюсы жидкого типа. Наиболее простой вариант спиртосодержащий, состоящий из раствора канифоли и спирта, разведенный практически равными пропорциями. Данный раствор не вызывает реакций при использовании, предотвращает коррозию и не проводит электрический ток.

Живичная канифоль по ГОСТ 19113-84

Изготовления спиртового раствора может быть выполнено в домашних условиях. Важно соблюдать последовательность действий:

Необходим этиловый спирт в малых количествах, крепостью не менее 70°. Найти его можно в аптеке или местах реализации подобных изделий.
Канифоль живичная измельчается до песчаного состояния ступкой, после этого необходимо добавить спирт в соотношении 70 на 30.
В случае отсутствия под рукой спирта, возможно использовать аналогичный растворитель, к примеру бензин или ацетон. Добавлять размягченную субстанцию необходимо малыми порциями, перемешивая до полного растворения.

Более современная модель раствора имеет вместо спирта глицерин. Приготовление происходит тем же способом, данный материал более удобен в работе. Его можно непосредственно наносить на спаиваемые детали, имеет более твердую форму относительно раствора. Некоторые припои реализуются уже с готовым флюсом посередине проволоки. Вариант удобен при действиях, однако высокая цена и отсутствие в мелких торговых токах могут привести к эксплуатации таловой канифоли.

Получение жидкой канифоли

Канифоль сосновая имеет следующие характеристики:

Температура кипения начинается от 250 °C, зависит от состава и добавленных примесей.
Размягчение происходит на пороге 52-72 °C.
Теплопроводность элемента – 0,1 ккал/м, теплотворность – 9100 ккал/кг.
Расширение в расплавленном состоянии равняется коэффициенту 0,05, кислотное число от 145 до 175.

Основной разновидностью материала является прозрачная колофонская смола, применяется твердым состоянием, имеет светло желтый оттенок. Основой для качественного производства продукции используется абиетиновая кислота, занимающая большую долю в составе вещества.

Свойства канифоли

Низкотемпературный флюс, применяется с легкоплавкими припоями, температура плавления не позволяет использовать канифоль при действиях с твердыми элементами пайки. Основные свойства определяются составом и способом приготовления, даже дорогие разновидности не отличаются высокой активностью.

Свойства канифоли

Изделие в неопытных руках может быть использовано несколько раз.

Канифоль имеет относительный плюс, обладая повышенной растекаемостью, тем самым, воздействие небольших температур может надежно разместить материал на месте. Данное свойство допускает работу в труднодоступных местах, помогает удалить окисленный налет с поверхности ремонтируемого изделия. Жидкая субстанция растекается или наносится на изделие предварительно, тем самым работая без температурного воздействия. Свойства могут отличаться наличием химических добавок. Температура плавления канифоли начинается от 52 °C, вне зависимости от марки.

Основной составляющей качественного продукта является абиетиновая кислота соляного типа, соотношением от 60 до 90%. Количество кислоты определяется от назначения, более дорогие марки имеют большое содержание канифоли. Основа для натуральных разновидностей – около 20% нейтральных веществ, количество химических кислот достигает до 10% путем применения определенного способа производства. Жидкие разновидности имеют в составе разбавитель, эфир, спирт, бензин и т.д.

Применение канифоли

Перед применением канифоли важно понимать, что с тугоплавкими припоями использование невозможно. Температура кипения – 250 °C, в этом состоянии вещество испаряется. Флюсом определяется вспомогательное сырье, с помощью которого очищается поверхность от окисления, грязи и прочих неудовлетворяющих при пайке воздействий.

Состав и свойства канифоли позволяют растворять при нагреве различные оксиды, состоящие из меди, олова, либо свинца.

Благодаря характерной особенности к очищению от окислов, применяется при очистке металла при пайке. Изделие применяется зачастую в домашних условиях, на производственных линиях используется припой с добавлением к составу флюса.

Использование канифоли при пайке

Наиболее распространенный способ пайки колофонской смолой:

паяльник подготавливается к работе, путем нагрева до рабочей температуры;
на конце жала инструмента размещается вещество легкоплавкого типа, оно применяется качеством припоя, обычно состоит из отлива со свинцом с добавлением цинка, кадмия или висмута;
вместе с веществом паяльник опускается во флюс, характерный дым указывает на произведенную реакцию, процесс происходит как можно быстрее, до испарения.

Метод применяется при наличии определенного опыта, при работе могут возникнуть некоторые трудности у неопытных мастеров.

Техника пайки канифолью

Любые работы можно облегчить с применением некоторых изделий, пайка материалов не исключение. Для работы понадобится основа жидкого флюса – этиловый спирт. Изготовление возможно собственными усилиями, достаточно измельчить продукт и смешать с растворителем.

Пайка канифолью

Жидкий раствор позволяет проникнуть к труднодоступным местам, наносится непосредственно на площадь объекта.

Нанесение производится при помощи кисти или зубочистки, после этого подготавливается паяльник.
На разогретый паяльник наносится припой нужными количествами, в зависимости от размера соединения. Большим количеством припоя можно задеть соседние контакты, что нарушит схему работы ремонтируемого прибора.
Распределение припоя происходит равномерно, надежного соединения можно достигнуть, прижав элемент к плате небольшим усилием.
После снижения температуры, удаляются остатки флюса, т.к. он может растечься по соседним деталям и нарушить электропроводность.

Данный способ более удобен, помогает соединить даже мелкие детали. Паяльник используется в зависимости от соединения, температурный режим подбирается от параметров плавления припоя.

Основные достоинства

Каждый материал имеет определенные достоинства и недостатки, канифоль зарекомендовала себя при паяльных действиях на протяжении многих лет, используется по сей день. Основные достоинства материала:

Диэлектрические свойства помогают избежать ненужных контактов на поверхности пайки.
Доступная цена по сравнению с аналогами, имеется в свободной продаже в любых торговых точках радиоэлектроники.
Процесс пайки с использованием изделия может производиться вне зависимости от окружающей среды, уровня влажности, температуры воздуха.
Свойства изделия имеют защиту от воздействия к влаге, обдает большим сроком годности.
Препятствует образованию налета ржавчины на металлических конструкциях, обезжиривает изделие.

Канифоль для пайки

Разрешается использовать натуральный продукт без средств индивидуальной защиты, ввиду отсутствия токсичности. Процесс использования не составляет труда, можно изготовить самостоятельно необходимую концентрацию и вид для удобной работы.

Отрицательные стороны

Минусами можно отметить несколько факторов, препятствующих к применению материала в определённых ситуациях.

При отсутствии опыта низкая активность элементоа может потребовать дополнительной обработки. Использование требует некоторых навыков, чтобы сократить время обработки.
Гиперскопичность может не дать веществу выделить видимый пар при обработке, что повлечет коррозию соединения в последующем времени.
Доступно применение к узлам небольшого размера, определенного состава металлов. Продукт применяется к простым металлам, для обработки больших соединений используются другие виды флюсов.
Хрупкая конструкция материала может доставить проблемы при транспортировке. Легко крошится при механических воздействиях.

Существуют другие виды флюсов, активно взаимодействующие с металлом. Такие элементы взаимодействуют с металлом, состоят из хлорида цинка, или аммония. После пайки вещество максимально удаляется с изделия, т.к. возможны процессы коррозии. Нейтральные вещества, такие как канифоль, не взаимодействуют с металлом и не проводят электрический ток.

Водосмываемые и безотмывные флюсы. Что выбрать?

20 Мая 2015

Херьян Дипстратен (Gerjan Diepstraten), Cobar Europe B. V., [email protected]
Тим Лоуренс (Tim Lawrence), Ph.D., Cobar/Balver Zinn, [email protected]

Под редакцией инженера-технолога, к. х. н. Татьяны Кузнецовой
Перевод Артема Вахитова

Отмывать «безотмывный» флюс или использовать паяльную пасту с водосмываемым флюсом? Рассуждениями на эту тему делятся специалисты компании Cobar.

После отказа в 1970-х годах от использования хлорфторуглеродных растворителей для отмывки печатных узлов в электронной промышленности на этапе сборки все шире применяется технология безотмывных флюсов. Среди ее преимуществ — снижение затрат, сокращение числа технологических операций и упрощение процесса аттестации за отсутствием необходимости задавать параметры отмывки.

Для тех, кому нужна повышенная надежность, которую обеспечивает отмывка, сохраняется возможность использовать паяльные пасты с водосмываемыми флюсами, представленными на рынке в широком ассортименте. Этот метод позволяет применять сильно активированные материалы, подходящие для компонентов с плохой паяемостью и/или высокой теплоемкостью, без риска эксплуатационных отказов.

В последние годы стирается грань между описанными двумя стратегиями: некоторые производители прибегают к отмывке остатков безотмывных флюсов, стремясь совместить удобство применения таких флюсов с надежностью, обеспечиваемой отмывкой водой.

В настоящей статье оценивается целесообразность такого подхода.

Водосмываемые и безотмывные флюсы

Помимо способности к флюсованию основным требованием к водосмываемому флюсу является возможность удаления его остатков путем отмывки в воде (желательно без применения химических добавок). Не обязательно, чтобы все компоненты флюса были водорастворимыми. Водосмываемый флюс обычно изготавливается на базе водорастворимого полимера, активированного гидрогалогенидами аминов и органическими кислотами с добавлением подходящих растворителей и реологических модификаторов.

В состав типичного безотмывного флюса входит канифоль (часто модифицированная для улучшения цвета и повышения стойкости к окислению), другие компоненты для улучшения активации (отчасти аналогичные тем, которые применяются в водосмываемых флюсах), ингибиторы коррозии, растворители и желирующие вещества. Основным элементом является канифоль. По своим физико-химическим свойствам она идеально подходит для поставленных целей.

В процессе пайки оплавлением образуется вязкая жидкость, действующая как устойчивый активатор. По окончании этого процесса жидкость затвердевает, обволакивая продукты флюсования и не вступившие в реакцию компоненты флюса. Будучи нерастворимым в воде диэлектриком, канифоль создает местное конформное покрытие, которое защищает находящиеся под ним участки электронных цепей от воздействия различных факторов, например от повышенной влажности.

В отличие от водорастворимых флюсов здесь не требуется, чтобы все остатки флюса были растворимы в том или ином растворителе. Более того, такое требование было бы чрезвычайно обременительным, учитывая широкое разнообразие используемых материалов — от водорастворимых дикарбоновых кислот и гидрогалогенидов аминов до водонерастворимых галогенированных органических соединений и канифоли, а также различных солей, оксидов и гидроксидов металлов, образующихся в процессе пайки. При разработке формул безотмывных флюсов возможность отмывки не предусматривается. Валидация продуктов (в частности, по показателям поверхностного сопротивления изоляции и электрохимической миграции) осуществляется исходя из этого предположения.

Методы отмывки

Омыление — широко распространенный и давно применяющийся метод отмывки. Омылителем называется щелочной материал, при взаимодействии которого с кислотными компонентами загрязнений образуется мыло (соль органической кислоты), растворимое или, по крайней мере, диспергируемое в воде. В этой форме загрязнения удаляются с поверхности. Помимо электроники, омылители применяются во многих бытовых и промышленных моечных системах, например, в качестве моющих средств для посудомоечных машин. В электронике основным объектом отмывки являются остатки канифольного флюса. В результате реакции омылителя с его кислотными компонентами образуется канифольное мыло. По аналогичному механизму удаляется непрореагировавшая карбоксильная кислота. Так как омылитель применяется в форме водного раствора, он действует и на остатки водорастворимых флюсов. Однако в зависимости от тщательности процесса отмывки водонерастворимые и неомыляемые загрязнения могут удаляться не полностью.

На рынке представлено множество различных гликольэфирных чистящих растворителей. Как правило, они тоже хорошо растворяют канифоль, но не столь эффективны в отношении других флюсовых загрязнений, особенно более полярных (с низкой молекулярной массой) карбоксильных кислот. Полуводная технология, при которой растворитель смешивается с водой или предусматривается дальнейшее ополаскивание в воде, позволяет удалять более широкий спектр загрязнений.

При отмывке чистой водой (без омылителя) удаляются только водорастворимые загрязнения, если только нет значительного физического воздействия или высокой температуры для создания эффекта физического «трения». Последний вариант может быть действенным, но ставит под угрозу целостность печатной платы.

Практическая возможность отмывки безотмывного флюса

Эксперимент

Есть множество причин не отмывать безотмывный флюс, но интерес к такой возможности растет. Формула безотмывного флюса такова, что он обволакивает активаторы, оставшиеся на плате после пайки. Он не рассчитан на отмывку, и поэтому его остатки труднее удалить с печатного узла.

Эти остатки содержат активаторы, желирующие вещества и смолы. Их количество зависит от состава паяльной пасты и условий технологического процесса (например, температуры оплавления), воздействию которых подвергался печатный узел.

При проведении первого эксперимента исследовалась возможность отмывки безотмывного флюса и определялось влияние различных параметров на качество отмывки. Он был спланирован как полный факторный эксперимент со следующими параметрами и уровнями.

Таблица 1. План эксперимента

Фактор	Единицы измерения	Уровень 1	Уровень 2	Уровень 3
Температура отмывки	°C	35	50	65
Время отмывки	мин	5	10	20
Концентрация омылителя	%	Только деионизированная вода	Деионизированная вода + 10% отмывочного средства	Деионизированная вода + 20% отмывочного средства

Эксперимент был выполнен на небольшом лабораторном отмывочном устройстве. Паяльная паста была нанесена печатным способом на медные образцы (трафарет размерами 107×76×0,2 мм с тремя круглыми отверстиями с диаметром апертуры 6,5 мм).

Образцы были подвергнуты пайке оплавлением в конвекционной печи по типовому профилю для оловянно-свинцовых припоев с пиковой температурой 215 °C. Затем была произведена отмывка образцов при различных значениях концентрации омылителя, температуры и времени отмывки. Остаток был взвешен на весах с четырехзначным отсчетным устройством.

Средняя масса паяльной пасты, нанесенной на образцы, равнялась 0,07 г. Остаток флюса после пайки составил 51%. Остальные 49% испарились в процессе пайки оплавлением.

Анализ данных

Все факторы эксперимента (температура, концентрация и время отмывки) существенно повлияли на результат. Отмыть безотмывный флюс чистой деонизированной водой не удалось, так как он содержит неполярные водонерастворимые остатки, удаляемые только с использованием добавок, например омылителей.

Рис. 1. Доля флюса, удаленного с печатной платы. Приведенные значения являются средними от уровней параметров

Наибольшее влияние оказали концентрация отмывочного средства и время отмывки. На рис. 2 показано соотношение между обоими факторами.

Рис. 2. Степень чистоты печатной платы как функция времени отмывки и концентрации омылителя

Дополнительные эксперименты по отмывке

На основе этих данных были выбраны два метода отмывки тестовых печатных плат, пайка которых осуществлялась тремя различными паяльными пастами с безотмывными флюсами:

струйный;
ультразвуковой.

После пайки тестовые платы отмывались, а качество их отмывки проверялось путем визуального контроля и с помощью измерителя уровня ионных загрязнений.

Максимально допустимый остаток флюса на печатном узле регулируется стандартом IPC J-STD-001E: печатные узлы класса 1 — менее 200 мг/см²; печатные узлы класса 2 — менее 100 мг/см²; печатные узлы класса 3 — менее 40 мг/см².

Аэрозольный метод тестировался в машине для групповой отмывки с использованием отмывочного средства на водной основе при следующих параметрах.

Таблица 2. Условия групповой аэрозольной отмывки

Параметр	Значение
Концентрация омылителя	20%
Время отмывки	12 мин
Температура отмывки	60 °C
Ополаскивание	6 циклов, деионизированная вода
Время сушки	12 мин
Температура сушки	65 °C

Ультразвуковая отмывка печатных узлов является предметом дискуссий уже на протяжении 50 лет. Согласно стандарту IPC-STD001E ультразвуковая отмывка допустима в следующих случаях:

печатные платы без компонентов или печатные узлы, содержащие только зажимы или соединители, но не электронные компоненты;
печатные узлы с электронными компонентами — только если производитель может документально подтвердить, что воздействие ультразвука не ухудшает механические или электрические характеристики изделия или компонентов, подвергающихся отмывке.

Современные ультразвуковые отмывочные машины работают на переменной частоте во избежание возникновения потенциально вредных гармоник. Тестовая плата без компонентов отмывалась в ультразвуковой отмывочной установке с одной ванной.

Таблица 3. Условия ультразвуковой отмывки

Параметр	Значение
Концентрация омылителя	20%
Время отмывки	12 мин
Температура отмывки	60 °C
Частота	30 кГц
Ополаскивание	4 цикла, деионизированная вода
Время сушки	8 мин
Температура сушки	65 °C

Визуальный контроль плат после отмывки показал, что все остатки флюса были удалены и паяные соединения выглядели чистыми.

Паста с безотмывным флюсом и SnPb-припоем — до
отмывки

Паста с безотмывным флюсом и SnPb-припоем — после отмывки

Паста с безотмывным флюсом и припоем SAC305 — до отмывки

Паста с безотмывным флюсом и припоем SAC305 — после отмывки

Паста с безотмывным флюсом и припоем SN100C — до отмывки

Паста с безотмывным флюсом и припоем SN100C — после отмывки

На тестовых платах был измерен уровень остаточных ионных загрязнений. Результаты для трех различных сплавов и двух методов отмывки показаны на рис. 4.

Рис. 4. Уровни остаточных ионных загрязнений: существенно ниже максимума в 40 мг/см2 во всех случаях

Зона риска: малоразмерные компоненты с малым зазором между платой и корпусом

Между соседними проводниками в присутствии электрического поля во влажной среде может происходить электрохимическая миграция. Металл анода растворяется с возникновением металлических ионов (катионов), которые мигрируют к катоду. На катоде они восстанавливаются и образуют дендриты, растущие по направлению к аноду. В итоге это может привести к короткому замыканию. Даже когда этого не происходит, в пределах электрохимической ячейки, возникающей между проводниками, снижается поверхностное сопротивление изоляции. Оба эффекта потенциально угрожают целостности электрических цепей, особенно тех, что содержат малый шаг между проводниками.

В частности, угрозу надежности изделия представляют остатки высокоактивных органических кислотных, галоидных или галогенизированных флюсов в малых зазорах под корпусами компонентов, не удаленные в процессе отмывки после пайки.

Существующие методы управления технологическими процессами и обеспечения качества не позволяют надежно выявлять остатки флюса в этих местах.

Если применяется водосмываемый флюс, печатный узел необходимо полностью отмыть от его остатков, иначе может пострадать надежность (например, из-за риска роста дендритов). Более серьезная проблема возникает в связи с распространяющейся в последнее время практикой отмывки безотмывных флюсов слабым раствором отмывочного средства в деионизированной воде. Как и в случае водосмываемого флюса, остатки флюса на печатном узле могут стать причиной отказа, поскольку попытка отмывки нарушает защитные свойства канифоли.

Одной из важных тенденций в электронике является миниатюризация. Размеры компонентов постоянно уменьшаются. В связи с этим растут требования к точности работы устройств трафаретной печати и автоматов установки компонентов, а в паяльных пастах порой приходится использовать порошок припоя типов 4 или 5 вместо типа 3. Применение более мелких порошков вынуждает пересмотреть композицию флюса. У мелкого порошка больше площадь поверхности металла, поэтому он может требовать большего количества флюса или иной системы активации. Чем больше флюса в паяльной пасте, тем большее его количество остается под небольшими компонентами после пайки.

Еще один эффект, возникающий при малом шаге между компонентами, — это гроздевидное комкование припоя из-за недостаточного слипания. Термином «гроздевидное комкование припоя» (solder graping) обозначают последствия плохого смачивания, когда паяльная паста частично расплавилась, но до конца не спаялась или не растеклась. Гроздевидному комкованию могут способствовать как дефекты порошка припоя (окисление, загрязнение металла), так и неоптимальный состав флюса (необходимость в более сильном активаторе или добавках, повышающих температурную стабильность).

Гроздевидное комкование не следует считать дефектом, если лишь внешние шарики припоя соприкасаются с расплавленной массой припоя и остаются ее частью, не нарушая требований к минимальному электрическому зазору.

Нерасплавленные шарики припоя могут застревать в остатках флюса и в худшем случае приводить к образованию мостиков припоя.

Рис. 5. Гроздевидное комкование припоя на компонентах типоразмера 0603

При отмывке этих плат остатки флюса полностью удаляются вместе с застрявшими шариками припоя, если те не соединены с расплавленной массой припоя (рис. 6 и 7).

Рис. 6. Шарики припоя, застрявшие в остатках флюса поверх галтели припоя на контактной площадке вывода микросхемы в корпусе типа SOIC

В случае цепей с малым шагом между проводниками наблюдается непропорционально высокое содержание окислов на контактных площадках и поверхности выводов компонентов при меньшем количестве флюса (меньших объемах паяльной пасты).

Рис. 7. Отмывка безотмывного флюса привела к удалению всех его остатков, в том числе застрявших шариков припоя

Миниатюризация компонентов затрудняет отмывку. Расстояния между контактными площадками резко сокращаются с 3,5 мм для компонентов типоразмера 2010 до 0,1 мм для компонентов типоразмера 01005. Растет риск образования мостиков припоя, электрохимической миграции и других неблагоприятных эффектов, а зазор между корпусами компонентов и платой сужается. В связи с этим возникает потребность в отмывочных составах с низким поверхностным натяжением и достаточной капиллярной силой для проникновения под эти малоразмерные компоненты.

Рис. 8. Типоразмеры компонентов и зазор между корпусом и платой

После демонтажа припаянных SMD-компонентов стало очевидно, что весь объем пространства под компонентами типоразмера менее 0603 был полностью заполнен остатками флюса из паяльной пасты, препятствующими проникновению отмывочного средства.

Для того чтобы проверить отмываемость малоразмерных компонентов с малым зазором между корпусом и платой, печатный узел был подвергнут отмывке в лабораторном устройстве, которое использовалось в спланированном выше эксперименте. Отмывка производилась в течение разного времени с помощью того же отмывочного средства (в концентрации 20%) при температуре 50 °C. Затем компоненты были демонтированы для визуального контроля наличия остатков флюса.

Таблица 4. «0» — остатки удалены полностью; «–» — остатки удалены частично; «X» — остатки не удалены

	Время отмывки
Компоненты	20 мин	40 мин	60 мин
MELF	–	0	0
0402	X	–	0
0603	X	–	0
1206	X	X	–

Термопрофили пайки оплавлением и их влияние на количество остатка флюса

Качество пайки конкретной паяльной пастой и последующей отмывки зависит от термопрофиля пайки оплавлением. Профиль нагрева также влияет на смачивание, количество остатка флюса и твердость (отмываемость) остатков.

В целях определения условий наилучшего смачивания для паяльной пасты и количества остатка флюса на печатном узле после пайки был спланирован эксперимент по методу Тагучи.

Факторы, учтенные в эксперименте, описывают три критически важных фазы процесса пайки: скорость нагрева, время выдержки и пиковую температуру пайки. Четвертый фактор — атмосфера (воздушная или азотная).

Для оплавления паяльной пасты, нанесенной на медные образцы методом трафаретной печати, использовался термогравиметрический анализатор. На образцы по 100-мкм трафарету наносился отпечаток паяльной пасты диаметром 1,5 мм. По измеренной потере массы в ходе пайки определялось количество остатка флюса. Под микроскопом измерялся диаметр участка смачивания. По сделанному шлифу паяного соединения определялись высота галтели припоя и краевой угол смачивания (чем меньше этот угол, тем лучше смачивание).

Рис. 9. Усредненные характеристики влияния различных параметров на смачивание (чем меньше краевой угол смачивания, тем лучше)

Для оловянно-свинцовых сплавов наилучшее растекание достигалось при быстром нагреве и пиковой температуре 215 °C в атмосфере азота.

Паяльная паста с водосмываемым припоем содержит более сильные активаторы, что приводит к лучшему смачиванию. Средний краевой угол смачивания для паяльной пасты с водосмываемым флюсом был на 1° меньше, чем для паяльной пасты с безотмывным флюсом.

Рис. 10. Параметры профиля пайки в плане эксперимента по методу Тагучи

Свинцовые и бессвинцовые припои

Применение бессвинцовых припоев создает многочисленные дополнительные трудности при отмывке. В этих условиях привлекательным вариантом являются водосмываемые флюсы, так как в них можно использовать более сильные активаторы. Но из-за повышенных температур пайки у таких флюсов тверже остаток, что затрудняет отмывку.

Остаток флюсов этого типа труднее смывается из-за большей молекулярной массы, более сложной структуры ингредиентов и большего количества побочных продуктов реакции.

У бессвинцовых сплавов поверхностное натяжение приблизительно на 20% выше, чем у оловянно-свинцовых. Это сказывается на характеристиках смачивания. Результат можно увидеть, измерив краевой угол смачивания паяного соединения.

Оптимальные параметры для каждой паяльной пасты были определены по методу Тагучи. Затем в ходе проверочных экспериментов с оптимальными настройками были получены следующие данные.

Таблица 5. Краевой угол смачивания для различных паяльных паст, нанесенных на медные образцы и подвергнутых пайке оплавлением в атмосфере азота при оптимальных условиях

	Краевой угол смачивания, °		Остаток флюса, %
	Безотмывный флюс	Водосмываемый флюс	Безотмывный флюс	Водосмываемый флюс
SAC 305	19,2	16,9	23,2	55,7
SN100C	17,9	14,8	18,8	50,8
SnPb	9,5	9,2	21,2	59,4

С помощью термогравиметрического анализа измерялся остаток флюса после пайки. В случае бессвинцовых припоев остаток был меньше из-за более высоких температур в профиле пайки по сравнению с оловянно-свинцовыми припоями.

По своему составу водосмываемый флюс кардинально отличается от безотмывного. Его остаток на печатной плате имеет большую массу и совершенно иной состав. Он гигроскопичен и активен, но легко удаляется даже деионизированной водой.

Заключение

Отмывочные средства стали совершеннее, и отмывка после пайки превратилась в рентабельный этап производственного процесса в условиях, когда важнейшими факторами, угрожающими эксплуатационной надежности, являются коррозия и утечка тока.

Одной только деионизированной воды может оказаться недостаточно для удаления остатков флюса под малоразмерными SMD-компонентами. Она позволяет удалять только неионные остатки с поверхности печатной платы. Ввиду высокого поверхностного натяжения деионизированная вода неспособна проникать под компоненты с малым зазором между корпусом и платой.

Остаток безотмывного флюса можно отмыть, но чистая деионизированная вода не позволяет удалять твердые остатки, которые выделяют воду, а не растворяются в ней. Для полного удаления смол необходим омылитель.

Рис. 11. Риск снижения надежности для различных формул флюсов

Для полного смывания остатка предпочтительно использовать паяльную пасту с водосмываемым флюсом, потому что он легко удаляется, содержит более сильные активаторы и безопасен после отмывки. При неполном смывании есть риск снижения надежности (с миниатюризацией риск возрастает из-за малого зазора между корпусами компонентов и платой, высокой плотности монтажа, малой толщины проводников и малого расстояния между ними).

Флюсы для жидких и пастообразных канифолей, тип R, RMA, RA

Описание флюсов для канифоли

Тип R (канифоль): Неактивированный канифольный флюс для пайки меди. Остатки не вызывают коррозии и не проводят ток.
Тип RMA (канифоль умеренно активированная): Канифольный флюс умеренно активированный, не содержащий хлоридов. Для припоев с высоким содержанием свинца.
Тип RA (канифоль полностью активированная): канифольный флюс с высокой активностью, идеально подходящий для сплавов с высоким содержанием свинца.

Superior № 97 Жидкий канифольный флюс типа R идеально подходит для пайки печатных плат, проводов, кабелей и полупроводников общего назначения, а также для ручной пайки.№ 97 полностью не содержит каких-либо активаторов и оставляет после пайки некоррозионные, непроводящие и устойчивые к грибкам остатки. № 97 может использоваться для автоматической и ручной пайки и отвечает всем требованиям Mil-F-14256C, тип R.

Superior № 99 Жидкий канифольный флюс типа RMA идеально подходит для пайки печатных плат, проводов, кабелей и полупроводников общего назначения, а также для ручной пайки. № 99 может использоваться для автоматической и ручной пайки и отвечает всем требованиям Mil-F-14256C, тип RMA.

Superior No. 100 Тип RA жидкий канифольный флюс – идеальный активированный канифольный флюс для пайки печатных плат, проводов, кабелей и полупроводников.

Superior No. 100HT Жидкий канифольный флюс типа RA разработан с использованием специальной комбинации активатора и растворителей для работы с высокотемпературными припоями.

№ 9000 Флюс канифольной пасты типа RMA был разработан для промышленных рабочих сред. Он имеет отличную смачивающую способность и стабильную вязкость, не содержит галогенов и галогенов.№ 9000 соответствует всем требованиям Mil-F-14256C, тип RMA.

№ 8600 Тип RMA – революционный флюс канифольной пасты, остатки которого полностью растворимы в воде. Этот универсальный флюс обладает преимуществами канифольного флюса с уникальным преимуществом водорастворимости.

Доступны дополнительные флюсы для канифоли, в том числе флюс для испытаний на паяемость, чтобы соответствовать требованиям испытаний J-STD-004 для канифольных флюсов.

Канифольный флюс или водорастворимый

Стенограмма

Фил
Добро пожаловать на Board Talk.Это Фил Зарроу и Джим Холл из ITM Consulting. На сегодняшний день вопрос касается флюсов.

«Каковы основные различия между флюсами на основе канифоли и водорастворимыми флюсами? И, если предположить, что у нас есть обновленное оборудование и системы очистки для обработки любого процесса, при каких обстоятельствах мы должны использовать один процесс по сравнению с другим?»

Jim
Это очень интересный вопрос, но я хочу, чтобы слушатели были осторожны с утверждением в конце этого вопроса: «У нас есть системы очистки, которые также могут очистить.«Итак, мы не рассматриваем процесс без очистки. Это важно, потому что, если вопрос стоит между водорастворимыми и неочищенными, это совсем другой вопрос.

Если мы думаем об очистке, гораздо предпочтительнее использовать водорастворимые. Почему? Потому что он предназначен для очистки, и в большинстве случаев его можно мыть горячей водой без какой-либо дополнительной химии.

Обратите внимание, я сказал: «В большинстве случаев». Кроме того, это дает нам гораздо более широкое окно для активации, которое мы можем добавить в поток.Таким образом, для получения более прочной пайки, обработки более широкого диапазона паяемости ваших материалов, ваших выводов и ваших печатных плат, обычно выбирают водорастворимый.

Большинство высококвалифицированных людей традиционно использовали водорастворимые флюсы, потому что они более прочные, обеспечивают более надежный процесс пайки и их легче чистить. Потому что с канифолью вам нужно использовать какой-то химический состав, либо омылитель в системе на водной основе, либо другой растворитель.

Помните, мир электроники начинался со всех флюсов на основе канифоли, и мы очищали их с помощью фреонов и трихлора.И это было здорово, но мы больше не можем использовать фреоны и трихлор, поэтому нам приходится переходить на более сложные и дорогие растворители. Не то чтобы они не работали, но если бы у нас был выбор, мы бы традиционно использовали водорастворимые.

Тем не менее, проблема водорастворимой совместимости с температурами бессвинцовой пайки затуманивает воду.

Основной сценарий, который обнаруживают многие люди, заключается в том, что при более высоких температурах пайки, требуемых для ваших бессвинцовых сплавов, большинство водорастворимых формул уже не так легко чистить.Некоторые люди утверждают, что возможность мыть их простой водой ненадежна – нужно добавить какой-то химический состав.

Там много информации – заявления делаются – мы не собираемся их поддерживать. Мы просто сообщаем о том, что, в то время как для олова и свинца большинство людей чувствовали себя комфортно, используя водорастворимый раствор и хорошо очищаясь только водой при более высоких температурах.

Другое дело – низкопрофильные компоненты, типа QFN. У них очень маленькие стойки, что затрудняет их очистку простой водой.

Итак, эти проблемы подталкивают нас к использованию химии, что может вновь открыть проблему использования флюса на основе канифоли. Поскольку вы собираетесь чистить, если вы все равно используете химию, может быть, это более желательно.

Я думаю, с точки зрения пайки, вы предпочтете использовать водорастворимый флюс из-за потенциала более сильных кислот.

Phil
Что ж, я думаю, что это достаточно лаконичный ответ на этот вопрос. Как всегда, хорошая работа, Джим.

Это Джим Холл и Фил Зарроу из ITM Consulting, которые говорят, что неважно, какой тип флюсовой системы вы используете, не паяйте, как мой брат.

Jim
И не паяй, как мой брат. Держите этих детей подальше от флюса, чем бы он ни был.

канифоль в флюсах для пайки: сложный материал | | Блоги Indium Corporation | Флюс | Жидкий флюс

Что в канифоли? Сок сосновый рафинированный под другим названием …

IPC J-STD-004B Поправка 1 определяет канифольный флюс как: в основном состоящий из натуральной канифоли (канифоли), извлеченной из олеорезина сосен и очищенной. Используемые канифоли должны иметь минимальное кислотное число 130, как определено в ASTM D-465.

Далее он определяет смолу как: в основном состоящую из синтетических смол и / или природных смол, отличных от канифольных типов.

Приведенные выше определения дают производителям флюсов огромную гибкость в том, как мы определяем наши флюсы, и с практической точки зрения мы действительно пришли к выводу, что классификация чего-либо как RO или RE не имеет большого значения, потому что с учетом сегодняшних технологий Классификация RO или RE мало что говорит о его свойствах флюса.

Все канифоли являются смолами, но не все смолы являются канифолями. Мы обязаны тому факту, что мы классифицируем флюсы как канифоль, благодаря тому, что сок сосны обладает флюсующими свойствами, но при этом является диэлектриком и нерастворим в воде. Этот факт не ускользнул от производителей военной электроники, которым настолько понравились свойства канифоли, что они приложили немало усилий, чтобы определить лучшую канифоль, как канифоль из жевательной резинки класса WW , и ее свойства, из которых по контракту должно было производиться оборудование военного уровня. выпущен до J-STD.Несмотря на то, что J-STD был выпущен в 1995 году, мы все еще видим некоторые устаревшие контракты MIL, требующие флюсов MIL-SPEC. Канифоль марки WW (водно-белый, определяющий ее цвет) нашла свое применение как в MIL-F14256 (флюс), так и в QQ-S-571 (порошковый припой, паста и сплавы), и она прижилась.

Из чего изготовлена жевательная канифоль марки WW? Канифоль – это очищенный сок, который получают из живой сосны и родственных ей деревьев. Канифоль, напротив, получают из измельченных пней и бревен. Однажды я видел химический анализ канифоли марки WW, которая производилась на соснах в Джорджии… где-то за эти годы я потерял ее след.Полный химический анализ включал от 40 до 50 различных компонентов из следующих семейств химических веществ, основным из которых является абиетиновая кислота, включая различные изомеры, димеры, полимеризованные формы каждой кислоты:

абиетиновая кислота
неоабиетиновая кислота
дегидроабиетиновая кислота
палюстровая кислота
левопимаровая кислота
пимаровая кислота
изопимаровая кислота
терпенов

Хотя канифоль сама по себе представляет собой сложную смесь химических веществ, что еще больше усложняет ситуацию, канифоль не только поступает со всего мира и имеет различные соотношения кислотных компонентов, но также можно выделить многие из них. отдельные фракции канифоли и очистить их до единого чистого канифольного химического вещества.Таким образом, компании, производящие флюсы, могут производить флюсы для канифолей, содержащие канифоли (или смолы) с разными температурами плавления или размягчения. Очищенная канифоль, выходящая из дерева, имеет температуру размягчения около 77 ° C, что означает, что этот тип канифоли будет размягчаться во время испытания на сопротивление изоляции поверхности (SIR) при 85 ° C. Лучшим выбором для обеспечения высокой надежности в условиях высокой температуры и влажности может быть канифольная фракция, которая размягчается при 95 ° C или 120 ° C. Выбор канифоли влияет как на смачивание, так и на надежность, и даже влияет на то, как остаток работает при других тестах, таких как тест Foresite C3.Но это тема другого дня.

Indium Corporation разрабатывает свои флюсы, паяльные пасты и порошковую проволоку из лучших материалов для требуемой работы. Обычно, если материал представляет собой канифоль марки WW или фракцию канифоли, очищенную от канифоли, мы обозначаем флюс как RO. В современной индустрии флюсов способ классификации флюсов – это вопрос выбора, если определение близко к определению, приведенному выше в IPC. Надеюсь, это не сбивает с толку пользователя flux.Классифицируется ли что-либо как RO или RE, не имеет большого значения.

ELS: ms3

канифольный жидкий флюс | Кэнфилд Технологии

ЛУК 625 Флюс

BOW 625 – это неактивированный канифольный флюс, состоящий из чистой водно-белой канифоли и изопропилового спирта. Этот флюс соответствует всем требованиям флюса типа R в соответствии с MIL-F-14256D. Он также соответствует J-STD-004 типа ROLO.

BOW 625 может использоваться на всех критических и чувствительных электронных сборках, где удаление остатков флюса невозможно.Этот флюс рекомендуется для использования в оловянных многожильных проводах, выводах компонентов и при ремонте печатных схем. Его также можно использовать в качестве флюса для проверки паяемости для контроля качества входящих печатных плат и выводов компонентов.

ЛУК 640 Флюс

BOW 640 – это неактивированный канифольный флюс, состоящий из чистой водно-белой канифоли и изопропилового спирта. Он соответствует всем требованиям для флюса типа R согласно MIL-F-14256D. Он также соответствует J-STD –004 Тип ROLO. BOW 640 можно использовать на всех критических и чувствительных электронных узлах, где удаление остатков флюса невозможно.Этот флюс рекомендуется для использования в оловянных многожильных проводах, выводах компонентов и при ремонте печатных схем.

ЛУК 785 Флюс

BOW 785 – канифольный флюс с умеренной активностью, разработанный для удовлетворения требований высокоскоростной пайки; с активностью, близкой к активности полностью активированного канифольного флюса. Этот флюс соответствует требованиям типа RMA согласно MIL-F-14256. Он также классифицирован как «ROM1» в J-Std-004. Он отлично подходит для лужения многожильных проводов, выводов компонентов и крепления выводных рамок к гибридным схемам.

BOW 1025, 1035 и 1050 Flux

BOW 1025, 1035 и 1050 в соответствии с MIL-F-14256 были одобрены QPL как тип RMA. Хотя способность к флюсу приближается к флюсу типа RA, остатки флюса после пайки не вызывают коррозии и не проводят ток.

Каждый из этих канифольных флюсов был разработан для использования в критических областях, где требуется паять сложные узлы, но технологические требования предусматривают использование флюса типа RMA. Эти флюсы обладают высокой термической стабильностью для пайки многослойных сборок, требующих высокой температуры предварительного нагрева.Воздействие высоких температур предварительного нагрева не ухудшает растворимость остатка в обычных чистящих растворителях. Остатки флюса не вызывают ухудшения сопротивления изоляции поверхности. Использование минимального количества ионных активирующих агентов и неактивный характер остатка позволяет оставлять остаток на сборках печатных плат для многих применений. Остатки флюса также устойчивы к влаге и грибку.

Обзоры экспертов

и руководство покупателя

Цель этого обзора – предоставить вам лучший паяльный флюс, который мы выбрали после обзора десяти самых популярных паяльных флюсов, доступных для покупки. Эти десять потоков сравнивались друг с другом, чтобы выбрать тот, который обеспечивает наилучшую универсальную производительность для людей. Считается, что преимущества и недостатки использования каждого из продуктов помогают принять решение о том, какой флюс лучше всего использовать. Будет кратко изложено, почему был выбран лучший паяльный флюс.

SRA Паяльные изделия Флюс для канифольной пасты № 135 в банке на 2 унции

Идеальный флюс для ремонта электрических и электронных устройств
Содержит 2 унции в банке «Хоккейная шайба»
Разработан для использования с оловом / свинцом и без свинца сплавы
Размеры: 2.Диаметр 5 ″ x 1 ″ В (64 x 25,5 мм)
Не требует очистки
Активный диапазон температур: 93 – 315 ° C / 200 – 600 °

1. Флюсовая банка канифольной пасты № 135 в банке на 2 унции

SRA # 135 – это надежная паста для канифольного флюса, продаваемая в банке на 2 унции, которую лучше всего использовать для пайки электронных предметов. Это прочный флюс, который может выдерживать экстремальные температуры.

2. Паяльная паста LA-CO стандартная 2 унции

Паяльная паста стандартная LA-CO продается во флаконах объемом 2 унции и представляет собой надежную пасту, которая не токсична и не содержит хлорида цинка.Хорошая флюсовая паста для любых погодных условий, хорошее соотношение цены и качества.

3. MG Chemicals 8341 No Clean Flux Paste

MG Chemicals 8341 No Clean Flux Paste в дозаторе Pnrumatic на 10 мл – это паста, предназначенная для облегчения пайки, когда требуется более высокий уровень точности. Чтобы получить максимальную отдачу от этого дозатора, внимательно следуйте инструкциям и обратите внимание на упомянутые недостатки.

4. Ручка для пайки SRA # 312 с низким содержанием твердых частиц

Ручка для пайки SRA # 312 с низким содержанием твердых частиц без очистки 10 мл многоразового использования – это ручка, заполненная флюсом, которая в основном предназначена для переделок. Не совсем подходит для пайки в тяжелых условиях, но он неплохо справляется с переделкой или временным исправлением.

5. Бутылка 125 мл для жидкой канифоли MG Chemicals

Бутылка 125 мл для жидкой канифоли MG Chemicals представляет собой жидкий флюс, который является действительно липким веществом. Хороший универсальный флюс для пайки, очень хорошо склеивает, но наносится с точностью, так как удалить излишки – тяжелая работа.

6. Бутыль с флюсом для пайки ETEPON 959T на 2 унции

Бутыль с паяльным флюсом Kester 959T на 2 унции, без очистки и бессвинцового флюса легче наносить.Он облегчит пайку и является хорошим вариантом нетоксичного связующего. Будет работать даже лучше, если вы нанесете его кистью.

7. Rectorseal 14010 4 унции Nokorode Regular Paste Flux

Rectorseal 14010 4 унции Nokorode Regular Paste Flux – это именно то, о чем говорится, надежно работающая обычная паста для флюса, и, имея 4 унции, вы должны получить много ценность от его использования.

8. Паяльный флюс Harris SCLF16 Stay Clean, флакон на 16 унций

Мы решили, что паяльный флюс Harris SCLF16 Stay Clean, флакон объемом 16 унций является наилучшей пастой для использования в сочетании с паяльниками.Это позволит вам припаять любую поверхность, и это может прослужить долго из-за размера бутылки.

9. Kester 951 No Clean Soldering Flux

Если флюс не чистый, то флакон Kester 951 No Clean Soldering Flux Liquid Reflow 2 унции / 60 мл – отличный выбор. Это надежный исполнитель для новых и ремонтных паяльных работ. Особенно хорош в качестве флюса при пайке электроники.

10. ChipQuik SMD-291 No Clean Flux

ChipQuik SMD-291 No Clean Flux в шприце объемом 10 куб. См / 1 унция с соплом представляет собой надежную пасту, но содержит хлорид цинка. Он выполнит свою работу, но применять его следует только в одноразовых перчатках. Прекрасно подходит для использования со свинцовыми или бессвинцовыми паяльниками.

top 10 Лучшие обзоры флюсов для пайки

1. Банка для флюса канифольной пасты № 135 в емкости на 2 унции

Этот продукт поставляется в банке на 2 унции в форме хоккейной шайбы.
Эта канифольная паста не содержит хлорида цинка и хлорида аммония, поэтому отлично подходит для ремонта электрических устройств.
Канифоль SRA покрывает область пайки, чтобы защитить ее от ржавчины. Это означает, что наличие лишних остатков на паяных частях вообще не проблема.

Плюсы:

Эту пасту можно эффективно использовать в диапазоне температур от 93 до 315 ° C
Она плотно связывает детали друг с другом
Канифоль может предотвратить ржавчину

Минусы:

При слишком длительном хранении он может высохнуть
Погружение паяльника или других предметов в пасту может не нанести нужное количество флюса

2.

Паяльная паста LA-CO Regular 2 унции

Стандартная паста для пайки LA-CO продается во флаконах на 2 унции и представляет собой надежную пасту, которая не токсична и не содержит хлорида цинка. Хорошая флюсовая паста для любых погодных условий, хорошее соотношение цены и качества.