Флюс для пайки

 

Флюс — вещества (чаще смесь) органического и неорганического происхождения, предназначенные для удаления оксидов с поверхности под пайку, снижения поверхностного натяжения, улучшения растекания жидкого припоя и/или защиты от действия окружающей среды. Паяльный флюс не должен взаимодействовать с припоем, кроме флюсов для реактивно-флюсовой пайки. В зависимости от технологии, флюс может использоваться в виде жидкости, пасты или порошка. Существуют также паяльные пасты, содержащие частицы припоя вместе с флюсом; иногда трубка из припоя содержит внутри флюс-заполнитель.

 Классификация                                                      ПРАЙС-ЛИСТ КАНИФОЛЬ, ФЛЮС, ГОИ

Согласно ГОСТ 19250-73 «Флюсы паяльные. Классификация», паяльные флюсы подразделяются по следующим признакам:

 - по температурному интервалу активности: низкотемпературные (до 450 °C) и высокотемпературные (свыше 450 °C);

- по природе растворителя: водные и неводные;

-  по природе активатора определяющего действия: канифольные, кислотные, галогенидные, гидразиновые, фторборатные, анилиновые, стеариновые (низкотемпературные) и галогенидные, боридно-углекислые (высокотемпературные);

-  по механизму действия: защитные, химического действия, электрохимического действия, реактивные;

 - по агрегатному состоянию: твёрдые, жидкие и пастообразные.

 

Флюсы для пайки припоями типа ПОС

1)      Флюсы для пайки чёрных металлов

* Сильно-кислые флюсы («активные флюсы»)  -  Хлорид цинка

* Флюсы средней и малой активности  -  Хлорид аммония

2)      Флюсы для электротехники

Основные требования к таким флюсам — низкий ток утечки и низкая коррозионная активность.

 Простейшие флюсы такого типа создают на основе канифоли — например, растворы канифоли в спирте - этаноле либо других спиртах или спирто-бензиновой смеси. Также часто применяются кислотные флюсы - разнообразные кислоты и их соли, но в связи с большой кислотностью, необходимо промывать место пайки. Даже такой флюс как глицерин, необходимо отмывать от печатной платы, так как он обладает хорошей гигроскопичностью, вследствие чего место пайки быстро окисляется. Исключением является канифоль и её спиртовые растворы из-за того, что она покрывает поверхность и является своеобразным нейтральным защитным покрытием.

3)      Флюсы для алюминиевых сплавов

Хотя алюминиевые сплавы можно паять свинцово-оловянными припоями, лучшие результаты достигаются с многокомпонентными припоями, содержащими цинк, кадмий, висмут и другие металлы.  Применяется «бинарный» флюс: концентрированная ортофосфорная кислота (часто называемая просто фосфорной) — до побеления, затем 20%-я эвтектика (50 мол.%, а.и. 8:11,5) NaOH—KOH в глицерине.

4)      Флюсы для пайки нержавеющих сталей  - Ортофосфорная кислота

 Флюсы для высокотемпературной пайки медно-фосфорными припоями

 При пайке тугоплавкими припоями в качестве флюса используется тетраборат натрия (бура́).

Флюсы применяемые для пайки

 

1)      Флюсы должны удовлетворять следующим основным требованиям:

2)      Температура плавления флюса и его удельный вес должны быть ниже температуры плавления и удельного веса припоя.

3)      Флюс должен полностью расплавляться и иметь хорошую жидкотекучесть при температуре пайки, но в то же время не должен быть слишком текучим, чтобы не «уходить» от места пайки.

4)      Флюс должен своевременно и полностью растворять окислы основного металла, причем флюс должен действовать при температуре на несколько градусов ниже температуры плавления припоя.

5)      Флюс не должен образовывать соединений с основным металлом и припоем, а также поглощаться ими.

6)      Флюс должен равномерным слоем покрывать поверхность основного металла у места пайки, предохраняя его от окисления в продолжение всего процесса пайки. Однако для того, чтобы припой мог сплошным слоем покрывать поверхность основного металла, необходимо, чтобы адгезия флюса к основному металлу (т. е. силы сцепления между флюсом и основным металлом) была слабее, чем адгезия припоя (т. е. силы сцепления между припоем и основным металлом).

7)      Флюс не должен испаряться и выгорать при температуре пайки, а продукты его разложения и окислы должны вытесняться припоем, легко удаляться после пайки и не вызывать коррозии.

 

 Для пайки мягкими припоями применяют кислотные или активные, антикоррозийные, бескислотные, активизированные флюсы. Кислотные или активные флюсы - на основе хлористых соединений - интенсивно растворяют окисные пленки на поверхности основного металла и тем самым обеспечивают хорошую адгезию и, следовательно, высокую механическую прочность соединения. Остаток флюса после пайки вызывает интенсивную коррозию соединения и основного металла, а потому после пайки место пайки нужно тщательно промывать. Для пайки проводников при монтаже электрорадиоприборов применять кислотные флюсы категорически запрещается.

 

Кислотные флюсы

 

К кислотным флюсам относятся хлористый цинк (обычно в виде 30%-ного водного раствора с добавкой 0,6-0,7% свободной соляной кислоты;  составляет около 263˚ С), флюс-паста (хлористый цинк или хлористый аммоний с соответствующим наполнителем: ланолин, вазелин, глицерин и т. п.; tпл = 263° С), флюс «Прима I» (раствор хлористого цинк-аммония в смеси воды и этилового спирта с добавкой глицерина, tпл = 170˚ С).

 

Антикоррозийные флюсы

 

Антикоррозийными флюсами являются флюсы на основе фосфорной кислоты с добавлением различных органических соединений и растворителей, а также флюсы на основе органических кислот. Флюсы этой группы не вызывают коррозии черных металлов и поэтому после пайки не нужно удалять остатки флюса.

 

Флюс ВТС

 

Флюс ВТС (смесь технического вазелина с салициловой кислотой, триэтаноламином и этиловым спиртом) применяется для пайки меди, латуни, бронзы, константана, серебра, платины и сплавов платиновой группы. Этот флюс особенно удобен для пайки электромонтажных соединений, так как он обеспечивает' чистоту и надежность пайки и не вызывает коррозии, даже если остается в местах пайки.

 

Бескислотные флюсы

 

Пайка соединений при монтаже электрорадиоприборов производится, как правило, бескислотными флюсами на основе канифоли.

 

Сосновая канифоль представляет собой в основном смесь смоляных кислот. При хранении на воздухе канифоль поглощает кислород, причем поглощение тем больше, чем выше температура. Измельченная канифоль в смеси с воздухом способна взрываться. Температура плавления (размягчения) канифоли колеблется в пределах от 52˚ до 83° С; при 125˚ С канифоль переходит в жидкое состояние. Основное достоинство канифоли состоит в том, что в расплавленном состоянии (при температуре 150° С) она способна растворять окислы, а после затвердевания на паяном соединении остаток флюса не вызывает коррозии. Остаток канифоли не гигроскопичен и является хорошим изолятором, что также относится к числу достоинств канифоли как флюса для пайки монтажных соединений. Являясь поверхностно-активным веществом, канифоль существенно улучшает растекание припоя.

 

Канифоль относится к флюсам химически мало активным и может применяться при условии, если детали тщательно подготовлены к пайке, т. е. зачищены или залужены.

 В качестве флюсов для пайки монтажных соединений применяют натуральную канифоль (ГОСТ 797-64), а также растворы , канифоли в спирте (флюс КЭ и глицерино-канифолевый).

 

Активированные флюсы

 

Активированные флюсы на основе канифоли применяют для пайки металлов и сплавов, плохо поддающихся пайке с канифолевым флюсом; они также ускоряют процесс пайки меди и медных сплавов.

 

В качестве активизаторов в канифоль вводят в небольших количествах солянокислый анилин, фосфорнокислый анилин, фе-нолевый ангидрид, солянокислый диэтиламин, салициловую кислоту и т. д.

 

Лучшим для пайки монтажных соединений из флюсов этой группы является флюс с анилином.

 

Для пайки твердыми припоями применяются в основном кислотные флюсы, остатки которых необходимо удалять после пайки. В зависимости от температуры плавления они подразделяются: на флюсы с температурой плавления выше 750° С, применяющиеся для пайки тугоплавкими припоями, и флюсы с температурой плавления ниже 750˚ С, применяющиеся для пайки сравнительно легкоплавкими серебряными припоями. В качестве тугоплавких флюсов наибольшее- распространение получили бура и борная кислота. Активной группой этих флюсов является борный ангидрид В2О3, который, вступая в реакцию с окислами металлов, образует бораты.

 

Буру применяют в виде безводной соли Na2В4O7 и в вид( кристаллической соли Na2В4O7 • 10Н2О.

 

Кристаллическая десятиводная бура начинает плавиться при 75˚ С; по мере повышения температуры нагрева бура теряет воду, сильно при этом вспучиваясь и разбрызгиваясь, и постепенно переходит в безводную соль Na2В4O7 (плавленая или жженая бура); плавящуюся при температуре 783° С. Во избежание кипения бурь при пайке ее обычно применяют в прокаленном виде. Кристаллизационную воду удаляют путем нагрева буры до 400 - 450° С. Активное действие буры начинается с температуры 800° С, при более низких температурах бура плохо растекается. Бура в расплавленном состоянии может быть нагрета до высоких температур без заметного испарения, она весьма жидкотекучая и энергично растворяет окислы многих металлов, в особенности меди.

 

Борная кислота является менее активным флюсом, чем бура. Температура активного действия борной кислоты выше, чем буры, и составляет 900° С. Одну борную кислоту редко применяют в качестве флюса. Смеси буры и борной кислоты являются основой большинства флюсов.

Для повышения активности смеси буры и борной кислоты при пайке нержавеющих сталей и жаропрочных сплавов в состав флюсов вводят фтористый кальций и другие добавки.

В качестве легкоплавких флюсов для пайки серебряными и медно-фосфористыми припоями в основном применяют смеси голоидных солей щелочных металлов с борнокислыми солями. Галоидные соли флюсуют окислы главным образом физическим растворением, борнокислые соли оказывают химическое действие.

 

Флюсы применяют в виде пасты, порошка и в жидком виде.

Иногда флюсующее действие производит сам припой с соответствующими добавками раскислителей (например, меднофосфористые припои).