Для чего нужен флюс в пайке?

Какие флюсы применяют при пайке

Флюсы — вещества, обеспечивающие удаление окисей спаиваемых металлов, образуемых при нагреве, а также защиту очищенных перед пайкой металлов от окисления. Флюсы способствуют также лучшему растеканию припоя при пайке.

Флюсы выбирают в зависимости от соединяемых пайкой металлов или сплавов и применяемого припоя, а также от вида монтажно-сборочных работ. Температура плавления флюса должна быть ниже температуры плавления припоя.

По действию, оказываемому на металл, флюсы разделяют на активные (кислотные), бескислотные, активированные, антикоррозийные и защитные.

Активные флюсы содержат в своем составе соляную кислоту, хлористые и фтористые металлы и т. д. Эти флюсы интенсивно растворяют оксидные пленки на поверхности металла, благодаря чему обеспечивается высокая механическая прочность соединения. Однако остаток флюса после пайки вызывает интенсивную коррозию соединения и основного металла.

При монтаже электроаппаратуры применение активных флюсов не допускается, так как с течением времени их остатки разъедают место пайки.

К бескислотным флюсам относят канифоль и флюсы, приготовляемые на ее основе с добавлением спирта, скипидара, глицерина. 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 применение ее в процессе пайки не вызывает разъедания поверхности. Канифоль применяют при пайке меди, латуни и бронзы.

Активизированные флюсы готовят на основе канифоли с добавлением небольших количеств солянокислого или фосфорнокислого анилина, салициловой кислоты или солянокислого диэтиламина. Эти флюсы применяют при пайке большинства металлов и сплавов (железо, сталь, нержавеющая сталь, медь, бронза, цинк, нихром, никель, серебро), в том числе и оксидированных деталей из медных сплавов без предварительной зачистки. Активированными флюсами являются флюсы ЛТИ, в состав которых входит этиловый спирт (66 — 73%), канифоль (20 — 25%), солянокислый анилин (3 — 7%), триэтаноламин (1 — 2%). Флюс ЛТИ дает хорошие результаты при использовании оловянистых припоев ПОС-5 и ПОС-10, обеспечивая повышенную прочность спая. Для пайки меди и медных сплавов, константана, серебра, платины и ее сплавов применяют антикоррозийные флюсы. Они содержат в своем составе фосфорную кислоту с добавлением различных органических соединений и растворителей. В состав некоторых антикоррозийных флюсов входят органические кислоты. Остатки этих флюсов не вызывают коррозии. Антикоррозийный флюс ВТС состоит из 63% технического вазелина, 6,3% триэтаноламина, 6,3% салициловой кислоты и этилового спирта. Остатки флюса удаляют протиркой детали спиртом или ацетоном.

Защитные флюсы предохраняют ранее очищенную поверхность металла от окисления и не оказывают химического воздействия на металл. К этой группе относятся неактивные материалы: воск, вазелин, оливковое масло, сахарная пудра и др.

Для пайки твердыми припоями углеродистых сталей, чугуна, меди, медных сплавов в основном пользуются бурой (тетраборат натрия), которая представляет собой белый кристаллический порошок. Плавится она при температуре 741° С.

Для пайки латунных деталей серебряными припоями флюсом служит смесь 50% хлористого натрия (поваренной соли) и 50% хлористого кальция. Температура плавления 605° С.

Для пайки алюминия применяют флюсы , у которых температура плавления ниже температуры плавления применяемого припоя. Эти флюсы обычно содержат 30—50% хлористого калия.

Для пайки нержавеющих сталей, твердых и жароупорных сплавов медью, медно-цинковыми и медно-никелевыми припоями применяется смесь, состоящая из 50°/о буры и 50% борной кислоты, с добавлением хлористого цинка.

Для удаления остатков флюса после пайки твердыми припоями используют горячую воду и волосяную щетку.

Зачем необходим флюс (канифоль) при пайке

Во многих отраслях промышленности для соединения твердых материалов применяется такой способ, как пайка. Качественная работа зависит от наличия инструмента, оборудования и расходных материалов, одним из которых является флюс. Те, кто в детстве посещал кружок радиолюбителя или любил паять в домашних условия, знает, что такое флюс и зачем он нужен.

Флюс представляет собой особый сплав материалов, обладающий лёгкой структурой и применяемый для соединения двух разных материалов. При этом целесообразнее использовать вещество, подходящее для конкретного материала. То есть, определённый состав для эмалированных металлов, и совершенно другой – для соединения медных предметов.

Но те, кто впервые столкнулся с процедурой, не совсем понимают, для чего нужна канифоль при пайке. Знакомые с детства янтарные кусочки являются самым распространённым флюсом. От их применения пайка получается качественнее и быстрее. Благодаря канифоли припой лучше контактирует с поверхностями обоих материалов.

Задачи флюса при пайке таковы:

• подготовить поверхности двух изделий;
• очистить поверхность от различных плёнок и жиров;
• снизить поверхностное натяжение в припое.

При использовании сплава увеличивается площадь контакта соединяемых предметов, что способствует прочному контакту. А также вещество продлевает срок службы спаянных элементов, потому что предотвращает образование новых процессов окисления в местах соединения. Вот зачем нужна канифоль и другие виды. Узнав, что это такое, следует разобраться с классификацией сплава.

Виды и характеристики

Сплавы для соединения классифицируются по тому, как воздействуют на элементы до, во время и после пайки. Та же канифоль, как и многие составы на её основе, относится к группе малоактивных флюсов. Если для чего такой флюс и нужен, то при пайке микросхем, где возможности состава полностью реализуются. Сплав хорошо удаляет тонкие оксидные плёнки с медных, латунных и других поверхностей. Но при этом не становится причиной возникновения коррозии из-за минимальной активности. При необходимости улучшить свойства канифоли вещество соединяют со скипидаром или спиртом. В итоге получают бескислотные или нейтральные виды. Такой вид часто применяется во время ремонта радиоэлектроники, а также при её производстве. В таких целях выбирается именно этот сплав, потому что флюс является диэлектриком и не образует утечек тока.

Если к канифоли добавляется кислота, то получается третий вид – активированный. Чаще всего в сплав входят органические кислоты и аминовые соединения в малых дозах. С его помощью удаётся соединить медные детали, а также серебряные, железные и никелевые.

Активные флюсы, в состав которых входит соляная кислота, используется для соединения изделий из железа. Но если к ней добавить хлористый цинк, то получается «флюс паяльный». Такой состав выпускается не только в промышленности, но и в домашних условиях.

Он подходит для пайки элементов из серебра, меди и железа. Но флюс категорически запрещён для использования в радиоэлектронике. Потому что сплав обладает высокой электропроводимостью и химической активностью.

Флюсы также бывают антикоррозийными и защитными. Первый вид предназначен для удаления коррозии с поверхности элемента, а второй не допускает образования окислов на уже обработанной поверхности. Коррозийные флюсы рекомендуется применять, если поверхности обоих изделий подвержены появления ржавчины. В их состав входят такие вещества, как:

• салициловая кислота;
• технический вазелин;
• этиловый спирт;
• триэтаноамин.

Защитные флюсы – это знакомый всем вазелин, воск, сахарная пудра и оливковое масло.

Различия между сплавами

Припои и флюсы различаются также по физическому состоянию на жидкие, твёрдые и пастообразные. Благодаря такому разнообразию способы применения значительно расширяется. Например, жидкими славами обрабатывать труднодоступные места изделий, чтобы защитить от окисления. Зато количество подачи пастообразных флюсов легче проконтролировать при паянии.

Другой фактор, по которому различают сплавы – это температура. Существуют вещества, которые проявляют активность при высокой температуре, а есть другая группа, которая плавится при минусовой температуре. Тугоплавкий состав прочнее соединяет изделия. Но есть один нюанс из-за высокой температуры плавления состав может повредить саму деталь и вывести её из строя.

Флюсы, которые плавятся при температуре от 50 до 400 градусов, относятся к группе легкоплавких. Именно их применяют в радиоэлектронике. В состав флюсов входит свинец, олово и другие элементы. У каждого вида сплавов есть своё назначение, с учётом которого и нужно выбирать флюс для определённой работы.

Так, твёрдый флюс следует использовать для пайки изделий с большим диаметром, а мягкие сплавы подходят для соединения тонких поверхностей. Если требуется ремонт металлической посуды, то лучше отдать предпочтение «паяльному флюсу» – раствору цинка с соляной кислотой.

Преимущества сплавов заключается в предохранении ранее очищенных металлических поверхностей от окисления, а также соединении припоя с подготовленной поверхностью. Проверить, так ли уж необходим флюс, можно, если один раз попробовать спаять два разных изделия без вспомогательного материала.

Лучшие заменители

Применяемые в промышленности или профессиональными мастерами составы крайне редко можно обнаружить у простого обывателя в квартире. Но что делать, если возникнет необходимость в пайке. Чем заменить флюс? Одно из самых распространённых веществ – это растворённый в воде аспирин. Состав легко приготовить в домашних условиях – достаточно растолочь одну таблетку и высыпать порошок в ёмкость с водой. Полученный раствор используется как обычный жидкий флюс.

Другой заменитель – это уксусная или лимонная кислота. Эффективность флюсов, приготовленных в домашних условиях, ниже, чем оригинальных , но определённых показателей с ними добиться можно.

Использование концентрированной соляной кислоты – вот что улучшит показатели. Важно только аккуратно обращаться с кислотой, поскольку она опасна для здоровья. Паяемые изделия с помощью такого состава не должны быть тонкими.

Приготовить флюс в домашних условиях можно из ортофосфорной кислоты, которая продаётся в магазине и имеет неплохие показатели. Она прекрасно снимает окислы, жировые налёты и различные плёнки.

По каким характеристикам выбрать состав

Применяемые флюсы выбирают в соответствии со следующими требованиями:

• способности к растяжке;
• прочности;
• способности проводить ток и тепло.

Вещество для пайки выбирается исходя из типа соединяемого металла, температуры как самого сплава, так и достигаемой во время процедуры. Нужно учитывать ещё прочность и устойчивость элементов к коррозии. Выбирая паяльные сплавы, следует использовать те, у которых удельный вес меньше. Тогда припой вытеснит флюс на поверхность изделия при нанесении.

Если выбираются паяльные флюсы для транзисторов, то применяются сверх лёгкоплавкие составы. Максимальная температура, при которой они активизируются, составляет 150 градусов.

Рекомендуем также к прочтению:

Применение флюсов для пайки

Пайка с любыми флюсами одинакова по своей сути. Несмотря на большую разницу в составах, кислотности, состоянии (твёрдые, порошковые, жидкие…) всех их необходимо нанести на паяемую поверхность перед припоем.
В случае с канифолью ткнув в припой и канифоль паяльником надо очень быстро донести испаряющуюся канифоль до места пайки. Донеся, иногда приходится немного размазать паяльником канифоль для лучшего проникновения флюса на все паяемые поверхности (на паяльнике канифоль собирается в определённых зонах). Таким образом, канифоль не лучший флюс как ни странно из-за неудобства его использования. Этот флюс не пригоден для промышленной пайки так — как имеет самую маленькую скорость пайки и очень большой процент холодных паек. Сделанная на его основе «Жидкая канифоль» содержит всего четверть канифоли в своём составе, но благодаря более точному и глубокому проникновению в места пайки (в трубочки а особенно в мешуру экрана ТВ кабелей) позволяет гарантировать быстрый и качественный результат. На основе канифоли составлено много активированных флюсов, лучшим из которых вот уже не первое десятилетие является ЛТИ-120. Этот флюс содержит как повышающие активность добавки так и полностью пасивирующие.
Действие этого флюса напрямую зависит от температуры. При нормальной температуре флюс неактивен и не проводит ток даже на высоких частотах. Остатки флюса твёрдое вещество неподверженное внешним воздействиям. Оно может служить защитным покрытием мест пайки. Из-за чего его иногда называют паяльным лаком. При повышении температуры вступают в дело активные составляющие. По активности флюс сильно напоминает паяльные кислоты.
Из кислотных флюсов можно выделить широко распространённую «Кислоту паяльную». Обладая высокой активностью в пайке, она так же активна в виде холодных остатков и требует немедленного удаления сразу после пайки. В противном случае всего за несколько минут превратит всю пайку в закисшую массу. Удалить можно просто влажной тряпочкой или промыть водой. Но для полной пассивации необходим «Удалитель флюса» фирмы Коннектор или спец. реактивы.
Гораздо более интересно применение флюсов на основе «Ортофосфорной кислоты». Это, прежде всего сама «Ортофосфорная кислота» и «ФИМ». «Ортофосфорная кислота» обладает не худшей активностью, чем «Паяльная кислота», но после пайки обладает меньшей активностью остатков, которые достаточно тщательно удалить влажной тряпочкой. Попросту говоря, после нехитрых манипуляций с протиркой можно добиться абсолютно чистой и блестящей пайки. ФИМ обладает большей текучестью благодаря входящему в его состав спирту и повышенной чистотой пайки.
Есть флюс, который в некоторых случаях превышает активность кислот, а остатки его практически безопасны. Это Глицерин гидразиновый флюс. Его наносят кисточкой на набитую плату. Пайку можно производить в течении дня или даже на следующий день. После пайки его остатки смываются водой.
Странные вещи могут начаться через годы эксплуатации. Виной тому может служить как не аккуратная промывка, так и просто некачественный текстолит (не промытые микротрещины в текстолите). Но бояться этого флюса не надо. Есть большое количество предприятий использующих этот флюс нашего производства в весьма ответственных областях (железная дорога, авиационная техника и т.д.). Трудность удаления этого флюса состоит в том, что в его состав входит глицерин (достаточно густое вещество). Здесь помогает промывка горячей водой лучше с кисточкой. Некоторые импортные флюсы это тот же «Глицерин гидразин» с маленькими вариациями. Но там написано просто, промыть водой. И через какой то годик, когда глицерин выветрится, вход вступит активное вещество и между дорожками возникнет мегаомное сопротивление, иногда пропадающее просто от изменения давления или влажности. Такие неисправности очень трудно найти, а надо было покупать правильный флюс и правильно удалять остатки.
Альтернативой этому флюсу служит ЛТИ-120. У него немножко меньшая активность, но абсолютно безопасные остатки. Так и не поставив технологию отмывки «Глицерин гидразина» пара крупных питерских компаний перешли на ЛТИ-120. Кстати говоря, пять лет назад все выше перечисленные проблемы с «Глицерин гидразином» испытало и наше радиомонтажное производство. Винить тут можно только человеческий фактор и текучку того времени. Сегодня мы тоже приверженцы ЛТИ-120. Его точно так же наносят на плату целиком кисточкой с той лишь разницей, что паять надо сразу (этот флюс теряет часть своей активности при засыхании). ЛТИ-120 применяют и иностранные компании, работающие в нашей стране, в тех случаях, когда применение флюсов отличных от рекомендованных не несёт отказ от гарантийных обязательств поставщиков паяльного оборудования (рекомендованные флюсы обычно их собственного производства).
Если Вам необходимо припаяться к алюминию придется воспользоваться специальным флюсом для алюминия.
Флюс ф-34 требует зачистки поверхности алюминия перед пайкой, но после пайки остатки, особенно если их стереть влажной тряпкой не вызовут особых проблем. Качество пайки этим флюсом сильно зависит от размеров (теплоёмкости) паяемых деталей.
Флюс ф-64 настоящий монстр среди флюсов. Это самый мощный флюс этого обзора. Он справляется даже с мощной защитной плёнкой из окиси алюминия, которая обязательно покрывает алюминий. Так, что зачищать металл не надо. Это не значит, что не надо удалять остатки краски или жиры с поверхности. Впрочем, флюс настолько силён, что слабые загрязнения ему не помеха. Недостаток у него только один остатки надо тщательно удалить, а по возможности пассивировать.
Подбор флюса необходимого для пайки сводится к оценке его активности и допустимости вреда наносимых его остатками. К сожалению, приходится признать, что безвредных флюсов не бывает.
Канифоль и жидкая канифоль в остатке имеют канифоль, а она гигроскопична. При высокой температуре и влажности вполне способна проводить ток. В наших климатических условиях тропических соотношений температура-влажность не встречается, но вполне может встретиться во время хранения и доставки, например в железнодорожном вагоне.
ЛТИ-120 создана, чтобы компенсировать недостатки «Жидкой канифоли» и это действительно так. Он обладает намного большей активностью и при этом его остатки не боятся влажности. А вот чего они бояться так это температуры. Дело в том, что при высокой температуре, например в близи сильногреющихся микросхем не покрытые оловом (медные) дорожки могут покрыться тонким зелёноватым налётом. Он, конечно, не проводит электрический ток и во всей литературе называется защитным слоем, но всё-таки эстетика страдает. Выход только один просто промыть пайки спиртом или Растворителем канифоли ф. Коннектор.
Остатки всех кислотных флюсов проводят ток и требуют тщательного удаления и пассивации. К кислотным флюсам относятся «Ортофосфорная кислота», ФИМ, «Паяльная кислота», Ф-34, Ф-64.
Исходя из вышесказанного, можно сказать, что для пайки плат подходят канифоль, «Жидкая канифоль», ЛТИ-120, «Глицерин гидразин».
Для пайки залуженных металлических деталей с ответственным применением подходят канифоль, «Жидкая канифоль», ЛТИ-120, «Глицерин гидразин».
Для пайки залуженных металлических деталей весом от 100 гр. и больше с ответственным применением подходят ЛТИ-120, «Глицерин гидразин» из-за своей более высокой активности.
Для пайки оцинкованного железа подходит ЛТИ-120, «Глицерин гидразин», «Ортофосфорная кислота», ФИМ, «Паяльная кислота», Ф-34, Ф-64.
Для пайки алюминия и алюминиевых сплавов подходят Ф-34, Ф-64.

Химия для пайки

Пайка — это соединение деталей между собой, для соединения этих деталей используется два основных компонента, это припой и флюс. Ни один процесс пайки не обходится без таких материалов как припой, флюс, канифоль, некоторые радиолюбители используют паяльные кислоты, различные смеси и прочее. В этой статье о них и поговорим.

Припой (олово)

Припой — это металл или сплав, применяется для соединения и пайки радиодеталей, имеет температуру плавления ниже, чем соединяемые металлы. Припой прочно соединяет радиодетали между собой, растекается по нему и заполняет зазоры или отверстия между соединяемыми деталями.

Припои бывают мягкие – температура плавления до 300°C и твёрдые – выше 300 °C. Мягкими припоями являются оловянно-свинцовые сплавы.

Продается они в катушках, тюбиках или же в виде прутков. Припои продаются даже с флюсом, такие легче плавятся и канифоль для пайки радиодеталей обычно не требуется. Радиолюбители часто применяют припой марки ПОС-61.

При использовании низкотемпературных припоев необходим специальный флюс, поскольку стандартный флюс при низких температурах малоактивен.

У бессвинцовых припоев температура плавления либо выше, либо ниже чем у свинцовооловянных видов припоя. Оловянно-свинцовые припои смачиваются лучше чем бессвинцовые, паять ими удобнее. Швы при использовании бессвинцовых припоев, возникающие при длительной эксплуатации также хуже, чем у припоев, содержащих свинец.

Канифоль

Канифоль бывает еловая или сосновая, применяют для пайки радиодеталей совместно с припоем, канифоль ускоряет пайку и способствует быстрому лужению радиодеталей. Канифоль помогает припою прилипнуть к поверхности и растекается по ней блестящей пленкой. После этого деталь очень легко припаивается.

Перед началом пайки разогретый паяльник сначала «макают» в канифоль, затем жалом паяльника дотрагиваются до припоя, после чего уже прикасаются к месту спаивания деталей. Количество канифоли здесь играет немаловажную роль и жалеть ее не надо Есть и другие способы нанесения канифоли, например, поднося кусочек к месту пайки, так например лудят вывода радиоэлементов или залуживают провода, всё зависит от конкретного случая.

Флюс

Флюс предназначен для удаления окислов или жировых загрязнений с поверхности металла, улучшения растекания жидкого припоя и для смачивания места пайки.
С помощью флюса вывода радиодеталей залуживаются и паяются очень быстро. Флюсы бывают химически активными (кислотными) и пассивными (нейтральными). Активными флюсами называют те флюсы, в составе которых присутствуют вещества, способные вступать во взаимодействие с металлом, это кислоты, хлористый цинк. При использовании таких флюсов паяльные швы подвергаются коррозии, что конечно же является недостатком этих видов флюсов. Но это не означает что применять такие флюсы нельзя, можно, только после того как закончите работу, плату нужно очистить от этого флюса. Одним из таких флюсов является флюс ЛТИ-120.

Многие радиолюбители применяют нейтральный флюс СКФ, такой флюс состоит из: спирта

40% и абсолютно не вреден для печатных плат.

Такой флюс можно изготовить и самому в домашних условиях, для этого берется спирт (70-90%), можно приобрести например в аптеке, и канифоль, ее нужно измельчить. Затем наливаем спирт в небольшую емкость, например в тюбик, и туда насыпаем крошки канифоли, в процентном соотношении примерно 70% спирта и 30% канифоли, затем закрываем пробку и взбалтываем до тех пор, пока канифоль полностью не растворится.

Флюсы бывают для пайки алюминия, нержавеющей стали, латунных, медных и стальных изделий, в виде раствора или порошка. В обычных условиях алюминий с трудом поддается пайке, так как на его поверхности после очистки мгновенно снова образуется оксидная пленка. Поэтому после зачистки место будущего спая на алюминии или его сплавах немедленно заливают заранее расплавленной канифолью. Пайку ведут мощным (не менее 100 Вт) паяльником, используя припой, состоящий из 80% олова и 20% цинка или 95% олова и 5% висмута. Припой набирают на паяльник и переносят на защищенную канифолью поверхность спая. Залуженный таким образом алюминий сравнительно легко поддается спаиванию. К его луженой поверхности можно припаять, например, медные провода.

Паяльная паста

Паяльная паста представляет собой пастообразное вещество, состоит из мельчайших шариков припоя, флюса и различных добавок. Паяльные пасты бывают безотмывочные и водосмываемые, последние содержат активные вещества, частицы которых могут стать причиной коррозии, если не удалить их с поверхности печатной платы.

Паяльная паста в основном применяется для поверхностного монтажа, для чип (SMD) радиодеталей и особенно удобны для пайки в труднодоступных местах. Пайка радиодеталей такой пастой осуществляется с помощью паяльной (фен) или ИК станции. Если вкратце, то технология следующая, сначала наносят капли пасты на места будущего спая, располагают радиодетали и нагревают.

Последовательность действий при пайке следующая:

1. Сначала поверхность платы нужно очистить, обезжирить и высушить. Для ускорения сушки можно воспользоваться феном.

2. Печатную плату необходимо надежно зафиксировать в горизонтальном положении, чтобы компоненты не слетели.

3. Паяльную пасту нужно наносить на печатную плату в местах будущей спайки, добиться чтобы вся паяемая поверхность была смочена пастой.

4. На плату устанавливаются детали: чип резисторы, конденсаторы, микросхемы и пр…
Постарайтесь добиться точного совмещения ножек микросхем и компонентов на печатной плате.

5. В идеале плату нужно подогревать еще и снизу, через пару минут фен устанавливается на температуру 150*C и несильной струей воздуха чтобы не сдуть детали, прогревается паяемая верхняя сторона платы вместе с установленными деталями. Прогрев продолжается до тех пор, пока флюс из паяльной пасты не испарится. Далее фен устанавливается на температуру около 240*C (температура плавления оловянно-свинцовой паяльной пасты около 200*C), и поверхность платы снова прогревается, при этом частицы припоя в пасте должны оплавиться и сформировать аккуратную пайку.

6. После окончания пайки плате нужно дать время остыть, затем можно ее промыть

Паяльный жир и паяльная кислота

Паяльный жир (бывает активным и нейтральным) нужен для тех же целей, что и канифоль, снимать невидимую оболочку-окисел с металла и улучшать пайку. Но если канифоль не справляется с этой задачей и эту оболочку со стали снять не может, то паяльный жир — пожалуйста!

Если металл не хочет лудиться, применяют паяльную кислоту. Преимущества кислоты в том, что она быстрее и качественнее обезжиривает детали для пайки, чем канифоль и жир паяльный.

Недостаток ее в том, что после пайки она еще долго реагирует с металлом, а также является очень неплохим проводником электрического тока, поэтому ее никогда уважающие себя электрики и электронщики не используют, им ни к чему посторонние пути прохождения тока.

Медь, бронзу, латунь можно паять канифолью или флюсом, свинец канифолью не будет паяться, нужно паять паяльным жиром. Если никель, сталь или железо то применяют паяльную кислоту, после пайки остатки кислоты нужно смыть водой. Если есть вариант выбора, то стоит выбирать все таки паяльный жир, т.к. он совмещает в себе преимущества и кислоты и жидкой канифоли (флюса).

Бура

Это высокотемпературный флюс (700-900*С), буру используют как флюс для пайки сталей, чугуна, меди и её сплавов среднеплавкими медными, латунными, золотыми и серебряными припоями. Расплавленная бура растворяет окислы металлов и очищает поверхность спаиваемых деталей. После применения буры при пайке необходимо удалять оставшиеся соли, применяя механическую зачистку.

Бура с борной кислотой при смешивании по весу один к одному образует борный флюс. Нужно перемешать составляющие, тщательно растереть в фарфоровой ступке, нагревая растворить в дистиллированной воде и выпаривать до твёрдого остатка. Для повышения активности флюса в смесь добавляют фтористые и хлористые соли.

Оксидал

Применяется для очистки жал паяльников или для пайки окисленных выводов радиодеталей. Для лучшего действия оксидала паяльник должен быть не менее 40 ватт. Продается оксидал в виде порошка, при работе с ним он выделяет неприятный запах и место около пайки покрывается «инеем». После пайки оксидалом остатки удаляются механическим путем.

Цапонлак

Цапонлак применяют для покрытия печатных дорожек с целью защиты их от внешних воздействий, например для защиты от влаги. Со временем на местах спайки радиодеталей могут появляться микротрещины, а проникновение в трещину паров воды со временем вызывает образование не проводящих тока оксидов. Цапонлак, нанесенный на точку пайки, образует прочную поверхностную упругую пленку и защищает это место от влаги.

Цапонлак бывает разных цветов: зеленого, красного, синего… Наносить его на плату лучше кисточкой или мягкой губкой. Покрывать цапонлаком (и вообще любыми ацетоносодержащими веществами) печатные платы целиком не рекомендую. Для этих целей продаются специальные бесцветные лаки.

Плата, покрытая цапонлаком:

Цапонлак удобно применять для фиксации резьбовых соединений, например чтобы не развинчивалась гайка.

Назначение разного вида флюсов для пайки

Пайка деталей и изделий с применением специальных реагентов, называемых флюсами, широко распространена в самых различных отраслях промышленного производства.

При этом основное назначение флюсов – обеспечить идеальное растекание припоя по поверхности паяного соединения и создать условия для его надёжной адгезии к металлическим изделиям. Иными словами, без флюса в большинстве случаев при пайке не обойтись, они нужны для соблюдения технологии.

Разновидности флюсовых составов

При рассмотрении вопроса о том, для чего нужен флюс при выполнении пайки материалов, любое дополнительное пояснение можно считать излишним.

Для полного понимания сферы применения и особенностей работы необходимо ознакомиться с известными видами используемых на практике флюсов.

В соответствие со своим основным назначением, а также по степени воздействия на соединяемые изделия все флюсовые составы для пайки подразделяются на следующие категории:

• неактивные или нейтральные флюсы, не включающие кислот и практически не проводящие электрический ток;
• активные или кислотные флюсовые реактивы, приготавливаемые на основе соляной кислоты;
• защитные (антикоррозийные) флюсы, позволяющие уберечь контактную зону пайки уже готового соединения от ржавчины и разрушения.

Каждая из этих категорий находит свою сферу применения. Есть флюсы, которые нужны преимущественно для пайки электронных схем. Производят флюсы в виде паст, гелей и жидкостей.

А известный флюс бура применяется в виде порошка, и нужен для пайки медных труб. Паяльная паста – смесь припоя и флюса – нужна для поверхностного монтажа деталей на платах.

Нейтральные вещества

К нейтральным флюсам можно отнести канифоль, использовать которую рекомендуется при пайке мелких радиотехнических компонентов и микросхем.

Этот популярный реагент нужен для того, чтобы паять разнородные по структуре детали из меди и её сплавов при сравнительно невысоких температурах нагрева места стыка (не более 450-ти градусов). Причём проведение этой операции допустимо даже при наличии на поверхности заготовок тонких оксидных плёнок.

Благодаря малой активности флюсы на основе канифоли обеспечивают защищённость изделий от коррозии и пользуются в связи с этим повышенным спросом.

При приготовлении рабочего состава в растолчённую до порошкообразного состояния канифоль добавляются спирт, глицерин или скипидар, что способствует улучшению качественных показателей смеси.

Продаются нейтральные флюс-гели, которые нужны для бессвинцовой пайки микросхем. Их удобно наносить специальным шприцем-дозатором.

Активные и антикоррозионные

Активные флюсы так же нередко изготавливаются на основе канифоли, доведённой до порошкообразного состояния. Однако в этом случае в составе приготавливаемой смеси в небольших объёмах содержатся органические соединения (кислотные или аминовые).

Благодаря этому с её помощью удаётся припаять к металлическому основанию не только медные детали, но и серебряные, никелевые и стальные изделия или заготовки.

В более сложных условиях пайки нужны активные флюсы на основе соляной кислоты с добавкой хлористого цинка, получаемого в результате простой реакции замещения.

Эта разновидность флюсовой добавки хорошо известна профессионалам: чаще всего она выпускается и продаётся под названием «паяльная кислота». Кислотные флюсы нужны для пайки алюминиевых деталей.

Сфера применения флюсов этого класса – запайка изделий из меди и серебра. Также они нужны для пайки стальных заготовок и различных сплавов.

Поскольку эти реагенты относятся к разряду химически активных составов, паяние с их применением позволяет эффективнее бороться с окисными плёнками. Такая активность обеспечивает более интенсивное взаимодействие с основным металлом, из которого изготовлены сплавляемые заготовки.

Ещё одной особенностью этих реагентов является высокая электрическая проводимость, что исключает возможность их использования в качестве изоляционного защитного покрытия.

Существуют составы на основе фосфорной и органических кислот. Зачем вообще нужны такие флюсы?

Они относятся к категории антикоррозионных и применяются для удаления с металлических поверхностей остатков и следов ржавчины, а также для защиты от возможности появления окислов после пайки (в процессе эксплуатации).

Поскольку при приготовлении этих смесей используются кислотные составляющие – они очень напоминают паяльные кислоты.

Однако в отличие от последних антикоррозийный флюс для пайки не устраняет оксидных плёнок. Он нужен доя защиты от разрушений, возможных из-за реакции окисления.

Порядок применения

Флюсы могут находиться как в твёрдом (пастообразном), так и жидком состоянии и продаваться в упаковках самой различной формы и объёма.

Так, твёрдая канифоль поступает в продажу в плоских баночках, оснащённых плотно закрывающейся крышкой.

Согласно исходному агрегатному состоянию этих составов различают следующие способы их применения:

• при твёрдом флюсе во время пайки жало паяльника сначала нужно окунуть в тело реагента, после чего им захватывают небольшое количество припоя;
• в тех случаях, когда на основе канифоли приготавливается или используется уже готовая жидкая смесь – она просто наносится на место спайки посредством обычной кисточки с мягким ворсом;
• при работе с пастообразным составом небольшие порции флюса наносятся на место контакта любой подходящей для этого палочкой (выдавливаются из шприца, заранее заправленного до нужной дозировки).

Нередко в магазинах продаётся канифоль, приготовленная в виде специального геля, уже размещённого в шприце определённой ёмкости.

Такие гелеобразные составы принято относить к нейтральным реагентам, широко применяемым в радиоэлектронике для пайки миниатюрных деталей.

Самостоятельное приготовление

Приготовить рабочий флюс для пайки на основе канифоли можно самостоятельно. Для этого достаточно раздробить и растереть её в порошок, а затем засыпать полученный состав в ёмкость и сразу же залить небольшим количеством технического спирта.

Соотношение используемых при подготовке флюса компонентов должно составлять три к пяти. После тщательного встряхивания приготавливаемой смеси следует оставить её на пару дней и не трогать до тех пор, пока канифоль окончательно не растворится в спирте.

Самой подходящей ёмкостью под жидкий флюс является обычный пузырёк из-под лака, в крышке которого уже имеется встроенная кисточка. Непосредственно перед использованием рекомендуется тщательно отмыть бывшую в употреблении бутылочку от следов лака.

Довольно часто специалистами применяется ещё одна близкая к флюсам разновидность активных добавок, называемая паяльным жиром. Этот реагент принято относить к условно нейтральным составам. Они нужны, чтобы несколько улучшить условия пайки металлических соединений.

Следует напомнить, что прежде чем покупать какую-либо марку флюса, нужно изучить инструкцию к ней, и понять, для чего конкретно она предназначается.

Только в этом случае получится сделать качественное паяльное соединение.

Флюс для пайки металлов — что это такое?

Во многих отраслях промышленности и в бытовых условиях для соединения металлических деталей и для ремонта любой аппаратуры применяется пайка. Для того чтобы работа была качественной, необходим специальный инструмент и расходные материалы в виде припоя и флюса. И если с инструментами и припоем все относительно понятно, то о флюсе знают немногие. Поэтому перед процессом пайки необходимо разобраться – что такое флюс и зачем он нужен?

Флюсы – определение, предназначение

Флюсами являются химические активные вещества, с помощью которых паяемые поверхности очищаются от жировых загрязнений и оксидных пленок. На обработанных флюсом деталях снижается поверхностное натяжение, вследствие чего улучшается растекание припоя. Кроме этого, это химическое вещество способно защитить места соединения от воздействия внешней среды.

Без обработки флюсом припой может не прикрепиться к поверхности обрабатываемых деталей. Поэтому материал следует выбирать тщательно, руководствуясь следующими требованиями:

1. Флюс должен иметь температуру плавления меньше, чем у припоя.
2. Он не должен химически взаимодействовать с припоем. То есть при расплавлении двух этих материалов должны образовываться два несмешиваемых слоя.
3. В газообразном состоянии материал должен способствовать растеканию припоя.
4. В жидком состоянии он должен хорошо растекаться, смачивая соединяемые изделия и затекая между ними.
5. Материал должен разрушать и удалять с поверхностей образующиеся на них неметаллические пленки.
6. Он должен быть минимально активным или химически инертным по отношению к паяемым сплавам и металлам.

Какими бывают флюсы для пайки

Чаще всего материал для пайки готовят из 10 грамм хлорида аммония и 30 грамм хлорида цинка, растворяя их в 60 миллилитрах воды.

Также используется «паяльная кислота» или «паяльная жидкость». Их можно приготовить из консервированной соляной кислоты и металлического цинка:

• кислоту налить в фарфоровую или стеклянную посуду и порциями добавить цинк;
• в результате растворения цинка в кислоте должен начать выделяться кислород и образоваться хлорид цинка;
• после того как выделение кислорода замедлится, емкость следует поставить в теплую воду;
• по окончании реакции жидкость сливается и остается только нерастворившийся цинк, к которому нужно добавить нашатырь (2 грамма аммония на 3 грамма металлического цинка).

Жидкость можно не сливать, а выпарить досуха. Затем непосредственно перед пайкой полученная смесь растворяется в воде (1:2).

Однако приготовленные таким образом флюсы подходят не для всех металлов. По степени эффективности они подразделяются на три группы:

Защитные или некоррозиные материалы из-за своей слабой активности не способны очистить поверхность большинства металлов от коррозийной пленки. Главным образом они используются для соединения меди, ее сплавов и покрытых кадмием, оловом или серебром стальных изделий. При этом припои должны быть только легкоплавкими. К защитным флюсам относится канифоль и ее различные растворы, вазелин, стеарин, воск, древесные смолы.

Слабокоррозийные вещества по сравнению с некоррозийными более активны. Чаще всего это растворенные в спирте, воде или производных органических кислотах минеральные масла, животные жиры, органические кислоты (щавелевая, бензольная, стеариновая, олеиновая, лимонная, молочная и т. д.). Для того чтобы ослабить коррозийное действие таких веществ, к ним добавляется канифоль или другие вещества, которые не вызывают коррозии. Применяются слабокоррозийные вещества при пайке только с легкоплавкими припоями, так как они легко разлагаются, сгорают и испаряются.

Коррозийные флюсы для пайки состоят из фторидов и хлоридов металла, неорганических кислот. Они способны разрушать любые стойкие пленки цветных и черных металлов, поэтому эффективны при пайке любым способом. Применяются коррозийные материалы в виде водных растворов в пастообразном и твердом состоянии.

Флюсы для различных металлов

Материалы для пайки алюминия

Соединить алюминиевые изделия с помощью пайки в обычных условиях удается с трудом, так как оксидная пленка на его поверхности образуется мгновенно. Поэтому расплавленной канифолью его следует заливать сразу после зачистки.

Для пайки алюминия необходим мощный паяльник, а также специальный припой и флюс.

В большинстве случаев соединения алюминиевых деталей производится оловянно-свинцовыми и многокомпонентными припоями, в состав которых входит висмут, кадмий, цинк и другие материалы. Применяться они могут и к сплавам алюминия. Такие припои способствуют долговечному и отличному соединению алюминиевых изделий.

Для пайки алюминия чаще всего выбирается концентрированная ортофосфорная кислота или «бинарный» флюс. Безотмывочный материал на деталь необходимо наносить тонким слоем до тех пор, пока поверхность не побелеет.

Также использовать можно активный безотмывочный флюс, после применения которого промывка поверхностей не требуется. С его помощью можно производить пайку меди и нержавеющей стали.

Чем очистить нержавеющую сталь

Для нержавейки в большинстве случае применяется ортофосфорная кислота. Это вещество неорганического происхождения средней силы представляет собой гигроскопические бесцветные кристаллы. Доведенная до 213С, она превращается в пирофосфорную кислоту.

Как правило, для нержавеющей стали применяется флюс в виде 85% водного раствора фосфорной кислоты. Однако использовать можно и другие растворители, например, этанол.

Кислота на поверхность стали наносится тонким слоем, очищая тем самым ее от загрязнений и ржавчины и образовывая защитную от коррозии пленку.

Флюс для латуни

Такой материал требует специального флюса. Однако использовать можно и универсальный, который подходит для пайки оцинкованного железа, алюминия, меди, коррозийно-стойких сплавов, бронзы.

Перед употреблением специальный для латуни флюс необходимо взболтать. С его помощью получится прочное соединение и образуется антикоррозийное покрытие.

Материал для обработки серебра

Для пайки серебра выбор рекомендуется остановить на специализированном флюсе. Этот материал обезвредит зону пайки и предотвратит появление оксидной пленки. Перед его применением поверхность серебряных изделий надо немного подогреть с помощью газовой горелки.

Диапазон рабочей температуры флюса для серебра – 520-820С. Благодаря ему достигается отличное крепкое соединение серебряных деталей.

Флюс для черных металлов

Для пайки черных металлов используется хлорид цинка, который является активным флюсом. Кроме него, можно выбрать материалы малой или средней активности, например, хлорид аммония. Подобный флюс также применяется для эмалированных металлических ванн.

Активный флюс может быть в виде раствора, порошка или пасты. Наиболее востребована паяльная паста. Достойная альтернатива ей – трубка припоя, которая имеет в своем составе флюс-наполнитель.

Флюсы для обработки микросхем

Раньше для пайки плат и других различных деталей использовалась только канифоль, которая относится к активным флюсам. Однако спиртовой канифольный раствор для ремонта микросхем применять не рекомендуется, так как он имеет несколько существенных недостатков:

1. При высоких температурах канифоль удаляет не только окись металла, но и сам металл.
2. Большой проблемой становится очистка пайки после применения канифоли. Ее остатки смываются только растворителями или спиртом. Оставлять же излишки флюса на плате нельзя, так как возможны вызванные загрязнениями различные замыкания.

Но выход для радиолюбителей есть. Современные рынки материалов предлагают большой выбор разных флюсов, с помощью которых обеспечивается высокое качество пайки, не разрушается жало паяльника и которые легко смываются водой. Продаются такие материалы чаще всего в удобных для их применения упаковках — шприцах.

В некоторых случаях вместо канифоли можно использовать ее заменители:

1. Смолу ели или сосны можно приготовить самому. Для этого собранную с деревьев смолу следует растопить в жестяной банке и разлить по небольшим коробочкам. Огонь, на котором будет топиться смола, должен быть слабым, иначе она может воспламениться.
2. Таблетку аспирина тоже можно использовать вместо канифоли. При плавлении аспирин издает неприятный запах, что является его существенным недостатком.
3. Канифольный лак продается в хозяйственных магазинах и применяется вместо канифоли в спирте. Кроме этого, его можно использовать для антикоррозийного покрытия металлов.

После использования флюса готовую пайку следует обязательно прочистить смоченной в растворителе жесткой кисточкой или щеточкой, а также протереть смоченной в спирте-ректификате тряпочкой.

Сейчас выпускаются флюсы, которые не содержат вызывающих коррозию и окисление компонентов и не проводят электрический ток. Поэтому после их применения плату промывать необязательно. Нужно только удалять излишки.

Для того чтобы жидкий флюс нанести на плату, можно воспользоваться ватной палочкой, кисточкой или специальным удобным «флюсапликатором». Стоит такое приспособление достаточно дорого, поэтому дешевле сделать его самому:

• одноразовый медицинский шприц разрезать на две части;
• в резиновую трубку с внутренним диаметром в 5-6 миллиметров вставить разрезанные части шприца;
• иголку укоротить и слегка изогнуть.

«Флюсоапликатор» готов, теперь им можно обрабатывать плату. Для этого нужно слегка нажать на шланг и выдавить капельку флюса. Чтобы иголка не засыхала, в нее нужно вставить кусочек проволоки.

Флюсы в виде пасты или геля наносить на соединяемые детали можно одноразовым шприцем с толстой иглой.

Разобравшись, что такое флюс, и начав применять его для припоя металлических деталей, важно делать это в соответствии с техникой безопасности. Во время работ с химически активными веществами помещение нужно обязательно проветривать, а саму пайку производить в очках и защитных перчатках.