Флюс (лат. Fluxus — поток, течение) — вещества (чаще смесь) органического и неорганического происхождения, предназначенные для удаления оксидов с паяемых поверхностей, снижения поверхностного натяжения, улучшения растекания жидкого припоя и/или защиты от действия окружающей среды [1] .

Содержание

Описание [ править | править код ]

• способствуют лучшему смачиванию припаиваемых деталей;
• способствуют лучшему растеканию припоя по шву;
• предохраняют нагретый при пайке металл от окисления.

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. Остатки разных флюсов могут быть как диэлектриками, так и проводить электричество.

Примерами флюсов могут служить:

• канифоль — смесь смоляных кислот и их изомеров;
• нашатырь (хлорид аммония, NH₄Cl);
• соли, например, бура (тетраборат натрия, Na₂B₄O₇).
• ортофосфорная кислота — раствор кислоты в воде, от 85 % и менее с добавками присадок
• ацетилсалициловая кислота — применяется как активный кислотный флюс [2]

Классификация [ править | править код ]

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

• по температурному интервалу активности:

• низкотемпературные (до 450 °C);
• высокотемпературные (свыше 450 °C);

Флюсы для пайки припоями типа ПОС [ править | править код ]

Флюсы для пайки чёрных металлов [ править | править код ]

• Сильно-кислые флюсы («активные флюсы»)

• Хлорид цинка

Флюсы для электротехники [ править | править код ]

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.

Флюсы для алюминиевых сплавов [ править | править код ]

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.

В прошлый раз мы рассматривали как запаять микросхемы в корпусах soic и ssop, и как ухаживать за "вечным" жалом. Но от одного жало мало что зависит, важно какой инструмент мы используем и какие припои и флюс.

Не будем углубляться в дебри а постараемся рассмотреть поверхностно.

Флюс вещество, предназначенный для удаления оксидов с поверхности под пайку.Имеют три состояния: твердое, жидкое и пастообразное. Также бывает активным и неактивным. Активные нужно обязательно смывать. Неактивные я тоже смываю чтобы было эстетичней, и спалось спокойней.

Обычно начинающим достаточно вот такого неудобного минимального наборщика.

Далее немного о припоях.
Обычно для пайки РЭК (Радио электронных компонентов) используют ПОС 60 (Припой оловянно свинцовой цифрой указывают содержание олово (в процентах) к свинцу) или его забугорные аналоги.
Бывают с каналом канифоли и без нее (удобно использовать с каналом канифоли) благодаря такому припою я и забыл про канифоль, разного диаметра, для пайки удобно использовать диаметр не более 0.8мм.
Существует еще такой тип как паяльная паста — механическая смесь порошка припоя, связующего вещества (или смазки), флюса и некоторых других компонентов.(со слов википедии) очень удобно для запайки чего нибудь однотипного, многоногого и безногого 🙂

Для надежной и качественной работы устройства после пайки один из критериев – это качество сборки и монтажных работ. В свою очередь этот этап зависит от используемых в работе флюсов, которые различаются по своему составу и спектру применению.

Что необходимо знать о флюсе

Флюс – это вещество, которое облегчает процесс пайки. Оно удаляет окислы до спаивания деталей и во время лужения. Из-за высоких температур пайки реакция окисления ускорятся, и оксидный слой появляется быстрее на спаиваемых поверхностях. Флюс уменьшает этот процесс, а также смачивает поверхность, благодаря чему появляется эффект «поверхностного натяжения» и припой легче распределяется.

Выбор паяльной станции, как и поиск необходимого флюса для работ напрямую зависит от того, какую именно вы преследуете цель.

Основные функции и свойства

Перед пайкой на контактах присутствуют окислы. Так как контакты состоят из металла они окисляются в окружающей воздушной среде. Этот химический процесс протекает постоянно, если поверхность металла не защищена каким-либо слоем лака или иного изолятора от воздуха.

Чтобы надежно и качественно припаять контакты друг к другу их необходимо предварительно залудить припоем. С этого этапа начинается одна из главных и ключевых функций флюса.

Основные функции флюса:

• быстрое удаление окислов с контактов при пайке
• создание поверхностного натяжения при нанесении припоя на поверхности пайки
• дополнительная защита места припаянного контакта от окружающей среды (воздуха или попадания влаги, антикоррозийность)

Почему так важен правильный выбор паяльного флюса? При выборе флюсов важную роль играют его параметры и заявленные свойства.

Параметры и свойства:

• остаточные эффекты (нужно отмывать остатки флюса или нет)
• сопротивление (Ом)
• рабочая температура
• форма вещества (пастообразная, жидкая или твердая)
• выбросы при работе
• стоимость

Как мы можем заметить, этих факторов очень много. Например, форма флюса играет важную роль при выполняемой работе. Жидкая канифоль намного практичнее твердой, если вам необходимо сделать пайку несколько десятков проводов. А вот пастообразный флюс при тонкой работе выигрывает у всех. Он не сильно растекается, его удобно дозировать. Однако использовать подобный флюс для пайки проводов не стоит, это экономически не выгодно.

Требования к флюсам

Так как флюсы имеют разные химические составы и предназначение, то и требования к ним могут быть разные. Например, для безотмывочных флюсов категорически не приемлема кислота. В некоторых отраслях электроники, таких как системы безопасности, медицинская и военная техника главные параметры — это их устойчивость во время эксплуатации к различным внешним факторам. И качество пайки это один из факторов надежности устройства. Особенно, если это касается SMD компонентов и BGA микросхем.

Удаление остатков

Для чистки платы после пайки отлично подходят такие средства, как бензин «Калоша», изопропиловый спирт и Flux Off.

Используйте небольшую баночку с маленьким отверстием (или дозатором) для хранения бензина, чтобы не приходилось постоянно открывать и закрывать бутылки. Например, можно использовать бутылочку от перекиси водорода.

Достаточно будет наклонить емкость и небольшой дозировкой очищающего средства пройтись по электронной плате.

Классификация по типу

Так как сфера применения паяльного флюса достаточно велика, то и по своему составу они отличаются. От своего химического состава зависит и цена и выбросы при пайке.

Активные

К активным относят такие флюсы, которые имеют в своем составе кислоту. Кислота отлично удаляет окислы, ею очень удобно паять и залуживать различные металлические контакты. При пайке кислотой необходимо создать наиболее проветриваемые условия т.к. в процессе испарения выделяются ядовитые отходы, и они в первую очередь бьют не только по дыхательной системе, но и по слизистой. К тому же, нужно быть очень аккуратным при нанесении кислоты на место пайки и не допускать попадания на кожу или слизистые. 100% необходимость чистки участка пайки.

Кислота вступает в реакцию с местом пайки и при комнатной температуре. Поэтому, через небольшой промежуток времени в месте пайки образуются микротрещины, которые после еще и окислятся, повысится сопротивление контакта и в итоге наступит разрушение. К тому же, кислота — это очень хороший проводник (т.к. имеет в своем составе воду). Если вы не удалите ее между рядом между двумя дорожками — это гарантированное короткое замыкание.

Ортофосфорная кислота

Применяется для очистки от ржавчины, а также во время пайки сильно окисленных соединений и металлов. Крайнее средство, если все остальные флюсы не помогают. Смывать обязательно.

Ацетилсалициловая кислота

У радиолюбителей старой школы аспирин служил в качестве хорошего флюса, которым можно залудить некоторые сильно окисленные участки пайки. Не рекомендуется паять такими веществами. Выбросы очень токсичные. К тому же, тщательная чистка места паяльных работ обязательно.

Бескислотные

К бескислотным флюсам относят нейтральные флюсы. Такие вещества не вступают в реакцию с местом пайки сразу при нанесении. Они не разъедают спаянные соединения. По цене это самые доступные вещества.

Канифоль

Классика всех времен. Из достоинств это доступность, малое количество выбросов вредных веществ и дешевизна. Недостатки – плохое лужение сильно окисленных контактов и недостаточное поверхностное натяжение припоя.

Паяльный жир

Отличается от канифоли состоянием вещества. Жир более мягкий, легче смывается. Преимущества и недостатки в целом те же, что и у канифоли.

Так же разделяется на активный (в составе есть кислота) и нейтральный.

Активированные

К такому типу относят вещества, которые очищают место соединения пайки. Не требуют смыва, но желательно.

ЛТИ-120

Пример хорошего активированного флюса.

Идеально подходит для лужения плат, деталей, и даже некоторых алюминиевых деталей.

Антикоррозийные

Снижают возможную коррозию металлов после пайки.

Защитные флюсы

Этот тип флюсов позволяет защитить плату от окружающей среды и не допускает окисления контактов при эксплуатации электронного устройства.

По состоянию

Флюсы так же бывают разными по форме и состоянию. Есть твердые, жидкие и пастообразные. В целом они почти полностью различаются по своим параметрам и свойствам.

Жидкие

Жидкие флюсы уже имеют лучше свойства по сравнению с твердыми. Их намного проще наносить и существенно сокращается время пайки. Недостаток — это быстрое высыхание на открытом воздухе, в случае пролива такого состава на поверхность – ее трудно будет оттереть. К такому типу относится, например, жидкая канифоль. Она обычно продается в баночках с кисточкой.

Твердые

К твердым относится самая обычная канифоль, паяльный жир. Достоинство таких флюсов — это цена и нейтральные свойства. Недостаток – это неудобство нанесения (сначала на паяльник, потом на место пайки и т.д.), некоторые виды пайки недоступны, слабое удаление окислов до и во время пайки, крайне низкий эффект поверхностного натяжения, много следов на месте работ и большое количество испарений при пайке.

Пастообразные

Пастообразные флюсы это лучшие из представленных типов. Например, их очень удобно наносить. Они не высыхают на воздухе, имеют отличные свойства при пайке (зависит, конечно, от цены) и возможны все виды пайки. К недостаткам можно разве что отнести то, что в продаже есть много подделок знаменитых производителей (однако, некоторые подделки по уровню приближаются к эталону), вредные испарения и конечно же цена.

Слишком дешевые флюсы ужасно паяются. Еще одно неоспоримое преимущество пастообразности — это то, что можно использовать шприцы с тонкими иглами (острый наконечник иглы нужно срезать), тем самым очень точно дозируя порцию флюса и не размазывая его по всей плате. К тому же, отмываются просто и некоторые из них допустимо не смывать вообще (которые используются в BGA пайке, где в принципе чистка очень затруднительна).

Удобное нанесение пастообразного флюса – это еще один плюс в копилку преимуществ пастообразных веществ.

Очень удобно наносить и хранить флюс в шприце с тонкой иглой. Достаточно простого аптечного шприца, острую часть иглы спиливаем и можно свободно сделать длину дозатора как вам удобно. Так же есть и так называемые флюсовые пистолеты, но намного большего размера и не очень удобны при микропайке своими габаритами.

Флюс и пайка припоем ПОС

Разнообразное количество флюсов обусловлено различными требованиям и температурами пайки. К некоторым металлам нужен свой подход к пайке и лужению.

Чёрные металлы

Такие металлы обычно паяются при помощи хлорида цинка или же хлорида аммония.

Пайка электротехники

Как было сказано на странице выше, основные требования к флюсам при пайке электроники и электротехники — низкий ток утечки и отсутствие коррозионной активности. Канифоль, паяльный жир, ЛТИ-120, ФЭКТ, RMA223 и т.п.

Алюминиевые сплавы

Алюминий может легко паяться и канифолью и ЛТИ-120, но это в случаях небольших контактов. Если поверхность пайки слишком велика — лучше использовать флюсы на основе кислоты. Например, это может быть ортофосфорная кислота.

Нержавеющая сталь

Для пайки нержавеющей стали точно так же может подойти ортофосфорная кислота.

Флюсы для высокотемпературной пайки

Для более высокотемпературной пайки (порядка 800—1150ºC) подходит борная кислота, бура и им подобные примеси. Используемый припой это обычно медно — цинковый и серебряный.

Как правильно выбрать флюс

Например, для начинающих электронщиков отлично подойдет самая обычная канифоль. Она дешевая, не такая токсичная, да и поможет приобрести начальные азы ремесла. Так же подойдет для пайки проводов, особенно если вам нужно припаять не один десяток. Жидкая канифоль удобная в нанесении на многожильные провода. Она полностью обволакивает спаиваемые контакты.

Так же если вам надо паять много проводов и DIP контактов, то жидкая канифоль или ФКЭТ это очень хороший выбор. Во время пайки вы контролируете процесс и если что-то не пропаяется то можете снова нанести флюс и пройтись паяльником. Не высокая цена, характер работы и массовость не оставляют конкурентов другим флюсам. Если же пайка идет с трудом, то оцените место пайки и сечение проводов. Вполне возможно, что мощности вашего паяльника не хватает для прогрева. (мощность — это не только температура, а еще и площадь жала).

Если вы решили заниматься ремонтом и SMD пайкой, то лучше всего использовать пастообразные флюсы. Для таких работ хорошо подойдет rma223 и ему подобные в ценовой категории. Таким флюсом можно паять и радиодетали, и разъемы (sim, micro usb) и шлейфа.

Для BGA пайки требования к флюсам намного выше остальных.

Специфика пайки очень сложная. Она занимает больше времени, навыков и средств. Вы не сможете проконтролировать результат пайки визуально. Единственный способ – это тестирование работы. А раз вы не можете проконтролировать визуально результат работы, то и прогнозировать гарантийный срок проще на кофейной гуще. Конечно можно «увидеть» результат пайки при помощи рентгеновских снимков, но это уже промышленное оборудование.

К тому же, очень трудно удалить остатки флюса с места пайки. Можно попытаться при помощи ультразвуковой ванны, однако если вы полностью не просушите плату горячим воздухом, то неизвестно как себя поведем чистящее средство (бензин или изопропил) в смеси с остатками пайки в мало воздушном пространстве. Поэтому к флюсам для этих работ предъявляется одно из главных требований – без необходимости очистки места пайки и в отсутствии сопротивления.

И будет сложно понять, что именно послужило повторной поломке – сам чип, другая неисправность, механическое повреждение или же качество припоя.

Безопасность

При работе с паяльными флюсами нельзя наносить их руками без перчаток. Данные вещества имеют в своем составе ядовитые химические компоненты, особенно кислотные материалы. Так же при пайке необходимо соблюдать дистанцию, не дышать парами от флюса. Категорически не допускать попадания флюса на слизистые или внутрь организма. Это касается и выбросов. После работы необходимо умыться, ибо от паров флюса могут остаться микроэлементы на поверхности кожи. Нельзя делать приемы пищи при пайке. Желательно иметь вытяжку с угольным фильтром и проветриваемое помещение.

Оригиналы и подделки

Производители паяльных флюсов предлагают много различных вариантов своей продукции. Конечная цена формируется используемыми веществами, гарантиями от производителя, исследованиями и испытаниями, а также безопасность при пайке.

Существуют производители, которые производят паяльные флюсы много лет и продают по всему миру (например, Amtech). А есть и подделки таких флюсов. Обычно подделки продаются в радиомагазинах и интернет площадках. Такие флюсы намного дешевле оригиналов. Если оригинал стоит условные 7000 рублей за 100 мл, то подделка может стоить и 1000 за 100 мл, и даже 500. Подделки могут производиться подпольно, что в свою очередь сказывается на качестве и безопасности готовой продукции.

Опасно ли паять подделками? Начнем с того, сколько вы именно уделяете время для пайки и какие гарантии по работе нужны. Например, если вы начинающий и занимаетесь пайкой для себя пару часов в неделю, то подойдет любой пастообразный флюс для начала. Однако не стоит брать совсем дешевые флюсы. Например, с AliExpress 5 тюбиков по цене 100-200 рублей это не лучший выбор. Ничего кроме как непонятной смеси и ужасного качества пайки за такую цену вы не получите.

Если вы думаете, что паять дорогими флюсами абсолютно безопасно – то это далеко не совсем так.

В составе некоторых флюсов присутствуют различные активаторы, которые при попадании на слизистые, внутрь организма или при чрезмерной пайке в непроветриваемом помещении могут нанести непоправимый вред здоровью. Поэтому при пайке не забывайте проветривать помещение и делать перерывы. Отличие от подделок – это то, что производитель пишет истинный состав своей продукции. Вы можете быть уверенные хотя бы в том, что именно входит в состав флюса. Проверить состав подделки самостоятельно очень трудно, поскольку доступная информация не может быть достоверной.
Статья про обзор подделок паяльных флюсов на Хабре

Хранение

Хранить флюсы лучше всего в темном помещении без попадания солнечных лучей. Например, можно использовать небольшую коробку. Так же каждая емкость должна быть изолирована друг от друга. Температурные условия хранения в среднем комнатные – около 20-25 градусов. Нельзя допускать хранения и в слишком холодном месте. Каждый производитель пишет конкретные условия хранения на этикетках, поэтому они могут отличаться на пару градусов из-за специфики состава.

Как приготовить флюс самостоятельно?

В интернете есть много рецептов приготовления домашнего варианта флюса, но все они в любом случае уступают своим заводским аналогам по все параметрам, в том числе и цене.

Чтобы определиться, какой флюс выбрать, нужно тщательно взвесить «за» и «против» по таким критериям, как:

• Опыт в паяльных работах
• Характер пайки
• Требуемый результат
• Бюджет

Начинающим электронщикам вполне подойдет канифоль, чтобы спаять простенький радиоконструктор или провода. Это научит начальным познаниям. Однако, чтобы научиться лучше паять и получать больше опыта, необходимо пробовать и другие материалы.

Для ремонта это однозначно безотмывочные флюсы. Например, в сфере мобильной и портативной техники необходимы такие флюсы, которые можно не отмывать. Это и BGA пайка, где физически трудно удалить остатки следов пайки под микросхемами.