Рабочий чертеж паяльного флюса

Паяльный флюс в производстве печатных плат: Полное руководство по ролям и типам.

каталог

Что такое паяльный флюс?

Флюс для припоя — это химические вещества, используемые до и во время флюса для пайки электроники. Многие хотят знать, что такое флюс для пайки, состоящий из основного материала (носителя) и активатора. Флюсы можно использовать для ручной или автоматической пайки. Флюсы для припоя в основном используются для очистки и подготовки металлических поверхностей перед пайкой путем удаления оксидов и примесей. Оксиды представляют собой химические соединения, образующиеся при контакте металлов с воздухом. Оксиды препятствуют образованию идеальных сварных швов. Присутствие оксидов металлов на печатной плате может снизить электропроводность, что приведет к неэффективному протеканию тока через печатную плату и плату. Они также предотвращают повторное окисление поверхности металла во время пайки. Кроме того, флюсы позволяют расплавленному припою образовывать прочные электрические и механические соединения. 

soldering flux

Что такое паяльная флюсовая паста?

Паяльная паста — это то же самое, что и флюс для припоя? В настоящее время многие люди все еще не понимают двух терминов: паяльная паста и флюс, здесь мы познакомим вас с паяльной пастой и флюсом, но на самом деле флюс для пайки — это общий термин, а паяльная паста — это категория, относящаяся к флюсам, назначение которых заключается в повышении надежности припоя и объекта пайки при смачивании. Среди основных задач действия – окисление, устранение вспомогательного теплообмена, снижение поверхностного натяжения металла, украшение места пайки. Флюс для пайки серебра и алюминия очень важны. Припой под флюсом в процессе сварки может помочь и облегчить процесс сварки, обеспечивая при этом защиту от химических реакций окисления. Флюс для припоя можно разделить на твердый, жидкий и газообразный. Флюс для паяльной пасты, то есть пайка с флюсовой пастой, представляет собой новый тип пастообразного припоя, смесь порошка припоя, флюса, других поверхностно-активных веществ и тиксотропных агентов. Паяльная флюсовая паста для электроники очень распространена в промышленности. В основном они используются в SMT промышленности для пайки поверхностных резисторов печатных плат, конденсаторов, интегральных схем и других электронных компонентов. 

soldering flux paste

Какова роль флюса в пайке?

Очистка печатных плат и удаление оксидов и загрязнений является основной функцией или использованием флюсов при сборке и обработке печатных плат. Оксиды на печатной плате могут стать причиной плохой пайки, плохой проводимости и протекания тока через цепь. Флюсы улучшают пайку и смачивание, раскисляют металл (медные следы на печатных платах и токопроводящие дорожки в электронных компонентах). Активаторы флюса помогают смачивать расплавленный припой монтажные поверхности, выводы компонентов и проводники, а также удалять оксиды и другие поверхностные загрязнения. Чтобы понять поток, нужно знать его назначение. Как и большинство вещей, связанных с припоем с флюсом, все начинается с силы смачивания. Течение припоя называется «смачиванием». Когда припой течет по поверхности, такой как соединение компонентов, эта поверхность «смачивает». Если нет флюса, нет и смачивания. То, что многие называют «холодной пайкой», не имеет ничего общего с отсутствием тепла, а просто с отсутствием смачивания.

Смачивание определяется четырьмя естественными силами, две из которых противодействуют потоку припоя и называются «отрицательными силами смачивания». Эти силы следующие:

  • Поверхностное натяжение: атомы на поверхности жидкости притягиваются к атомам жидкости. Некоторые жидкости имеют очень низкое поверхностное натяжение, в то время как другие имеют высокое поверхностное натяжение. Чтобы увидеть разницу, налейте спирт (имеющий очень низкое поверхностное натяжение) на непористую поверхность, например на стекло. Затем проделайте то же самое с водой (у которой очень высокое поверхностное натяжение). Спирт имеет тенденцию к сплющиванию и легкому растеканию, в то время как вода имеет тенденцию к расслаиванию. Поверхностное натяжение припоя намного сильнее, чем у воды (бессвинцовый припой прочнее свинцового припоя), и припой приобретает форму шара (знаменитый «шарик припоя»). Поверхностное натяжение является самой сильной отрицательной силой смачивания.
  • Трение: сопротивление, возникающее при движении одного тела по поверхности другого, называется «статическим трением», но трение существует и в жидкостях («вязкость»). Обе силы влияют на смачивание сварного шва, но они менее важны, чем поверхностное натяжение.
  • Сила тяжести: Думайте об этой силе как о весе, притягиваемом к земле. Гравитация способствует смачиванию в точке и ниже точки нанесения припоя (например, в луженом отверстии при ручной пайке) и предотвращает смачивание выше точки нанесения припоя (вертикальная борьба с заполнением RTN при пайке волной припоя).

Атомное притяжение: Эта сила представляет собой притяжение между чистым поверхностным металлом и припоем. Обратите внимание на чистые (элементарные) металлы. Атомы металлов с хорошей проводимостью нестабильны и легко образуют соединения с другими элементами путем обмена электронами. Полученное соединение не имеет энергии реакции (обычно называемой «пассивной») и не притягивает припой.
Когда припой наносится на чистую металлическую поверхность, возникает сильное притяжение между поверхностным металлом и оловом (припоем) [1].
Это притяжение преодолевает отрицательную силу смачивания, так что припой смачивает контактную площадку, проводник или PTH и стекает на них. В то же время в результате химических реакций между оловом и поверхностным металлом образуются соединения, называемые интерметаллическими связями. В случае меди образующееся интерметаллическое соединение состоит из трех атомов меди и одного атома олова (т. е. Cu3Sn) и имеет температуру плавления 676 °С [2].

Каковы распространенные типы паяльных флюсов?

Существует три основных типа паяльных флюсов для электронной промышленности. Обзор каждого представлен ниже. 

ТипыФункцииПриложение
Канифольный паяльный флюсЭто самый старый тип флюса. Он изготовлен из натуральной смолы, полученной из сосен. Современные флюсы на основе канифоли смешивают с другими флюсами, чтобы сделать их более эффективными. Этот тип флюса легче обрабатывать, особенно при высоких температурах.Флюс удаляет как оксиды металлов, так и посторонние вещества. Смоляной флюс кислый, но при затвердевании становится инертным и может оставаться на поверхности сварного шва, не повреждая контуры. Флюс рекомендуется удалять после сварки, так как контуры могут нагреваться и флюс может разжижаться.
Флюс органической кислотыТакже называется водорастворимым флюсом. Эти флюсы изготавливаются из органических кислот, таких как лимонная, молочная и стеариновая кислоты. Водорастворимые флюсы изготавливаются путем объединения этих кислот с органическими растворителями, такими как спирт или изопропил.Флюсы на основе органических кислот эффективно удаляют оксиды металлов. Они также обладают высокой паяльной активностью и легко чистятся. Флюсы на основе органических кислот не следует оставлять на припаиваемых поверхностях, особенно на печатных платах. Флюсы на основе органических кислот в основном используются для мягкой пайки.
Флюс неорганической кислотыОни являются сильнейшими коррозионно-активными веществами, состоят из хлорированных кислот, образующихся при добавлении ZnCl2, NH4Cl, HCl и т. д., и активны от комнатной температуры до 300-400°C.Он лучше всего подходит для твердых металлов, таких как латунь и медь, а также для нержавеющей стали. Перед использованием неорганических флюсов поверхность пайки необходимо очистить и освободить от агрессивных остатков. Поэтому очень важно очищать остатки флюса после пайки. Наконец, для химической пайки можно использовать флюсы на основе неорганических кислот.
Флюс без очисткиБесхлорные флюсы могут быть на основе натуральной или синтетической канифоли. Неочищаемые флюсы на основе канифоли по существу аналогичны флюсам на основе канифоли (тип R), но обычно содержат гораздо более низкие концентрации натуральной канифоли, чем те, которые используются в растворах флюсов типа R (R, RMA, RA). Настоящие синтетические флюсы, не требующие очистки, содержат синтетические смолы, которые придают флюсу те же желаемые свойства, что и продукты из натуральной канифоли. Флюсовые растворы без очистки могут также содержать активаторы, остатки которых могут вызывать коррозию.Флюсы без очистки предназначены для того, чтобы помочь производителям печатных плат сэкономить время и деньги при очистке печатных плат после пайки. По сравнению с обычными флюсами R-типа они оставляют очень мало остатков, которые обычно не влияют на характеристики печатных плат и не вызывают долговременных отказов из-за коррозии.
Водорастворимый флюсКислотные активаторы, обычно используемые для водорастворимых токов, включают органические кислоты, галогенсодержащие (включая хлор и бром) соединения, амиды и органические соли монооснований и диоснований. Все эти активаторы вызывают коррозию и должны быть удалены с печатных плат для обеспечения долгосрочной надежности.Водорастворимые флюсы являются очень агрессивными очистителями и окислителями. Они более реакционноспособны, чем неочищающие флюсы, и обладают более высокой очищающей способностью.

Как использовать флюс для пайки электроники?

Применение флюса.

В соответствии с Стандарт IPC J-STD-004B, Флюсы, используемые для пайки электронного оборудования, подразделяются на три типа. Они следующие. Канифоль и заменители канифоли, водорастворимые и не моющие. В рамках этих категорий существуют флюсы различных типов и химического состава, в зависимости от требований к компонентам и печатным платам, подлежащим пайке. В зависимости от автоматизированного процесса пайки, используемого контрактным производителем, флюс наносится следующими методами 

  • Пайка волной припоя: флюсы, используемые для пайки волной припоя, обычно содержат больше растворителей, чем флюсы для других применений, и перед прохождением через волну припоя распыляются на печатную плату. После нанесения флюс очищает припаиваемые компоненты, удаляя образовавшуюся оксидную пленку. Если на печатной плате используется менее коррозионный тип флюса, печатная плата должна быть очищена перед нанесением флюса.
  • Оплавление припоя: паста, состоящая из липкого флюса и маленьких металлических шариков припоя, используется на печатных платах, которые подвергаются процессу пайки. Эта паяльная паста удерживает компонент на месте до тех пор, пока частицы припоя не начнут плавиться под воздействием тепла печи. Флюс не только очищает металлическую поверхность, но его пастообразные свойства также прерывают подачу воздуха и предотвращают дальнейшее окисление. Флюс в паяльной пасте также содержит добавки, улучшающие флюс во время плавления.
  • Селективная пайка: флюсы, используемые при селективной пайке, наносятся распылением или, более точно, водоструйным методом.

Метод применения флюса в этих сварочных процессах тщательно контролируется, чтобы гарантировать, что флюс может выполнять свою работу без ущерба для целостности процесса сварки. Например, проблемы могут возникнуть, если флюс слишком быстро нагревается при использовании паяльных паст с высокой концентрацией растворителя. Нагретый растворитель может вытекать, создавая полости в месте пайки или разбрызгивая расплавленный припой на части печатной платы, которые не следует паять. По этой причине процесс подачи флюса тщательно контролируется во время предварительного нагрева, поддержания температуры и пайки.

Этапы нанесения флюса.

Флюсы доступны в виде пасты в маленьких бутылочках, а жидкость для пайки флюса может образовываться в банках, бутылках или ручках для флюса. Жидкие паяльные флюсы очень важны во многих аспектах. Органические флюсы обычно используются для мягкой пайки, но неорганические флюсы также могут использоваться для неэлектрических применений. Флюсы, обычно используемые для пайки, являются неорганическими, но они также могут содержать органические соединения, которые активируются при высоких температурах.
В следующих разделах описывается использование флюсов для пайки: 

  1. Перед использованием флюса очистите область контакта с металлом растворителем хорошего качества, чтобы удалить пыль, грязь и чрезмерное окисление.
  2. Флюс следует наносить равномерно на свариваемую поверхность. Однако на этом этапе его не следует нагревать.
  3. Когда жало паяльника нагреется, приложите его к металлическому контакту, на который нанесен флюс. Флюс должен плавиться и растекаться по поверхности металла, позволяя удалить оксидную пленку в отсутствие флюса.
  4. после того, как флюс испарится, необходимо вставить и расплавить проволоку для припоя, чтобы гарантировать, что припой сцепится до того, как он повторно окислится, что обеспечит эффективный флюс припоя.

Необходимые меры безопасности при сварке.

Есть несколько очень важных мер предосторожности при сварке. Теперь мы представим эти меры одну за другой. 

  • Работайте в безопасном месте:
    Перед сваркой сварщики должны осмотреть свое окружение и рабочую среду. Желательно обратить внимание на то, нет ли рядом с местом сварки легковоспламеняющегося оборудования или материалов. Безопасное расстояние от зоны сварки 10 метров. Если объект, подлежащий сварке или резке, не может быть легко перемещен, JHD рекомендует держать легковоспламеняющиеся материалы вдали от зоны сварки.
  • Защитите себя от опасности пожара:
    Если невозможно устранить все опасности возгорания, следует принять соответствующие меры безопасности для защиты от легковоспламеняющихся предметов, которые нельзя переместить, и для ограничения тепла, искр и горячего шлака, образующихся во время сварки.
  • Учитывайте риски:
    Существует ряд рисков, связанных со сваркой, большинство из которых представляют опасность для здоровья (например, воздействие дыма и ультрафиолетового излучения). Поскольку риски, связанные со сваркой, варьируются от работы к работе, рекомендуется провести оценку рисков перед началом работы. Это определит меры контроля для контроля или устранения рисков. В противном случае сварка или резка не должны быть разрешены.
  • Обслуживание оборудования:
    Сварщики или помощники, работающие на платформах, подмостках или мостках, должны быть защищены от падения ограждениями, ремнями безопасности, спасательными жилетами или другими защитными средствами эквивалентной эффективности. Сварщики должны размещать сварочные кабели и другое оборудование вдали от проходов, лестниц и ступенек.
  • Защитите себя правильными средствами индивидуальной защиты:
    Сварщики всегда должны носить подходящие СИЗ, чтобы защитить себя от опасностей, которые могут привести к телесным повреждениям или заболеваниям. Вот некоторые примеры средств индивидуальной защиты, которые должны носить сварщики: рубашки с длинными рукавами, длинные брюки без манжет, сварочный шлем или защитные очки, респираторы, наушники/затычки для ушей, ботинки и защитные очки. перчатки.
  • Позаботьтесь о вентиляции:
    Надлежащая вентиляция является еще одним средством предотвращения несчастных случаев при сварке и защиты рабочих. Основной целью вентиляции является удаление загрязнителей воздуха с рабочего места, предотвращение скопления легковоспламеняющихся или горючих газов и паров, а также недопущение чрезмерного или недостаточного содержания кислорода в атмосфере.
  • Защита от паров и газов:
    Местная вытяжная вентиляция или общеобменная вентиляция должны проектироваться и устраиваться таким образом, чтобы концентрация токсичных паров, газов и пылинок была ниже предельно допустимой. При необходимости сварщики должны использовать респираторы для защиты от вдыхания отравляющих веществ.
  • Защита других работников:
    Сварщики должны маркировать горячий металл или иметь другие средства для оповещения других рабочих о завершении сварочных работ.
  • Применять меры безопасности:
    Возлагайте на себя и своих сотрудников ответственность за соблюдение техники безопасности. Сообщайте о нарушениях техники безопасности за собой и за другими работниками на том же рабочем месте.

Как очистить флюс для пайки электронных изделий?

Изопропиловый спирт для удаления флюса: 
Флюс на основе канифоли является наиболее часто используемым флюсом для пайки электроники. Остатки флюса можно удалить раствором изопропилового спирта (IPA). Раствор должен иметь концентрацию не менее 90%. Всегда надевайте латексные перчатки и защитные очки при работе с изопропиловым спиртом. Обеспечьте хорошую вентиляцию в рабочей зоне.

  1. Используйте чистую щетку. Используйте мягкие, гладкие кисти. Можно использовать зубные щетки и кислотные щетки.
  2. Если у вас есть пульверизатор, вы можете распылить спиртовой раствор на пластину припоя.
  3. Окуните кисточку в спирт. Начните чистить. Аккуратно нажимайте, чтобы не нарушить место пайки.
  4. Протрите пластину, чтобы удалить излишки растворителя. Вы можете использовать чистую сухую ткань или туалетную бумагу; не используйте ничего, что оставляет волокна или ворсинки на печатной плате.

Как вариант, можно применить аэрозольный флюсовый очиститель. Затем удалите остатки флюса кистью, как спиртовым раствором. Повторите нанесение спрея, чтобы смыть «отходы» материала печатной платы. При необходимости высушите горячим воздухом.

Удаление водорастворимого флюса:
Водорастворимый флюс является агрессивным очистителем. Он обеспечивает отличные результаты пайки, но имеет свою цену. Его остатки очень агрессивны и должны быть полностью удалены.
Водорастворимый флюс предназначен для смывания горячей водой. Можно добавить омылитель, чтобы облегчить процесс удаления. Омылители – щелочи. Они реагируют с кислотными остатками на пластине с образованием мыла и глицерина. Это облегчает смывание горячей водой.

Нет сомнения, что флюс для электропайки очень важен. Электрофлюс для пайки помогает очистить и удалить оксиды металлов с припаиваемых поверхностей. Флюс также помогает предотвратить окисление поверхности металла во время пайки.
Если у вас есть какие-либо вопросы, пожалуйста, не стесняйтесь обращаться к нам, JHD PCB предоставит вам профессиональные услуги, свяжитесь с нами для получения дополнительных знаний о печатных платах. 

Получите расчет стоимости печатной платы прямо сейчас

Откройте высококачественные услуги по производству печатных плат в JHDPCB

Leave a Comment