Что такое флюсы для пайки

Флюсы для пайки используются для подготовки поверхностей к пайке, очистки их от оксидов и других загрязнений, что обеспечивает лучшее смачивание расплавленным припоем. Их корректный выбор и использование критически важны для обеспечения надежности, прочности и электропроводности паяных соединений.

Флюсы для пайки: общие сведения

Процесс пайки представляет собой создание паяного соединения между двумя контактными поверхностями с помощью расплавленного припоя. Чтобы соединение было надежным и прочным, а также хорошо проводило электрический ток, паяльный состав должен хорошо смочить контактные поверхности. Для этого их необходимо предварительно очистить от загрязнений и оксидной пленки, которые мешают нормальному смачиванию и образуют газы, нарушающие структуру припоя при его застывании.

Подготовка контактных поверхностей к пайке происходит при помощи флюсов. Это одно- или многокомпонентные химические составы, которые воздействуют на металл соединяемых поверхностей, очищая их от загрязнения и окислов. Они выпускаются в различных формах, включая жидкие, пастообразные, в виде геля, а также в составе флюсовых сердечников в припоях. Подбор флюса зависит от многих факторов, включая тип паяемых материалов, требования к чистоте соединения и специфические условия процесса пайки.

Основные функции паяльных флюсов

Очистка поверхности от оксидов и примесей. При нагревании флюс активно взаимодействует с оксидами металлов, преобразуя их в летучие или растворимые соединения. Эти химические реакции помогают убрать слой оксида с паяемых поверхностей, обеспечивая чистый металл для образования соединения. Очистка повышает эффективность пайки, поскольку припой может лучше смачивать металл без присутствия оксидной пленки. Чистые паяемые поверхности гарантируют более крепкое и проводящее соединение, что важно для долговечности и надежности электронных устройств.

Улучшение смачивания припоем. Флюс снижает поверхностное натяжение расплавленного припоя, что помогает ему равномерно покрывать паяемые поверхности. Это улучшает образование непрерывного металлического соединения, что крайне важно для электрической проводимости. Хорошее смачивание обеспечивает физическую прочность соединения, предотвращая возможные механические нарушения. Также это снижает риск образования пустот и других дефектов в сварном шве, которые могут возникать из-за плохого смачивания.

Защита от повторного окисления во время пайки. Флюс создает защитный барьер на металлических поверхностях, предотвращая их взаимодействие с кислородом воздуха при высоких температурах. Благодаря этой защитной функции металлы не подвергаются повторной окислительной реакции во время пайки. Защитный слой флюса гарантирует, что припой равномерно распределится по соединяемым элементам, улучшая их электрическую проводимость и механическую прочность.

Улучшение теплопередачи. Флюс помогает равномерно распределить тепло по паяемой поверхности, что обеспечивает эффективное плавление припоя. Равномерный нагрев помогает избежать местного перегрева и повреждения чувствительных электронных компонентов. Хорошая теплопередача также ускоряет процесс пайки, делая его более контролируемым и предсказуемым. Обеспечение равномерного распределения тепла поддерживает стабильность температурного режима, что важно для деликатной пайки чувствительных компонентов.

Виды паяльных флюсов

В производстве электроники используется множество видов флюсов, различающихся химическим составом:

• Канифольные. Основаны на природной смоле, получаемой из сосновой живицы, и содержат слабые органические кислоты. Канифольные флюсы считаются относительно мягкими и безопасными для использования в электронике, так как они менее коррозионно-активны. Они хорошо справляются с окислами на меди и других нелегированных металлах, облегчают процесс пайки благодаря хорошему смачиванию. После пайки канифольные флюсы часто оставляют липкий остаток, который можно легко удалить с использованием спирта.
• Глицериновые. Содержат глицерин, который увлажняет паяемую поверхность и предотвращает окисление металлов при нагревании. Это помогает обеспечить более чистую и прочную пайку. Глицериновые флюсы особенно популярны при работе с чувствительными к температуре компонентами, так как глицерин способствует более мягкому и контролируемому распределению тепла. Однако их использование требует определенных мер предосторожности, так как глицерин может быть липким и его излишки нужно тщательно удалять с паяных поверхностей после завершения работ. Нередко для окончательной очистки требуется использование специализированных растворителей.

По степени активности паяльные флюсы классифицируются на следующие типы:

• Низкоактивные (R). Содержат минимум активных веществ, из-за чего они малоэффективны в удалении оксидной пленки без предварительной подготовки поверхности. Их основное применение — пайка деликатных электронных компонентов, где важна минимальная коррозия соединений. Не требуют интенсивной очистки после пайки, так как оставшиеся остатки минимально агрессивны.
• Среднеактивные (RA). Эти флюсы содержат больше активных химических агентов, что делает их более эффективными в борьбе с оксидами. Их остатки после пайки могут вызвать коррозию, поэтому их нужно удалять специальными растворителями. Используется в условиях, где предварительная очистка материалов экономически нецелесообразна или технически сложна.
• Высокоактивные (RMA). Включают такие активные компоненты как хлориды, что значительно повышает их способность удалять оксиды на металлах. Могут оставлять коррозионно-активные остатки, требующие тщательной очистки после процесса пайки. Подходят для пайки на производственных линиях, где требуется высокая надёжность соединений. Они более агрессивные, что позволяет использовать их в трудных условиях, например, при высокой степени окисленности металлов.
• Очень активные (RF). Содержат экстремально высокий уровень активных веществ, включая сильные кислоты, эффективные в самых трудных условиях пайки. Такие флюсы чрезвычайно агрессивные и могут серьезно повредить компоненты, если их остатки не будут полностью удалены. Типичное применение — пайка старых или сильно окисленных металлов, где другие флюсы неэффективны.

Как правило, в электронной промышленности используются только первые 2 класса, так как высокоактивные составы (RMA и RF) повреждают компоненты и печатную плату.

Компания «СМТ Технологии» предлагает широкий спектр флюсов для пайки электронных компонентов в устройствах различного назначения. Наши сотрудники помогут вам подобрать подходящий состав на основе характеристик используемых плат и компонентов, особенностей технологического процесса и т. д.