Флюсы для пайки: что это такое и зачем они нужны. Марки мягких припоев и флюсов для пайки паяльником

В процессе радиоконструирования и ремонта электроники очень важен элемент аккуратной и качественной пайки изделий и радиодеталей. От этого фактора сильно зависит долговечность изделия и его время наработки на отказ. Решающим моментом качественной пайки является выбор подходящего припоя и флюса, способных оптимальным способом произвести соединение металлических и металлизированных частей с тем условием, чтобы на место пайки внешние факторы оказывали наименьшее влияние, как например: деформация, большие токи, токи высокой частоты, внешние окислители, температура и т.д. В то же время пайка элементов не должна быть излишне перегружена припоем, так как в данном случае могут быть образованы кольцевые трещины, элементы «холодной пайки» (когда визуально припой на месте, но контактирующая область металлов отсутствует), а так же замыкания соседних дорожек или контактов. Чрезмерное применение припоя может не только вывести аппаратуру из строя, но и усугубить процесс настройки и наладки изделия. В этой связи особое внимание необходимо уделить довольно важному аспекту в радиоэлектронике как выбор припоя и флюса, о чем пойдет ниже речь в этой статье.

Из определения известно, что процесс пайки представляет собой соединение двух металлизированных или металлических твердых поверхностей с помощью припоя, температура плавления которого значительно ниже величины разрушения (плавления) соединяемых изделий. Основной функцией припоя является хорошая диффузия с контактируемой металлической поверхностью или, выражаясь простым языком, расплавление припоя на металле (лужение). Кроме того, припой должен иметь оптимальную температурную вязкость, позволяющую ровным слоем распределиться ему по поверхности металлов. Данный фактор качественного лужения возможен только при отсутствии жировых отложений и окислов на спаиваемых поверхностях, удалением которых занимаются флюсы. Флюсы также могут служить катализаторами диффузии припоя для возможности его проникновения в верхний микронный слой металлов в предполагаемом месте пайки. За счет низкой вязкости и ее уменьшения в зависимости от повышения температуры плавление флюсов происходит при гораздо меньших температурных показателях, чем припой.

Припои и их разновидности

Припой состоит большей частью из олова с добавлением различных материалов. В структуру припоя могут входить следующие компоненты:

Олово (Sn) – представляет собой мягкий металл с температурой плавления + 231,9 С градусов. Олово растворяется в соляной и серной кислоте. Большая часть органических кислот на него не действуют. При воздействии комнатных температур олово не подвергается окислению, однако при ее снижении ниже +18 С и особенно ниже -50 С происходит разрушение кристаллической решетки металла, в результате чего олово приобретает серый оттенок.

Свинец (Pb) – очень популярный металл в изготовлении припоя за счет легкоплавкости. В чистом виде металл очень мягкий, легко обрабатываемый. У свинца окисляется только верхняя часть, контактируемая с воздухом. Металл легко растворяется в щелочи и кислотах, содержащих азот и органику.

Кадмий (Cd) – применяется для изготовления легкоплавких припоев в малых дозах совместно с оловом, висмутом или свинцом. В чистом виде – токсичен, температура его плавления + 321 С. Зачастую кадмий применяется в антикоррозийных целях.

Висмут (Bi) – один из самых легкоплавких металлов при использовании его в составе припоя с температурой плавления + 271 С. Висмут хорошо растворим в азотной кислоте, а так же в подогретом растворе серной кислоты.

Сурьма (Sb) – тугоплавкий металл с температурой плавления + 630,5 С. Не подвержен воздействию воздуха. Не окисляется. В припое дает эффект глянца. Металл токсичен.

Цинк (Zn) – хрупкий металл синевато-серого цвета с температурой плавления + 419 С. Быстро окисляется на воздухе. Используется в припоях аппаратуры, работающей во влажных условиях, за счет того, что покрывает под воздействием влаги пленкой окиси, защищающей места пайки. Цинк легко растворим в кислотах. Цинк вместе с медью применяется для твердых припоев, а так же кислотных флюсов.

Медь (Cu) – металл с самой высокой температурой плавления в изготовлении припоя + 1083 С. Не поддается воздействию воздуха, однако верхним слоем окисляется при попадании влаги. Медь применяется в тугоплавких припоях.

Припои разделяют на легкоплавкие и тугоплавкие .

Легкоплавкие припои нашли широкое применение при конструировании радиоаппаратуры и пайке радиоэлектронных компонентов, а так же при лужении дорожек радиомонтажных плат. Температура плавления легкоплавких припоев не выше + 450 С. В основу таких припоев обычно входит олово, свинец, кадмий, висмут или цинк. В радиоэлектронике большое применение получили припои с температурой плавления до + 145 С градусов. В процессе лужения обезжиренных и очищенных плат применяется сплав Розе или сплав Вуда. Температура плавления этих сплавов 70 – 95 градусов, поэтому они равномерно залуживают плату, опущенную в кипящую воду. В отечественной промышленности список легкоплавких материалов большей частью составляют припои оловянно-свинцовые или ПОС. В случае добавления в припой кадмия или висмута к окончанию добавляются буквы К или В. Цифра в окончании маркировки соответствует процентному содержанию олова в припое по отношению к свинцу (большей частью) и сурьме (в мелких количествах). Чем меньше цифра, тем припой более тугоплавкий но и более прочный. Буква Ф означает, что в состав припоя включен флюс. В последнее время из-за европейских экологических стандартов в фирменной аппаратуре применяется в основном бессвинцовый припой с относительно высокой для радиокомпонентов температурой плавления + 220 градусов. Ниже приведен список распространенных отечественных припоев:

ПОС-18 – состоит из олова (17 – 18%), сурьмы (2 – 2,5%) и свинца (79 – 81%). Применяется при низких требованиях прочности пайки, в основном для лужения металлов. Температура плавления +183 +270 градусов (начало плавления / растекаемость).

ПОС-30 – состоит из олова (29 – 30 %), сурьмы (1,5 – 2%), свинца (68 – 70%). Лужения и пайка меди, стали и их сплавов. Температура плавления +183 +250 градусов.

ПОС-50 – олово 49 – 50%, сурьма 0,8%, свинец 49 – 50%. Применяется для качественного спаивания различных металлов, в том числе и в радиоэлектронике. Плавление +183 +230 градуса.

ПОС-90 – олово 89 – 90%, сурьма 0,15%, свинец 10 – 11%. Высокопрочный припой с температурой плавки +18 + 222 градуса, применяемый в лужении деталей с последующим золочением и серебрением. Не применяется в установках с повышенной рабочей температурой.

Припои ПОС-40 и ПОС-60 в радиоэлектронике наиболее популярны. Для спаивания латуни или пластин для экранирования стоит применять ПОС-30. При поверхностном лужении дорожек на платах лучше всего использовать припои с содержанием кадмия или висмута ПОСК-50 или ПОСВ-33. Припои с флюсами и без их содержания для монтажа радиодеталей выпускаются в виде проволоки с толщиной 1 мм для пайки SMD элементов до 3 мм. для радиокомпонентов в обыкновенном корпусе. Для пайки металлов из стали или пайки крупных площадей, припои идут без флюса в трубках диаметром 5 мм. В импортной промышленности так же выпускают свинцово-оловянные шарики диаметром от 0,2 до 0,8 мм., предназначенные для пайки BGA чипов.

Тугоплавкие припои большей частью используются в промышленной пайке твердых металлов. Их температура плавления от + 450 до + 800 С. В состав таких припоев входят медь, серебро, никель или магний. Отличительной особенностью этих припоев является их прочность. Из-за высокой температуры плавления тугоплавкие припои в бытовых условиях для радиомонтажных работ не используются. Большей частью они используются для спаивания латуни, стали, меди, бронзы, чугуна и других металлов с высокой температурой плавления. Припои марки ПМЦ (припой медно-цинковый) применяется для спаивания латуни с содержанием меди (ПМЦ-42), бронзы и меди (ПМЦ-52). Данный припой выпускается в виде слитков определенных форм.

ПМЦ-42 – состоит из меди (40 – 45%), цинка (52 – 57%). Также в его состав входят сурьма, свинец, олово и железо. Его температура плавления + 830 градусов.

ПМЦ-53 – медь 49 – 53%, цинк 44 – 49%. Температура плавления +870 градусов.

В производстве припоев особое место занимают, пожалуй, самые дорогие тугоплавкие припои, основу которых составляет медь с добавлением серебра. Маркируются они как ПСР. Припои с серебром обладают высокой прочностью. Место пайки гибко и легко обрабатываемо. Температура таких припоев от +720 до +830 градусов. Высокотемпературные припои ПСР-10 и 12 используют для спаивания сплавов латуни и меди, ПСР-25 и 45 необходимы для работы с медью, бронзой и латунью. ПСР-70 – припой с максимальным содержанием серебра применяют в пайке высокочастотных элементов: волноводов, защитных контуров и т.д.

Существуют припои, применяемые для пайки алюминия на основе олова, цинка и кадмия. Главная проблема пайки алюминия заключается в его быстром окислении на воздухе, поэтому алюминий паяют в масле с использованием ультразвуковых паяльников.

Флюсы

От правильно выбранного флюса довольно сильно зависит качество пайки, ровность шва и его аккуратность. Флюс при нагреве должен образовывать тонкую растекающуюся пленку на поверхности припоя, которая усиливает сцепление припоя с металлом. Чем меньше температура плавления флюса, тем качество пайки лучше. Так же температура его плавления должна быть ниже температурных режимов плавки припоя. Промышленность сегодня изготовляет флюсы двух типов.

Химически активные флюсы, в состав которых входит, как правило, кислотосодержащие реагенты (ортофосфорная и соляная кислоты, хлористый цинк, хлористый аммоний). Данные флюсы прекрасно справляются с жирными налетами и окислами, однако, недостаточная промывка места пайки со временем приводит к «выеданию» металла и его коррозии, где остался кислотосодержащий флюс. На практике кислотосодержащие флюсы стараются в быту использовать как можно реже, особенно в радиоэлектронике, поскольку они ведут к разрушению текстолита, к тому же, при попадании на кожу человека такие флюсы вызывают ожоги, а их пары при вдыхании человеком особо токсичны. К наиболее популярным активным флюсам относится паяльная кислота, ортофосфорная кислота, хлористый цинк, бура, нашатырь, представляющий собой хлористый аммоний.

Химически пассивные флюсы помогают удалить жировые отложения, а так же в меньшей степени удаляют окислы. Примером может быть канифоль, стеарин, воск. Сами по себе это органические вещества, не вызывающие коррозии, которые служат не только важной сост авляющей при пайке радиокомпонентов, но и выполняют защитную функцию от окисления. Новомодной тенденцией стало использование флюсов ЛТИ, для пайки легкоплавкими припоями. С их помощью можно осуществлять пайку оцинкованных контактов, свинец, очищенное железо, нержавеющую сталь и т.д. В их состав входит спирт, канифоль, малая доза кислоты, триэтаноламин. Для подобной пайки применяют ЛТИ флюс совместно с паяльной пастой. Единственный их минус заключается том, что под действием температуры в месте спайки остаются темные пятна. Пары флюса вредны для человека. Исключение только составляет флюс ЛТИ-120, который не содержит нежелательных компонентов: солянокислотного анилина и метафенилениамина.

Наименования флюсов и их применение

Канифоль сосновая – самый простой, дешевый и доступный вид флюса с низким током утечки. Относится к классу химически пассивных флюсов. На рынке она доступна в свободной продаже из-за популярности. Применяется практически широком спектре радиомотажных работ. Умеренно растворяется в спирте с добавлением глицерина, благодаря чему стали популярны среди радиолюбителей спирто-канифольные флюсы.

Ортофосфорная и паяльная кислота – опасные химически активные флюсы. Применяется при паке сильно окисленных металлов, низколегированных сталей, никеля, а так же их сплавов. После пайки обязательным условием является очистка места спаивания 5% раствором соды, чтобы погасить кислотную активность и выедание металла. Паяльная кислота особо эффективна при температуре 270 – 330 градусов.

Паяльная кислота ПЭТ – оптимальная температура процесса пайки с ее применением 150 – 320 градусов. Применяется при спаивании углеродистых сталей, латуни, меди, никеля.

Паяльный жир – существует в двух видах: активный и нейтральный. Применяется для окисленных деталей, состоящих из черного или цветного металла. Активный паяльный жир в радиоконструировании не применяется. Нейтральный паяльный жир не содержит активных компонентов, поэтомуможет использоваться для пайки радиодеталей.

БУРА – необходима при высокотемпературной пайке высокоулеродитсых металлов: чугуна, меди, стали и т.д.

ТАГС – флюс на глицериновой основе для радиомонтажа. Из-за остаточного сопротивления нуждается в отмывке спиртом.

Флюсы ЗИЛ – хорошо подходят спаивания стали, латуни, меди легкоплавкими припоями на основе висмута.

Ф-38Н ПЭТ – сильно химически активный флюс. Применяется для пайки быстро окисляемых на воздухе металлов при температуре выше 300 градусов. Им паяют нихром, манганин, бронзу. Обязательное применение при его использовании средств индивидуальной защиты. Промывка щелочью так же обязательна

Активные флюсы ФИМ - пайка окисленного серебра, платины. Требует отмывки водном раствором с содержанием соды. В составе флюса фосфорная кислота.

ФКДТ и ФКТ ПЭТ – популярный неактивный флюс широкого применения для лужения проводов и медных контактов в РЭА.

ФТС – бесканифольный пассивный флюс без дыма. Предназначен для пайки радиодеталей.

Паяльная паста «Тиноль» - специальный химический флюс для пайки SMD радиодеталей термофеном паяльной станции.

Флюс-гель ТТ – флюс с индикатором химической активности красноватого оттенка для широкого спектра пайки. При воздействии температурой обесцвечивается, указывая на отсутствие активных компонентов. Не требует отмывки.

СТ-61 – паяльная паста пассивная. А – температура плавления +200 градусов, В – для компьютерных и мобильных радио запчастей, С – канифоль.

Импортные флюсы

IF 8001 Interflux – один из лучших флюсов для бессвинцовой пайки SMD компонентов, в том числе и работы с BGA чипами. Довольно дорогой. Не требует смывания.

IF 8300 BGA Interflux (30cc) – для пайки корпусов BGA. Представляет собой гель. Без вредного галогена.

IF 9007 Interflux BGA – паяльная безотмывочная паста для пайки свинцовым припоем. После работы оставляет едва заметный слой флюса с высоким удельным сопротивлением.

FMKANC32-005 – крем слабоактивированный безотмывочный. Показывает хорошие результаты при пайке BGA чипов и работе с инфракрасными паяльными станциями.

Классификация импортных флюсов

Нередко в маркировке импортных флюсов можно встретить маркировочные символы. Рассмотрим ниже их обозначение.

«R» - канифоль, которая идет либо в чистом виде, либо в виде раствора (спирто-канифоль). Химически пассивный флюс, поэтому перед применением требует ручной зачистки поверхности спаиваемых компонентов от окислов. После окончания работ требует отмывки спиртом или ацетоном.

«RMA» - флюс на основе канифоли с небольшим добавлением активаторов (органических кислот и их соединениями). При термической обработке кислотосодержащие активаторы испаряются. Для их применения необходима вытяжка. Оптимальная пайка достигается с использованием горячего воздуха.

«RA» - активированная канифоль. По заверению производителей из-за низкой активности кислот не оказывает коррозийных процессов на место пайки, поэтому не требует отмывки. Мы бы все таки рекомендовали после работы с ним использовать слабый раствор щелочи или спирт для отмывки, если речь не идет о BGA пайке!

«SRA» - кислотные флюсы активного действия для пайки нержавеющей стали, никеля. В электронике практически не используются из-за разрушающего действия кислот. После пайки таким флюсом изделие нуждается в тщательной отмывке спиртом или ацетоном.

Так же нередко к импортным флюсам к названию добавляют надпись «no clean», которая означает, что данный флюс не требует смывки. Такие флюсы нередко применяют при пайке радиокомпонентов, где очистка после пайки деталей затруднена физически. Например, при пайке BGA микросхем.

, какие типы бывают, для каких целей применяются. Именно от них зависит качество и надёжность пайки, а иногда бывают ситуации, когда припаять металл без флюса вообще не получится (например алюминий). Из тех флюсов, что применяются при пайке радиодеталей, самый распространенный, и конечно же всем известный флюс - это канифоль .

Канифоль представляет собой обычную смолу, после перегонки, желтого или оранжевого цвета, взятую от хвойных деревьев. В советское время тем, кто не мог приобрести по каким-то причинам канифоль в магазине, предлагалось набрать в лесу смолы от хвойных деревьев и разогрев её в металлической емкости на малом огне, не допуская воспламенения, разлить по спичечным коробкам или пластмассовым баночкам. Этой смолой можно было пользоваться для пайки. Флюсы служат для удаления оксидной пленки с поверхности паяемой детали. Паяют паяльниками типа ЭПСН таким образом: макают разогретое жало паяльника в канифоль, набирают немного припоя на жало и переносят этот припой к месту пайки. Если флюс жидкий его наносят с помощью кисточки, если флюс пастообразный, то его наносят палочкой, либо если он в шприце, то выдавливают нужное количество на место пайки.

На фото выше изображена баночка канифоли, продающейся в магазинах, которая наверняка была подобным способом разлита в жидком виде. Флюсы делятся на два типа: активные и нейтральные . В продаже в магазинах канифоль встречается не только в твердом виде, но и в виде специального канифоль - геля в шприце.

По заявлениям производителей канифоль - гель подходит и для пайки SMD деталей.

Оба типа флюсов, и активные и нейтральные необходимо смывать после пайки с платы. Если на плате останутся следы нейтрального флюса, устройство возможно и будет работать нормально, здесь все зависит от электропроводности флюса.

На рисунке показана кисточка для смывания следов флюса с плат. Если не смыть остатки активного флюса, после пайки с его помощью, на плате остаются следы активных солей и других опасных веществ, которые со временем могут разъесть пайку, либо припаянный провод. А вообще, рекомендую после того, как попаяли, когда есть возможность промывать место пайки с помощью кисточки смоченной в техническом спирте либо ацетоне.

В последнее время промываю платы вместо спирта Асептолином, (просто потому, что он уже куплен), жидкостью, которая продается в аптеках. Отличный результат и стоит недорого. Содержит 92.5 % этилового спирта и стоит всего 30 рублей за 100 миллилитров. Бутылочки хватает надолго. Существует и широко применяется флюс на основе канифоли и спирта. Который так и называется спирто-канифольный флюс, или сокращенно СКФ .

Часто пользуюсь таким, как на фото выше. Такой флюс можно легко приготовить самому, достаточно растереть канифоль в порошок, засыпать в ёмкость, в которой он будет храниться, и залить техническим спиртом. Соотношение канифоли и спирта должно быть 3 к 5. После ждем один - два дня, пока растворится канифоль в спирте, и можно пользоваться.

На фото выше изображены две емкости для хранения флюса, которыми пользуюсь при паянии. Удобным в использовании, в качестве емкости под флюс, оказалась бутылочка из-под лака для ногтей, так как она идет сразу с кисточкой. Предварительно, перед использованием, бутылочку нужно промыть от следов лака ацетоном или растворителем. С помощью спирто-канифольного флюса можно паять в тех местах, где с канифолью просто не подлезть. Либо те поверхности, которые канифоль "не берет”. Например, с помощью СКФ можно припаять провода к выводам батареек, к никелированной поверхности. Конечно, паяемую поверхность, перед этим нужно будет механическим способом зачистить. Также с помощью спирто-канифольного флюса отлично лудятся дрожки на протравленных платах горячим способом. Для этого покрываем дорожки на плате СКФ, флюс наносим кисточкой.

К условно нейтральным флюсам относится нейтральный паяльный жир , фото приведено выше. Но его все равно рекомендуют смывать с платы после пайки. Продается в таких же баночках и активный паяльный жир :

Многим нравится в использовании флюс ЛТИ-120 , который также необходимо смывать, потому что при его использовании на платах с цифровыми устройствами, иногда наблюдается нестабильная работа.

Для пайки корпусов устройств из жести и других подобных материалов пользуются паяльной кислотой. Паяльная кислота это тоже флюс, очень активный, намного более сильный чем СКФ, но паять им радиодетали нельзя! Если кислотой паять радиодетали на плате, с виду пайка будет прочной и надежной, но то место на плате, куда попала кислота со временем непременно разъест. Кислота, к тому же, обладает высокой электропроводностью. Фото бутылочки с кислотой:

Имеются специальные флюсы для пайки стали и даже алюминия. Они относятся к сильно активным флюсам, и пользоваться для пайки радиодеталей ими также нельзя. Вообще, радиодетали лучше паять, только нейтральными флюсами, тем же СКФ. Один из флюсов для пайки нержавеющей стали и алюминия изображен на фото ниже:

В советское время, когда многие флюсы были дефицитом, в качестве активного флюса для пайки пользовались таблетками ацетилсалициловой кислоты или, говоря по другому, аспирина. При этом вывод или деталь, на которую нужно было нанести флюс, ложили на таблетку, и прогревали паяльником. Запах при этом был, по рассказам пользовавшихся, мягко говоря, не из приятных, к тому же вреден для здоровья.

Также сильным активным флюсом является пищевая лимонная кислота. Многие применяли её для того, чтобы залудить испорченное необгораемое жало паяльника. Такое жало долговечное в применении, если его сильно не перегревать.

Но если паяльную станцию или паяльник с регулятором оставить надолго включенным при температуре жала 480 градусов (максимуме), жало теряет свои свойства и припой к нему перестает прилипать. В таком случае, используя лимонную кислоту как флюс, мы сможем залудить испорченное жало паяльника. После залуживания жало нужно хорошенько промыть. Вообще, после , которые созданы не на основе канифоли, необходимо промывать плату после пайки. Существуют специальные безотмывочные флюсы для пайки SMD деталей.

Для пайки стали и чугуна также пользуются флюсом под названием Бура .

Для использования совместно с флюсом Бура нужны специальные среднетепературные припои. Также для пайки с этим флюсом необходим мощный паяльник в виде топора или подобный. Автор - AKV.

Качественное спаивание деталей невозможно представить без такого необходимого в процессе компонента, как флюс для пайки. Многим людям хотя бы раз, но приходилось заниматься паянием, поэтому им известен самый распространенный флюс — канифоль. Не углубляясь в сущность процесса, они знают, что с ее помощью припой гораздо лучше контактирует со спаиваемыми поверхностями и растекается по ним.

Флюс для паяльных работ необходим для обеспечения более прочного соединения.

Для чего нужны паяльные флюсы?

Тем не менее важность роли канифоли, как и любых других флюсов (о которых будет рассказано позже), состоит в том, что она подготавливает детали к надежному соединению друг с другом, очищая их поверхности от оксидной пленки, солей и жиров, препятствующих контакту поверхностей. В задачи флюса входит и снижение поверхностного натяжения в веществе припоя, что обеспечивает его лучшую текучесть. Благодаря этому он растекается по возможно большему пространству, увеличивая площадь контакта спаиваемых элементов. Кроме того, флюсы продлевают срок их службы, защищая детали в местах пайки от образования новых окислов и солей. Правда, некоторые из них без должной нейтрализации могут стать причиной преждевременного выхода деталей из строя. Поэтому нужно неукоснительно следовать инструкциям по применению того или иного состава.

Вернуться к оглавлению

Классификация флюсов

При пайке микросхем чаще всего используют канифоль.

Нужно отметить, что флюсы разделены на несколько типов, которые различаются по степени воздействия на обрабатываемые детали до пайки, во время и после нее. К примеру, канифоль и многие составы на ее основе относятся к флюсам с наименьшей активностью, поэтому они часто применяются в . Возможностей канифольных составов хватает для удаления при невысоких температурах тонких оксидных пленок на меди, латуни и других медных сплавах. К тому же, обладая минимальной активностью, флюсы на канифоли не запускают процесс коррозии на деталях. Чтобы слегка улучшить характеристики канифоли, к ней добавляют спирт, скипидар или глицерин.

Такие флюсы называются бескислотными (неактивными, нейтральными). Их применение в сфере производства и ремонта радиоэлектроники обусловлено еще одним обстоятельством: бескислотные составы являются диэлектриками, не образующими ток утечки.

На основе канифоли делаются и активированные флюсы. В их состав в малых объемах включаются органические кислотные и аминовые соединения (салициловая кислота, фосфорный анилин и т.п.). С использованием активированного компонента спаиваются не только детали из меди и ее сплавов (при этом даже не требуется очистка окислившихся поверхностей), но и из серебра, железа и различных сталей, никеля и его сплавов.

Есть и другие типы флюсов:

Антикоррозийные флюсы используются для освобождения подлежащих спайке поверхностей от коррозии.

Кислотные (активные) — эти составы готовятся на основе соляной кислоты. Она применяется и в чистом виде. С ее помощью подвергаются пайке изделия из железа. Еще одним компонентом флюса из соляной кислоты является хлористый цинк. Такой состав получается в результате простой реакции цинка с HCl. Его легко приготовить в домашних условиях, но он выпускается и промышленностью. Этот флюс всем известен под названием «кислота паяльная». Сферы его применения — паяние меди, железных сплавов, серебра. Являясь реагентом с высокой химической активностью, кислотный флюс гораздо эффективнее уничтожает пленки различного рода на обрабатываемых поверхностях, но так же энергично он взаимодействует и с самим металлом. Поэтому и т.п. вещества требуют дальнейшей нейтрализации. Еще одно свойство активных составов — высокая электропроводимость. По указанным причинам кислотные флюсы нельзя применять в радиоэлектронике. К кислотным относится и ортофосфорная кислота, но составы с ее содержанием включены в категорию антикоррозионных добавок.
Антикоррозионные флюсы — их задача заключается в освобождении подлежащих спайке поверхностей от коррозии и защите соединения от образования окислов в дальнейшем. Как уже говорилось, обязательным компонентом антикоррозионного состава является ортофосфорная кислота (ее используют и в производстве различных антикоррозийных пропиток). С кислотными составами антикоррозионные флюсы сближает присутствие в них кислот, в том числе и органических, но эти флюсы не действуют разрушающена материалы и образуют на них защищающий от окисления слой.
Защитные флюсы — в эту категорию включены инертные по отношению к металлу вещества. Они предназначены только для защиты предварительно зачищенных деталей от образования окисей. К защитным флюсам относят вазелин, воск и даже оливковое или минеральные масла (оружейное, веретенка) и сахарную пудру. К слову, масло используется как флюс для пайки алюминия. Оно не удаляет оксидную пленку с поверхности этого металла. Очищать поверхностный слой от нее придется ножом или иным острым предметом, но если место пайки покрыто маслом, то алюминий под этой мембраной лишается возможности взаимодействовать с кислородом, хотя известно, что реакция его окисления происходит мгновенно.

Вернуться к оглавлению

Другие различия флюсов

Флюсы делятся не только по специализации, но и по агрегатному состоянию. На рынке принадлежностей для пайки представлены составы:

жидкие (к примеру, паяльная кислота);
твердые (канифоль);
пастообразные (к примеру, паста ВТС, гель ТТ и т.п.).

Жидкий флюс используют для обеспечения лужение в труднодоступных места.

Следует сказать, что различное агрегатное состояние флюсов расширяет их возможности. Жидкими обрабатываются детали, чтобы обеспечить лужение в самых труднодоступных местах, а при использовании пастообразного флюса легче контролировать количество его подачи. Для достижения этих же целей создаются паяльные пасты, в которые входит очищающий компонент и измельченный припой. Они значительно ускоряют процесс пайки.

Приготовить паяльную пасту в домашних условиях достаточно просто. Припой необходимо измельчить. Для этого лучше использовать напильник с крупной насечкой, так как мягкий припой мелкую быстро забьет. Полученные опилки смешиваются с флюсом из спирта и канифоли. Если у пасты слишком густая консистенция, в нее добавляется спирт. Хранится такой состав в посуде с плотно прилегающей крышкой. Как правило, паяльной пастой спаиваются детали, боящиеся перегрева. Паяльные пасты промышленного производства продаются в емкостях, обеспечивающих их точное дозирование. Нечто подобное можно придумать и для самодельного состава, поместив его в шприц (конечно же, без иглы), но нужно признать, что паста или гель заводского производства обладают заведомо лучшими технологическими показателями, так как пропорциональное содержание всех их компонентов выдержано оптимально. Поскольку паста применяется в работе с радиоэлектронными деталями, ее основу часто составляет безотмывочный флюс — химически неактивный компонент с нулевой проводимостью.

Еще один параметр классификации флюсов — температура, при которой они проявляют свою активность.

Составы делятся на:

высокотемпературные, плавящиеся при температурах от 450 ° С и выше;
низкотемпературные, у которых температура плавления не превышает 450 ° С.

В любом случае флюсы должны плавиться при более низких температурах, чем припой.

К тому же подготовительные составы должны обладать меньшим удельным весом, чтобы припой при нанесении на детали вытеснял флюс на поверхность.

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.

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.

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.

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

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.