Флюс для пайки: особенности, виды, советы

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.

Например, для радиолюбительства подойдут низкобюджетные материалы. А вот для ремонта необходимо использовать безотмывочные вещества, тем более если дело касается BGA пайки.

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 нескольких 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.

Классификация флюсов

То, как работает вещество для пайки, понять легко. Но его еще нужно правильно выбрать, а для этого нужно изучить и учесть виды флюсов. И в этом состоит главная сложность, так как нужно учесть очень много параметров при выборе.

Подробнее о том, на какие категории подразделяются средства для пайки и чем они друг от друга отличаются, рассказывается далее.

Существует огромное множество разновидностей флюсы в зависимости от назначения, необходимо правильно подобрать нужный состав

По типу воздействия на контакты

Среди типов флюсов для пайки выделяют:

• Бескислотные флюсы или «нейтральные». Они не уничтожат спайку и вообще не показывают никаких химических реакций в тех зонах, где сделана спайка. Используются обычно для спайки небольших деталей. В само средство входят этиловый спирт, глицерин, скипидар. Температура плавления достигает 150 градусов.
• Антикоррозийные имеют ортофосфорную кислоту как основной ингредиент, что часто используется для производства антикоррозийных пропиток. Поэтому при нагревании эти составы не только очищают место спайки от возникшей коррозии, но и предотвращают ее повторное появление.
• Активные составы имеют соляную кислоту, поэтому используются только для железа. Для радиотехники не подойдут, так как портят плату. Этот флюс удаляет окислы, вступает в реакцию с самим металлом, из-за этого соединения получаются очень прочными. Зачистка перед работой обязательна, как и строгое соблюдение правил безопасности — такие вещества для пайки ядовиты при испарении. Будьте осторожны, так как этот флюс окажется хорошим проводником из-за своего состава. Так что, если им работать неаккуратно, можно получить короткое замыкание. Иногда активные средства для пайки делаются из хлористого цинка.
• Активированные — делаются из салициловой кислоты или анилина солянокислого, делать зачистку перед их использованием не требуется, так как они сами очищают место спайки. Смывать не требуется, но обычно рекомендуется. Обычно такой состав применяется для соединения, которое будет постоянно механически повреждаться.
• Защитные флюсы для пайки не вызывают никакой химической реакции, не выделяют вредные вещества при пайке, защищают материалы от коррозии. Их изготавливают из вазелина, воска или оливкового масла. Плавиться такие средства для пайки начинают при 70 градусах, зачистка при их применении не требуется.

Это не все виды флюсов, но самые распространенные.

Также есть альтернативные составы, которые используются для спайки особых материалов.

По состоянию

Помимо состава, флюсы для пайки различают по консистенции:

• Пастообразные использовать удобнее всего. Они легко наносятся, не высыхают моментально после нанесения и подходят для всех видов пайки. Но нужно помнить, что так как они самые распространенные, легко наткнуться на подделки, так что выбирать нужно внимательно. А хранят такие флюсы в шприцах, нанося на место пайки только в нужных количествах.
• Твердые составы многим подходят по своей цене и нейтральным свойствам. Но у них есть и недостатки, к примеру, низкое поверхностное натяжение, а также они не удаляют окислы, их не всегда удобно наносить, много вредных испарений.
• Жидкие флюсы наносить проще всего, благодаря чему время на пайку значительно сокращается. Однако, такие средства быстро высыхают и могут пролиться, а удалять их с любых поверхностей очень трудно. Самый распространенный вид жидких флюсов для пайки — канифоль, продающаяся с кисточкой для удобного нанесения.

От состояния средства-помощника напрямую может зависеть скорость пайки и ее качество.

Какой флюс лучше выбрать

Чтобы выбрать флюс для пайки, нужно, чтобы он еще и подходил к материалу, который предстоит паять:

1. К меди, к примеру, часто применяется канифоль. Она подойдет для любой простой электроники, большого количества проводов.
2. Жидкие припои с вазелином или салициловой кислотой пригодятся для радиаторов, проводов с одной жилой.
3. Жидкая канифоль подходит для многожильных проводов.
4. Пастообразный состав подходит для радиодеталей и разных разъемов, для сим-карт и флешек, к примеру.
5. Провода и разъемы просят активных флюсов для пайки.
6. Для мелких радиокомпонентов на платах подходят нейтральные флюсы в пасте. При работе с платами нужно выбирать такие средства, которые не испачкают саму плату, так как удалить средство с поверхности вокруг места паяния почти невозможно.
7. Обычно как флюс для пайки микросхем выбирают активированные составы, не требующие смывания. Они должны быть жидкими или гелеобразными.

Также при выборе флюсов стоит читать чужие отзывы, чтобы сделать выбор из проверенных марок, так как многие фирмы выпускают средства для пайки, но далеко не все из них качественные.

У флюсов есть вещества заменители, но их стоит применять только если есть навык паяния, так как работать с ними сложнее.

Хранение

Тюбик с флюсом для пайки может храниться до 12 месяцев, однако, только в том случае, если условия хранения не нарушены. Так, чтобы не сократить срок годности, нужно:

• Плотно закрывать тюбик после использования, крепко завинчивая крышку.
• Не допускать соприкосновения с влагой самого состава.
• Не хранить около открытого огня или нагревательных приборов.
• Не допускать увеличения температуры в месте хранения выше 25 градусов.

Перед каждым использованием рекомендуется проверять, нет ли на упаковке повреждений, которые могли привести к нарушению герметичности. Если такие найдутся, средство лучше выбросить и приобрести новое. Также не стоит пользоваться составом, срок годности которого истек.

Если упаковка флюса случайно повредиться, состав можно переложить, главное — герметично закрывать.

Можно ли приготовить флюс самостоятельно?

Если не хочется покупать средство для пайки в магазине, всегда можно попробовать сделать его самостоятельно. Для этого всего лишь потребуется точно следовать рецепту и подробной инструкции по изготовлению флюса для пайки.

Для самодельного состава действуют те же правила хранения, что и для обычного, срок годности составит от 6 до 12 месяцев.

Прочие типы флюса

1. Флюсы с ярко выраженными антикоррозийными свойствами. Это соединения на основе кислоты фосфора и растворителя, которые при взаимодействии образовывают органические соединения. Их очень выгодно использовать, потому что после процесса пайки не нужно использовать специальные очистители;
2. Жидкие флюсы из салициловой кислоты, вазелина, золота и этилового спирта. Это самое удобное соединение для радиаторов, спайки электрических проводов. Этот флюс обеспечивает высокую чистоту шва и его аккуратность;
3. Для того чтобы изготовить нейтральный флюс для электрических приборов, отличающихся повышенными требованиями к точности (реле времени, выключатели, для соединения контактов мобильных телефонов, и т.д.) понадобится соединения канифоли с воздухом. Канифоль очень низкоактивна и её следует применять только на подготовленных металлах, предварительно очищенных и залуженных;
   Канифоль
4. Активированные флюсы – это бура и канифоль. В большинстве случаев она используется для водопроводных соединений и пайки медных труб. Главным отличием является тот факт, что бура плавится при температуре от 70 градусов, при этом, не выделяя абсолютно никаких вредных соединений. Это только одна разновидность;

Бура

1. Еще для того, чтобы приготовить активированные флюсы можно использовать такой рецепт: смешиваем канифоль, анилин, добавляем немного ангидрида, салициловой кислоты и диэтиламина. Это неплохой вариант изготовления пайки для монтажных скреплений.

Общие советы по флюсам

Самодельный флюс для пайки – это не всегда выгодный вариант, иногда его действительно выгоднее купить, тем более, что в большинстве случаев цена позволяет, скажем, smd или bga. На данный момент более сотни отечественных компаний производят флюсы и смеси для пайки и сварки, среди которых мы можем посоветовать лти 120, Brazetec, harris, rma, sanha, welco (в среднем стоимость от 80 рублей).

Продажа осуществляется в любом магазине электрических приборов и рынке во все городах: Екатеринбурге, Минске, Москве, Новосибирске, Харькове, Челябинске Ростове-на-Дону.

Нужно отметить, что в любом случае во время процесса сварки или пайки выделяются газы, которые могут навредить организму, но если пользоваться профессиональными смесями это вред будет гораздо ниже, поэтому остановите свой выбор на известных марках.

Удаление остатков флюса.

Флюсы после пайки в большей части не нуждаются в удалении. Но существуют причины по которым флюсы всё же удаляют.

1. Флюсы удаляют если их остатки после пайки могут навредить паяемому изделию. Ото относится к паяльным кислотам и сильно активированным флюсам.

2. Флюсы удаляют если паяемые изделия будут эксплуатироваться в сложных метеоусловиях. Например легенда о создании ЛТИ-120 гласит, что радиотехническое оборудование поставляемое в одну тропическую страну, в некоторых вариантах легенды это комплексы ПВО во Вьетнаме, стало сбоить. Комиссия достаточно быстро нашла причину: оказалось остатки канифоли на платах при высоченных температурах и 100% влажности создают белый налёт гидратов, которые имеют ощутимые для приборов сопротивления. Тогда и был разработан ЛТИ-120 имеющий в своём составе не только активатор, но и мощный пасиватор убирающего у него все недостатки канифольных флюсов. Поэтому климатические условия и не уверенность в поведении остатков флюсов являются причиной их удаления.

3. Красивый вид изделия может страдать от остатков флюса, поэтому если покупатель видит пайку, то флюсы всегда удаляют.

Какой же должен быть идеальный флюс?

Активность должна быть такая что бы её хватало для всех типов паек. Безопасность остатков при этом не должна причинять никаких проблем.

Как видно из таблицы флюса, которым можно было бы паять и алюминий и печатные платы просто нет. Но есть несколько флюсов, которые имеют значительно более широкий диапазон и при этом имеют безопасные остатки. Это ЛТИ-120 и его аналоги. Есть у них и различия. Для менее теплоёмких деталей лучше подойдёт ЛТИ-120, но ему трудней будет паять более теплоёмкие детали — он быстрее испаряется. А ЛТИ-120 LUX наоборот при пайке мелких деталей вода в его составе может не значительно подтормаживать а при пайке больших деталей она даст явные преимущества. Канифоль гель Актив будет одинаково хорош для всех видов паек — он не содержит ни воду, ни быстро испаряющихся компонентов. Т. е. эти флюсы могут выполнять роль универсалов.

Для пайки металлических деталей всех размеров лучше подойдёт Ортофосфорная кислота. Не далеко от неё отстаёт и паяльная кислота с чуть более спорными характеристиками опасности остатков. Чистую пайку металлических деталей даст флюс ФИМ. Но если Вы смирились с тем, что надо отмывать пайки и большие размеры паять не собираетесь, то флюс «Глицерин гидразин» Ваш выбор. Он позволит спаять и мелкие радиодетали и средних размеров металлические конструкции с никелевым покрытием.

Для пайки алюминия Ф-64 остаётся не досягаемым фаворитом. Однако маленькие пайки могут быть чисто выполнены и куда менее активным Ф-34.

Классическая «Флюс паста» даёт прекрасные результаты при пайке радиодеталей, и может помочь при пайке разъёмов с различными покрытиями. «Канифоль гель» делая то же самое обладает высокой липкостью позволяя предварительно приклеивать не большие детали на себя.

Жидкая канифоль и канифоль прекрасно подходят для пайки не больших залуженных деталей на печатную плату. Кроме того они используются для залуживания.

Лучшие флюсы для пайки

Флюс Kingbo RMA-218 — обладает отличной консистенцией и смачиваемостью, практически не выделяет дыма при использовании. Это так называемый безотмывочный флюс, поэтому после пайки, смывать его с плат нет необходимости.

Данный вариант паяльного флюса отлично подходит, как для соединения проводов, так и для доводки припоя. Паять флюсом Kingbo RMA-218 можно как BGA компоненты, так и другие. При пайке данным флюсом не ухудшается надёжность соединения и не образуется коррозии.

Флюс Amtech RMA-223 — в отличие от своего предшественника, данный вариант флюса требует смывки после паяльных работ. Флюс RMA-223 имеет достаточно широкий температурный диапазон использования, а, следовательно, он удобен и универсален в работе.

Данный флюс хорошо убирает как оксиды, так и жировые отложения. Чаще всего такие отложения появляются со временем на некоторых электронных компонентах и дорожках печатных плат.

Флюс Amtech RMA-223 является отличным выбором и для новичков, и для профессионалов. Стоит он не дорого, а при пайке не выделяет вредных веществ и неприятного запаха. Паять данным флюсом очень удобно, особенно электронные компоненты. Флюс поставляется в шприце, поэтому он имеет очень удобный дозатор.

Какие флюсы для пайки самые вредные

Самостоятельное изготовление

Имеется возможность изготовить флюс для пайки алюминия своими руками. Для изготовления подойдут вещества, которые обладают хорошей растворяемостью и антиокислительными качествами. Когда готовят флюс для алюминия своими руками, то за основу берутся спирт, кислоты, масла.

Самый простой флюс можно приготовить, растворив воде таблетку ацетилсалициловой кислоты, наиболее известной под названием аспирин. Растворять таблетку следует до исчезновения осадка. Также можно использовать гранулы лимонной кислоты.

Хороший флюс можно получить, растворив в этиловом спирте канифоль. Поскольку она растворяется медленно, то ее следует измельчить как можно более тщательно. Для завершения растворения раствор следует оставить на некоторое время. Этот процесс можно ускорить, поместив раствор в стеклянную баночку и нагревать в водяной бане до температуры 80 градусов.

Преимущество флюса, полученного из растворенной в спирте канифоли, заключается в его нейтральности, что позволяет не смывать его остатки после окончания процесса пайки. Допускается растворение не в этиловом спирте, а в глицерине. Такой флюс будет более густым и удобным при применении.

Состав активного флюса:

• Сосновая канифоль.
• Лимонная кислота.
• Глицерин.
• Вазелин.

Как видите, практически все ингредиенты можно найти дома и обойтись без похода в аптеку или продуктовый магазин.

Как приготовить активный флюс дома быстро

Чтобы быстро приготовить порцию активного флюса возьмем обычную столовую ложку как емкость для смешивания и нагрева. В ложку отломим небольшой кусочек канифоля, примерно до половины объема ложки. Измельчать в пыль не обязательно, от нагрева сам растворится. Далее добавляем примерно 1/4 чайной ложки лимонной кислоты. Это как раз и есть самый активный компонент в составе. Теперь капаем пипеткой 4-5 капель глицерина. И в завершении добавляем вазелин, примерно 1/2 чайной ложки. Нагреваем полученный состав на газовой конфорке. До полного растворения. Помешиваем, все растворится очень быстро. Немного остудив, набираем активный флюс в шприц или любую другую удобную емкость для вас.

Инструкция по пайке

Процесс пайки алюминиевых деталей не имеет  своих отличительных особенностей, он осуществляется также как со сталью или медью.

Алгоритм действий следующий:

• обезжиривается и зачищается место пайки;
• производится фиксация деталей в нужном положении;
• нагревается место соединения;
• прикасаются стержнем припоя (содержащим активный флюс) к месту соединения. Если используется безфлюсовый припой, то для разрушения пленки оксида наносится флюс, после чего трут твердым куском припоя по месту пайки.

Для разрушения пленки оксида алюминия также используется щетка со щетиной из стальной проволоки. При помощи этого простого инструмента производят растирание расплавленного припоя по алюминиевой поверхности.

Что делать при отсутствии нужных материалов?

Когда нет возможности подготовить все необходимые для пайки материалы, можно использовать альтернативный способ, при котором применяется припой на оловянной  или оловянно-свинцовой основе. Что касается флюса, то он заменяется канифолью. Чтобы не образовывалась новая пленка оксида алюминия на месте старой, зачистка производится под слоем расплавленной канифоли.

Паяльник, помимо своего прямого назначения, будет использоваться как инструмент, разрушающий оксидную пленку. Для этого на его жало надевается специальный скребок. Увеличить результативность процесса можно, добавив в канифоль металлических опилок.

Процесс производится следующим образом:

• нагретым луженым паяльником расплавляют канифоль в месте пайки;
• когда канифоль полностью покрывает поверхность, начинают тереть об нее жалом паяльника. В результате этого металлические опилки и жало разрушают пленку оксида алюминия. Поскольку слой расплавленной канифоли не позволяет проникать воздуху к алюминиевой поверхности, на ней не образовывается оксидная пленка. По мере того, как производится разрушение пленки, будет происходить лужение детали;
• когда процесс лужения завершен, детали соединяют и прогревают, пока не будет достигнута температура плавления припоя.

Необходимо предупредить, что процесс пайки алюминия без специальных материалов — довольно хлопотный процесс без гарантии успешного завершения. Поэтому лучше не тратить на такую работу свои силы и время, тем более, что качество и надежность такого соединения будут сомнительными.

Гораздо проще купить активный флюс и высокотемпературный припой, при помощи которых пайка алюминия даже в домашних условиях не вызовет затруднений.