Все о флюсах для пайки микросхем

Все о флюсах для пайки микросхем

  1. Требования
  2. Разновидности
  3. Популярные производители
  4. Как использовать?

Надежность и производительность электронных систем зависит от прочности и надежности соединения отдельных элементов. Значительно повысить прочность соединений, выполняемых пайкой, можно с помощью флюса. Поэтому стоит ознакомиться с основными требованиями, предъявляемыми к качественному флюсу для пайки микросхем, рассмотреть их разновидности и ассортимент, а также ознакомиться с советами по правильной пайке с их применением.

Требования к флюсу при пайке bga

Основной задачей данного паяльного материала в процессе пайки, в частности, bga элементов — это удаление оксидов металлов и оксидных плёнок на этапе подготовки участка пайки.

Качественный флюс должен обеспечивать лучшее растекание припоя (снижение поверхностного натяжения) и предотвращать повторное окисление подготовленной поверхности.

Рабочая температура флюса должна быть ниже, чем температура плавления припоя, из которого состоят выводы микросхемы.

В случае использования чипа с оловянно-свинцовыми выводами, ликвидус (температура полного расплавления) в большинстве своём начинается от 179ºC.

Паяльный флюс нанесённый на плату

Флюс же должен начать работать при температуре на порядок ниже. Чтобы во время полного расплавления припоя с участка пайки были удалены все оксиды.

К принципиальным требованиям стоит добавить и то, что флюс не должен закипать и выделять канцерогенных испарений.

Лёгкое удаление остатков флюса или отсутствие необходимости в отмывке — свойство которое специалисты считают “must have”, в последнее время, при пайке микросхем с шариковыми выводами.

В идеале флюс должен полностью испаряться к моменту пайки микросхемы, в крайнем случае быть диэлектриком и химически инертным по своему составу.

В случае реболлинга требования к лёгкости смытия обычно менее строгие, поскольку смыть флюс с помощью отмывочной жидкости гораздо легче, при открытом доступе к месту пайки.

Инструкция по изготовлению флюса

Итак, как сделать флюс для пайки своими руками? Все зависит от назначения. Если вам нужно спаять тонкие провода, то можно использовать прутки диаметром 1 мм. Их мы будет изготавливать сами.

Нам понадобится маленькая бутылка или любой другой сосуд с плоским дном. В дне проделываем отверстие с диаметром, который нам необходим (в данном случае 1-2 мм). Берем свинец или олово и плавим его с помощью газовой горелки. Заливаем в нашу бутылку. Из отверстия начнет вытекать расплавленный металл, вам нужно заранее подготовить поверхность. Вы можете использовать лист жести, например. Полученные «прутки» должны застыть, затем их нужно разрезать. Опытные мастера используют специальные формы для изготовления прутков. Посмотрите также обзор на флюс для пайки bga.

Также существуют жидкие флюсы, флюсы в виде геля или пасты. Они сейчас очень популярны и есть в ассортименте любого производителя. Это не удивительно, ведь такие флюсы не вызывают окисление, препятствуют образованию коррозии, не проводят ток и место пайки не нужно очищать после работы. Такой флюс тоже можно изготовить дома.

Нам понадобятся кристаллы канифоли, которые нужно растолочь в порошок. Заверните кристаллы в плотную ткань и постучите по ним молотком (желательно, молотком для работ по дереву или кухонным молотком для мяса). В соотношении один к одному смешиваем порошок и спирт. Спирт можно приобрести в аптеке. Желательно смешивать в стеклянной емкости, например, небольшой банке. Тщательно размешиваем спирт с порошком и ставим банку в горячую воду. Еще раз тщательно все перемешиваем до однородной консистенции. Готово! Полученный флюс можно использовать с медицинским шприцом или залить его в пустую бутылочка из-под лака для ногтей.

При пайке могут выделяться вещества, опасные для вашего здоровья. Используйте в своей работе защитные перчатки, маску и очки. Не приобретайте флюсы от малоизвестных производителей, не гонитесь за самой низкой ценой. По возможности изготавливайте флюс самостоятельно. Соблюдайте технику безопасности. Так вы сократите вероятность отравления парами флюса.

Твердые припои для пайки

Состав флюсов для пайки твердым припоем используется соединения проблемных мест, которые все время поддаются негативному воздействию окружающей среды (вибрации, перепады температур, удары и прочее). В основном это составы для высокотемпературной пайки, о т 400 градусов по Цельсию и выше. К ним относятся:

  1. Припой для твердого сплава из меди и цинка (до 1000);
  2. Фосфор и медь (до 900 градусов);
  3. Чистая медь применятся для процесса пайки высокоуглеродистого железа;
  4. Флюс безотмывочный, для пайки серебром (до 800 градусов включительно).

У твердоплавких припоев также есть свое распределение, они бывают тугоплавкими, с температурой для плавки от 850 градусов, и легкопавкие – с показателем выше данного температурного режима.

Нужно отметить, что смесь меди (используются марки М21, М11 и прочие) и цинка недостаточно распространена, из-за низких показателей прочности и относительно дорогой стоимости в большинстве случаев её успешно может заменить припой из бронзы с цинком или латуни.

Припои медно-фосфорного типа – это заменители очень дорогих серебряных флюсов. Они незаменимы при соединении медных металлов, бронзы, латуни и прочих соединений металлов, которые не должны работать на сгибы или ударные нагрузки. К слову, этот сплав еще называется припой для бесфлюсовой пайки (но не для меди).

Категорически запрещено использовать данные сплавы для пайки железа, черных металлов, низкоуглеродных сталей, т.к. при температурном воздействии и соединении с медью или фосфором образуется очень хрупкий химический элемент – фосфиды железа, который поспособствует тому, что шов разойдется.

Из-за металлофосфористых припоев образуются фосфиды железа, которые являются члишком хрупкими соединениями, и способствуют понижению качества металла, их не советуют использовать для пайки железа.

Видео: Приготовление паяльного флюса своими руками

Самым лучшим вариантом для таких спаечных процессов является серебряные припои. Они наиболее дорогостоящие. И используются также для соединения проводов, капиллярной сетки из проводов, и очень сложных плат из серебряных компонентов.

Флюс для пайки bga

На маркете представлено огромное количество производителей флюсов. В Bgacenter применяется широко распространенный FluxPlus. Следует обращать внимание на дату изготовления и срок годности флюса. Преимущества флюс-геля:

  • без отмывочный (многие мастера рекомендуют всё равно отмывать);
  • удобный дозатор, отсюда высокая точность дозирования во время паяльных работ;
  • не выделяет неприятных запахов;
  • обеспечивает хорошее растекание припоя по основному металлу, тем самым снижает поверхностное натяжение расплавленного припоя.

Чем заменить флюс для пайки

Если необходимый флюс по каким-то причинам отсутствует, его можно заменить следующими подручными веществами:

  • Водный раствор аспирина;
  • Лимонная кислота;
  • Уксус;
  • Канифоль с обычным свиным жиром.

Все данные подручные средства хоть и не обладают всеми достоинствами специализированных составов, но при правильном использовании пайка с их использованием будет достаточно качественной и надежной.

Таким образом, разобравшись с тем, что собой представляет паяльный флюс, и для чего он нужен, можно сказать, что его применение является неотъемлемым этапом в технологии паечных работ, без которого получаемое соединение будет ненадежным и недолговечным.

Основные требования к материалу

Для получения качественного соединения радиодеталей их поверхность должна быть очищена от оксидной пленки и жира. Именно для решения этой задачи и используются флюсы, к которым предъявляются следующие требования:

Читайте также  Как подключить счетчик электроэнергии

  • Они не должны вступать в химические реакции с припоем.
  • Эффективное удаление загрязнений с поверхности соединяемых деталей.
  • Способность увеличивать текучесть припоя по поверхности соединяемых элементов и их смачивание.
  • Остатки флюса должны легко удаляться.
  • Температура плавления должна быть ниже в сравнении с аналогичным параметром припоя.

Сегодня все флюсы для пайки микросхем и других радиодеталей принято делить на две группы: химически активные и нейтральные.

Активные смеси

В их состав входят реагенты на основе кислот, например, соляной или ортофосфорной. Такие материалы эффективно устраняют окислы и жировую пленку, но после завершения пайки необходимо тщательно очистить место соединения. В противном случае возможна быстрая коррозия металла. Активные флюсы в радиоэлектронной промышленности стараются использовать максимально реже, так как они негативно влияют и на текстолит печатных плат.

При работе с ними необходимо проявлять максимальную осторожность, так как попадание на кожный покров кислотосодержащих веществ может вызвать ожог, а пары весьма токсичными. Наиболее популярными среди активных флюсов являются бура, хлористый цинк, нашатырь, а также ортофосфорная и паяльная кислоты.

Пассивные вещества

Представители этой группы хорошо справляются с жировыми загрязнениями, но не столь эффективны в борьбе с оксидными пленками. Все они являются органическими соединениями и не способны вызывать коррозию, что позволяет защитить радиоэлементы от окисления. Пары большинства пассивных материалов опасны для человека, кроме ЛТИ-120, в составе которого нет вредных компонентов.

Как приготовить флюс для пайки своими руками?

Наиболее простым вариантом для самостоятельного приготовления флюса является применение канифольно-спиртовой основы. Для начала в емкость засыпается порошок канифоли, после чего он заливается спиртовым раствором. Через некоторое время произойдет испарение спирта и флюс приобретает умеренно густую консистенцию, удобную для нанесения вещества на металлические детали во время пайки.

В качестве самостоятельно приготовленного флюса, который подходит для лужения стальных и медных поверхностей, можно использовать ацетилсалициловую кислоту, растворенную в небольшом количестве воды, ацетона или спирта. Такой жидкий флюс удобно хранить в емкости от лака, используя при нанесении крышечку с кисточкой.

Флюсы для обработки микросхем

Раньше для пайки плат и других различных деталей использовалась только канифоль, которая относится к активным флюсам. Однако спиртовой канифольный раствор для ремонта микросхем применять не рекомендуется, так как он имеет несколько существенных недостатков:

  1. При высоких температурах канифоль удаляет не только окись металла, но и сам металл.
  2. Большой проблемой становится очистка пайки после применения канифоли. Ее остатки смываются только растворителями или спиртом. Оставлять же излишки флюса на плате нельзя, так как возможны вызванные загрязнениями различные замыкания.

Но выход для радиолюбителей есть. Современные рынки материалов предлагают большой выбор разных флюсов, с помощью которых обеспечивается высокое качество пайки, не разрушается жало паяльника и которые легко смываются водой. Продаются такие материалы чаще всего в удобных для их применения упаковках — шприцах.

В некоторых случаях вместо канифоли можно использовать ее заменители:

  1. Смолу ели или сосны можно приготовить самому. Для этого собранную с деревьев смолу следует растопить в жестяной банке и разлить по небольшим коробочкам. Огонь, на котором будет топиться смола, должен быть слабым, иначе она может воспламениться.
  2. Таблетку аспирина тоже можно использовать вместо канифоли. При плавлении аспирин издает неприятный запах, что является его существенным недостатком.
  3. Канифольный лак продается в хозяйственных магазинах и применяется вместо канифоли в спирте. Кроме этого, его можно использовать для антикоррозийного покрытия металлов.

После использования флюса готовую пайку следует обязательно прочистить смоченной в растворителе жесткой кисточкой или щеточкой, а также протереть смоченной в спирте-ректификате тряпочкой.

Сейчас выпускаются флюсы, которые не содержат вызывающих коррозию и окисление компонентов и не проводят электрический ток. Поэтому после их применения плату промывать необязательно. Нужно только удалять излишки.

Для того чтобы жидкий флюс нанести на плату, можно воспользоваться ватной палочкой, кисточкой или специальным удобным «флюсапликатором». Стоит такое приспособление достаточно дорого, поэтому дешевле сделать его самому:

  • одноразовый медицинский шприц разрезать на две части;
  • в резиновую трубку с внутренним диаметром в 5-6 миллиметров вставить разрезанные части шприца;
  • иголку укоротить и слегка изогнуть.

«Флюсоапликатор» готов, теперь им можно обрабатывать плату. Для этого нужно слегка нажать на шланг и выдавить капельку флюса. Чтобы иголка не засыхала, в нее нужно вставить кусочек проволоки.

Флюсы в виде пасты или геля наносить на соединяемые детали можно одноразовым шприцем с толстой иглой.

Разобравшись, что такое флюс, и начав применять его для припоя металлических деталей, важно делать это в соответствии с техникой безопасности. Во время работ с химически активными веществами помещение нужно обязательно проветривать, а саму пайку производить в очках и защитных перчатках.