Основное руководство по пайке электроники флюсом
2024-06-14
При соединении двух металлов в процессе пайки, например, при сборке печатной платы, флюс необходим для достижения настоящего металлургического соединения. Это гарантирует, что паяное соединение останется прочным и устойчивым к растрескиванию или ослаблению даже при повседневном износе. В этой статье обсуждаются типы доступных флюсов, их преимущества и недостатки, а также варианты удаления флюса.
Флюс помогает в процессах пайки и распайки, удаляя оксидные пленки, образующиеся на поверхности паяемых металлов. Улучшает смачивающую способность припоя, позволяя ему равномерно растекаться по поверхности, не скатываясь (осмачивая).
В электронной пайке флюс играет решающую роль, облегчая процесс и обеспечивая надежные соединения между компонентами. Пайка предполагает соединение металлических поверхностей с помощью расплавленного сплава, известного как припой. Однако примеси, оксиды и загрязнения, присутствующие во время пайки, могут препятствовать образованию прочной связи. Флюс решает эти проблемы, очищая металлические поверхности, обеспечивая прочное и надежное металлургическое соединение.
Флюс помогает в процессах пайки и распайки, удаляя оксидные пленки, образующиеся на поверхности паяемых металлов. Улучшает смачивающую способность припоя, позволяя ему равномерно растекаться по поверхности, не скатываясь (осмачивая).
В электронной пайке флюс играет решающую роль, облегчая процесс и обеспечивая надежные соединения между компонентами. Пайка предполагает соединение металлических поверхностей с помощью расплавленного сплава, известного как припой. Однако примеси, оксиды и загрязнения, присутствующие во время пайки, могут препятствовать образованию прочной связи. Флюс решает эти проблемы, очищая металлические поверхности, обеспечивая прочное и надежное металлургическое соединение.
Что такое флюс и как он работает?
Флюс — это химическое соединение, которое подготавливает металлические поверхности к пайке, удаляя оксиды, способствуя смачиванию и улучшая текучесть припоя. Он доступен в различных формах, включая пасту, жидкость или сердечник внутри припоя. Активные ингредиенты флюса, такие как канифоль или органические кислоты, вступают в реакцию с оксидами на поверхности металла.
При нагревании флюс активирует и удаляет оксиды, не давая им мешать процессу пайки. Он также способствует смачиванию, способности расплавленного припоя растекаться и прилипать к металлическим поверхностям. Уменьшая поверхностное натяжение припоя, флюс обеспечивает его плавное и равномерное растекание, создавая прочные и надежные паяные соединения.
Кроме того, флюс предотвращает образование оксидов во время пайки, создавая защитный барьер на металлических поверхностях. Этот барьер защищает только что очищенный металл от атмосферы, предотвращая быстрое окисление и обеспечивая чистое и надежное паяное соединение.
Типы флюсов
Для различных задач пайки доступны различные типы флюсов. Некоторые флюсы разработаны для конкретных металлов, например меди, тогда как другие подходят для широкого спектра применений. Кроме того, флюсы имеют разные уровни активности: от легкой до очень высокой, в зависимости от степени окисления или загрязнений, присутствующих на металлических поверхностях.
Классификация стандартных флюсов IPC J
Система классификации флюсов IPC J Standard (Объединенный отраслевой стандарт) заменила военные стандарты пайки, ранее определенные как QQ-S-571 и MIL-F-14256. Флюсы подразделяются на RO (канифоль), OR (органические), IN (неорганические) и RE (смола/синтетическая смола). Уровень активности раствора флюса оценивается как L (низкая активность или<0.5% halide), M (medium activity or 0 to 2% halide), and H (high activity or 0 to >2% галоида). Флюсы классифицируются в зависимости от содержания галогенидов (Cl- или Br-) как 0 (нет галогенидов) или 1 (некоторые галогениды). Например, флюс ROL0 будет канифольным флюсом с низкой активностью и нулевым содержанием галогенидов. Флюс RMA можно классифицировать как ROM1, если он содержит от 0,5 до 2,0% содержания галогенидов в соответствии с этой схемой классификации.
Классификация стандартных флюсов IPC J
Система классификации флюсов IPC J Standard (Объединенный отраслевой стандарт) заменила военные стандарты пайки, ранее определенные как QQ-S-571 и MIL-F-14256. Флюсы подразделяются на RO (канифоль), OR (органические), IN (неорганические) и RE (смола/синтетическая смола). Уровень активности раствора флюса оценивается как L (низкая активность или<0.5% halide), M (medium activity or 0 to 2% halide), and H (high activity or 0 to >2% галоида). Флюсы классифицируются в зависимости от содержания галогенидов (Cl- или Br-) как 0 (нет галогенидов) или 1 (некоторые галогениды). Например, флюс ROL0 будет канифольным флюсом с низкой активностью и нулевым содержанием галогенидов. Флюс RMA можно классифицировать как ROM1, если он содержит от 0,5 до 2,0% содержания галогенидов в соответствии с этой схемой классификации.
Канифоль (тип Р) Флюс
Самый фундаментальный паяльный флюс, используемый на протяжении веков, — это природная канифоль, полученная из смолы сосновой смолы. Смола сосновой смолы подвергается растворению в растворителе и последующей дистилляции с получением прозрачной, белой канифоли, используемой во флюсе для пайки. В состав канифоли входят кислоты природного происхождения, в первую очередь абиетиновая кислота и ее гомологи. Во флюсе для пайки прозрачная канифоль растворяется в растворителе, обычно в изопропиловом спирте, без добавления кислотных активаторов, что классифицирует ее как канифольный флюс типа R.
Чтобы улучшить способность флюса растворять более тяжелые оксидные пленки, особенно те, которые образуются при повышенных температурах, необходимых для бессвинцовых припоев, в паяльный флюс добавляют активаторы. Активированные флюсы могут быть слабо активированными, обозначаемыми как RMA (канифоль - слабо активированный), или полностью активированными, обозначаемыми как RA (канифоль - активированный). Обычно используемые активаторы включают органические кислоты, галогенированные соединения (содержащие хлор или бром), амиды, а также одноосновные и двухосновные органические соли. Эти активаторы вызывают коррозию, и их необходимо удалить с печатной платы, чтобы обеспечить долговременную надежность.
Активированные и слабоактивированные канифольные флюсы могут оставлять после себя ионы хлора и другие коррозийные остатки, что приводит к необходимости их удаления с печатной платы после пайки или распайки для предотвращения долговременных отказов, связанных с коррозией. Остатки этих флюсов также могут быть липкими, притягивая пыль, содержащую проводящие элементы, что может привести к короткому замыканию и другим электрическим сбоям на плате. С увеличением распространенности бессвинцовых припоев в производстве, вероятно, будет расти использование высокоактивированных флюсов для противодействия образованию окислительной пленки при более высоких температурах пайки. Следовательно, тщательная очистка после пайки или демонтажа бессвинцовыми сплавами станет обязательной.
Самый фундаментальный паяльный флюс, используемый на протяжении веков, — это природная канифоль, полученная из смолы сосновой смолы. Смола сосновой смолы подвергается растворению в растворителе и последующей дистилляции с получением прозрачной, белой канифоли, используемой во флюсе для пайки. В состав канифоли входят кислоты природного происхождения, в первую очередь абиетиновая кислота и ее гомологи. Во флюсе для пайки прозрачная канифоль растворяется в растворителе, обычно в изопропиловом спирте, без добавления кислотных активаторов, что классифицирует ее как канифольный флюс типа R.
Чтобы улучшить способность флюса растворять более тяжелые оксидные пленки, особенно те, которые образуются при повышенных температурах, необходимых для бессвинцовых припоев, в паяльный флюс добавляют активаторы. Активированные флюсы могут быть слабо активированными, обозначаемыми как RMA (канифоль - слабо активированный), или полностью активированными, обозначаемыми как RA (канифоль - активированный). Обычно используемые активаторы включают органические кислоты, галогенированные соединения (содержащие хлор или бром), амиды, а также одноосновные и двухосновные органические соли. Эти активаторы вызывают коррозию, и их необходимо удалить с печатной платы, чтобы обеспечить долговременную надежность.
Активированные и слабоактивированные канифольные флюсы могут оставлять после себя ионы хлора и другие коррозийные остатки, что приводит к необходимости их удаления с печатной платы после пайки или распайки для предотвращения долговременных отказов, связанных с коррозией. Остатки этих флюсов также могут быть липкими, притягивая пыль, содержащую проводящие элементы, что может привести к короткому замыканию и другим электрическим сбоям на плате. С увеличением распространенности бессвинцовых припоев в производстве, вероятно, будет расти использование высокоактивированных флюсов для противодействия образованию окислительной пленки при более высоких температурах пайки. Следовательно, тщательная очистка после пайки или демонтажа бессвинцовыми сплавами станет обязательной.
Не требующий очистки флюс
В состав не требующих очистки флюсов могут входить как натуральная канифоль, так и синтетические смолы. Не требующие очистки растворы флюсов на основе канифоли аналогичны канифольным флюсам (типа R), но обычно содержат натуральную канифоль в более низкой концентрации, чем растворы флюсов типа R (R, RMA и RA). В настоящих синтетических не требующих очистки флюсах используются синтетические смолы, которые обладают теми же свойствами, что и натуральная канифоль. Кроме того, не требующие очистки растворы флюсов могут содержать дополнительные активаторы, а оставляемые ими остатки могут привести к коррозии.
Разработанные для того, чтобы производители печатных плат могли избежать затрат времени и средств на очистку после пайки, не требующие очистки флюсы оставляют значительно меньше остатков по сравнению с обычными флюсами типа R. Такое уменьшенное количество остатков обычно не мешает работе платы и не вызывает долговременных отказов, связанных с коррозией.
Однако остатки не требующих очистки флюсов могут быть липкими и притягивать пыль, ухудшая внешний вид печатной платы. Поэтому может потребоваться очистка для обеспечения соответствия внешнему виду или эксплуатационным стандартам. Если печатная плата должна быть покрыта конформным покрытием для защиты схемы во время эксплуатации, поверхность платы должна быть очищена от остатков флюса, даже минимальных остатков, оставленных неочищенным флюсом, чтобы обеспечить надлежащую адгезию защитного покрытия.
Более того, повышенная потребность в активированном (коррозионном) флюсе при пайке бессвинцовыми сплавами может потребовать удаления остатков флюса, что потенциально снижает преимущества использования не требующих очистки флюсов.
Водорастворимый (водный) флюс
В водорастворимых флюсах обычно используются водорастворимые смолы, а их остатки необходимо удалять промывкой водой. Некоторые водорастворимые флюсы изготавливаются в виде растворов на водной основе, что устраняет необходимость в растворах флюсов на спиртовой основе. Это дает возможность сократить выбросы ЛОС, особенно для производителей картона, работающих в соответствии со строгими экологическими нормами. Кислотные активаторы, обычно встречающиеся в водорастворимых флюсах, включают органические кислоты, галогенированные соединения (содержащие хлор или бром), амиды, а также одноосновные и двухосновные органические соли. Все эти активаторы вызывают коррозию, и их следует удалить с печатной платы, чтобы обеспечить долговременную надежность.
Форматы Flux и варианты упаковки
Доступны различные форматы паяльного флюса, в том числе жидкий флюс, липкий флюс, флюсовый сердечник и флюс в паяльной пасте, каждый из которых предлагает уникальные преимущества, подходящие для различных задач пайки. Выбор формата флюса зависит от таких факторов, как тип пайки, доступность соединения, предпочтительный метод нанесения и конкретные технологические требования.
Жидкий флюс, обычно разбавленный изопропиловым спиртом (IPA), является распространенной формой флюса для пайки. Жидкий флюс, упакованный в бутылки, шприцы или ручки для удобства нанесения, наносится на паяные соединения или компоненты перед пайкой. Он очищает поверхности, улучшает текучесть припоя и качество соединений, что делает его незаменимым для пайки волной в производстве электроники. Перед пайкой волновой пайкой жидкий флюс выборочно наносится с помощью распылителя, пены или аппликатора для флюса, чтобы обеспечить точное и контролируемое покрытие.
Липкий флюс, также известный как липкий флюс, имеет более густую консистенцию, чем жидкий флюс, с липкой или гелеобразной текстурой, которая предотвращает растекание или капание. Он хорошо прилипает к поверхностям во время пайки, что делает его пригодным для вертикальных или потолочных соединений, где сохранение флюса имеет решающее значение.
Припой с флюсовым сердечником представляет собой полую сердцевину, заполненную флюсом, объединяющую припой и флюс в один продукт. Поскольку припойная проволока плавится во время пайки, флюс очищает поверхности и облегчает пайку, обеспечивая удобство и эффективность.
Флюс в паяльной пасте состоит из частиц припоя и флюса в полутвердой или пастообразной форме. Паяльная паста, широко используемая в технологиях поверхностного монтажа (SMT), очищает паяльные площадки и компоненты, способствует смачиванию припоя и удерживает припой на месте перед пайкой оплавлением.
Флюс играет жизненно важную роль в электронной пайке, удаляя оксиды, способствуя смачиванию, улучшая текучесть припоя и предотвращая повторное окисление. В совокупности эти функции способствуют созданию прочных и надежных паяных соединений. Выбор правильного флюса для каждой задачи пайки обеспечивает эффективное соединение электронных компонентов, что приводит к оптимальным электрическим и механическим соединениям.
Введение в печи оплавления для поверхностного монтажа
Руководство по выбору лучшей настольной печи для оплавления
Связанная статья
Изучите технологические процессы лазерной упаковки для LiDAR и оптоэлектроники. Узнайте, как вакуумная эвтектическая пайка обеспечивает субмикронную стабильность выравнивания.
Технологии упаковки лазерных диодов: от TO-Can до кремниевой фотоники
Сравните поточные и периодические системы вакуумной пайки. Узнайте, как вакуумные печи оплавления оптимизируют сварку без пустот для мощных полупроводниковых упаковок.
Сравнение процесса вакуумной пайки и оборудования: как добиться производства с низким содержанием пустот автомобильного уровня
