Составы и свойства паяльных флюсов для низкотемпературной пайки

Паяльный флюс представляет собой неметаллическое ве­щество, применяемое для удаления окисной пленки с поверхности припоя и паяемого материала и для предотвращения ее образо­вания при пайке, для снижения поверхностного натяжения припоя (ГОСТ 19250—73).

Пайка возможна только в том случае, если происходит смачи­вание основного металла расплавленным припоем. Смачиванию и последующему сцеплению препятствуют загрязнения и окислы.

Источником масляных загрязнении на выводах и контактных площадках может быть смазка инструмента технологического ос­нащения, используемого на операциях подготовки выводов под пай­ку (формовка, подрезка). Особенно опасны кремнийорганические смазочные материалы, которые плохо удаляются растворителями. Удаление других загрязнений, включая следы от пальцев рук, про­изводят химическими методами. Во избежание повторных загрязнений при работе с очищенными изделиями, по­ступающими на пайку, рабочие должны надевать белые чистые перчатки из ткани, не дающей ворсистой пыли.

Удаление окислов производят в два этапа — предварительно и во время пайки. Предварительная механическая очистка и декапи­рование поверхностей непосредственно перед лужением или пай­кой является важным условием получения доброкачественного ме­таллургического соединения. Предварительный этап необходим и в случае подготовки к пайке луженых поверхностей, если между опе­рациями лужения и пайки протекло более суток. Непосредственно во время пайки удаление тонкого окисного слоя с основного метал­ла и припоя и защиту от окисления зоны спая выполняет флюс.

После смачивания флюсом основного металла (по удалении окисной пленки) образуется межфазная граница основной ме­талл— жидкий флюс. Развивающийся дальше процесс пайки при­водит к замене флюса жидким припоем в условиях, практически исключающих взаимодействие вещества на межфазной границе с атмосферой.

Флюс должен обладать определенной химической активностью для химического взаимодействия с окислами, но эта активность должна проявляться не при комнатной температуре, а при темпе­ратуре пайки. При более низких температурах флюс должен иметь минимальную химическую активность, чтобы не вызвать корро­зионных явлений и разрушения изоляции. Этим свойством обладают смолосодержащие флюсы без активирующих добавок. Канифольные флюсы ФКСп и ФКЭт при нагревании до температу­ры флюсования, совпадающей с температурой пайки, выделяют абиетиновую кислоту. Эта слабая органическая кислота растворя­ет следы окислов. В холодной канифоли кислота нейтрализована терпином, входящим в ее состав.

Коррозия под действием флюса опасна не только прямым раз­рушением материала, но и образованием продуктов коррозии. Про­дукты коррозии из-за пористости гигроскопичны и сильно снижа­ют поверхностное электрическое сопротивление изоляции.

При флюсовании опасность представляют вторичные реакции. Не должны образовываться газы, разрушающие соседние детали и их изоляцию. Например, выделение паров НС1 приводит к их кон­денсации на изоляции и меди проводов, на плате. Последующее ув­лажнение при экспл>атации РЭА приводит к развитию механизма разрешения под действием сильного и концентрированного хими­ческого агента, хотя и действующего в микромасштабе. Поэтому недопустимо применение неорганических кислотных и смолосодер-жащих активированных флюсов, которые при нагревании выделя­ют НС1. Хлористый водород взаимодействует с окислами основно­го металла и припоя с образованием легко растворимых во флюсе хлоридов:

MeO + 2НСl →MeCl₂ + H₂ O

При охлаждении после пайки непрореагировавшая НС1 соединяет­ся с остатком активирующей добавки, флюс становится нейтраль­ным Однако не исключается опасность неполного связывания 1IC1 после пайки. Поэтому во флюсах для электромонтажных работ при­сутствие активирующих добавок допускается только в долях про­цента.

Интенсивность коррозии от активаторов, вводимых во флюс, контролируют с помощью стального индикатора по степени изме­нения цвета. Обезжиренная листовая сталь чувствительна к корро­зии. За сутки при влажности 98% на поверхности стали, содержа-¹ щей остатки активированного флюса, образуется яркокоричневая ржавчина.

Наличие остатков флюса на печатной плате устанавливается визуальным осмотром: поверхность освещают лампами ультрафиолетового излучения и наблюдают люминесценцию. Флюсы, содер­жащие канифоль (ФКСп, ФКЭт, ФКТ, ФКФ, ФКДт, ФКТС), при освещении излучением с длиной волны 365 им лампами СВД-120А, УФО-4А, ПРК со светофильтром

УФС-6 дают голубое или желтое свечение. Определяемый минимум канифоли 10^-4 г/см³. Наличие са­лициловой кислоты или семикарбазида (флюсы ФКТс и ФСкПс) проверяют облучением с длиной волны 253,7 нм от лампы БУВ-15 со светофильтром УФС-1. В присутствии салициловой кислоты появляется голубое или желтое свечение. Определяемый минимум составляет 10 ^-5 г/см³. Семикарбазид придает свечению зеленый оттенок.

При работе с ультрафиолетовыми излучателями необходимо при­менять защитные очки (ГОСТ 12.4.003—74).

Флюс на монтажные элементы наносят в минимальном количе­стве, обеспечивающем смачивание паяемых поверхностей и не до­пускающем попадание флюса под изоляцию проводов или внутрь корпусов ЭРЭ.

Флюс ФГСп токсичен, из него интенсивно испаряется этиленгликоль. Флюс на основе полиэфирной смолы сравнительно мало испаряется при нагреве, мало токсичен, остатки удаляются горя­чей водой. В большинстве случаев нет необходимости удалять ос­татки. Проще осуществить лакировку всей платы той же смолой и полимеризовать всю лаковую пленку с помощью ультрафиолето­вого облучения.

Остальные флюсы после пайки следует удалять полностью. При­чиной низкого сопротивления изоляции в печатных платах являют­ся остатки флюса, не отмытые с поверхности после пайки. Влия­ние этих остатков различно и сильно зависит от процессов мойки и подсушки, от места концентрации на плате и от состава флюса.

Канифольные флюсы, не удаленные с поверхности платы сразу после пайки, через несколько часов отверждаются и их трудно удалить. Смывание канифольных флюсов производят капроновы­ми щетками в трех последовательных ваннах, по 60 с в каждой. В качестве моющей среды используют, например, спирто-фреоновую

смесь (1:19). Остатки флюсов, не содержащих канифоль (ФГСп, ФСкПс, ФСкСп и др.), отмывают в горячей проточной воде.

Помимо флюса на изоляционное основание опасное воздействие оказывает декапирование — состав и концентрация декапирующе­го раствора, время обработки. Например, при декапировании ис­пользуют 5—10%-ный раствор НС1. Процесс идет при 18—25° С в течение 2—8 с. Кислота глубоко проникает в диэлектрик и плохо удаляется с поверхности. Остатки кислоты на поверхности плат концентрацией 10 ^-4—10 ^-2 % снижают сопротивление изоляции при эксплуатации на 2—4 порядка. Поэтому отмывка после декапиро­вания должна проводиться с тщательным контролем.

Поиск по сайту: