Гель припой. Виды и применение гелевых флюсов

Флюс для пайки представляет собой вспомогательное вещество, применение которого способствует очистке поверхностей соединяемых металлических элементов от окислений. Прибегая к пайке без применения флюса, не стоит рассчитывать на качественное выполнение работы и надежное скрепление необходимых деталей. Поэтому, прежде чем приступить к работам по соединению деталей при помощи паяльника, необходимо подобрать хороший, качественный флюс.

Предназначение

Флюсы используются в первую очередь для удаления всевозможных загрязнений с поверхности металла. Более того, при пайке соединений они защищают нагреваемый припой от окисления. Это, в свою очередь, способствует растекаемости припоя и, соответственно, улучшению качества пайки.

Хороший флюс для пайки можно подобрать лишь исходя из характера металлических соединений и сплава припоя. Остатки любых флюсов, независимо от их типа, после выполнения работы необходимо убирать с соединений, так как они сами загрязняют металл и могут привести к развитию процессов коррозии.

Типы флюсов для пайки

Условно флюсы разделяют на две основные категории - окислительные и восстановительные. Также в зависимости от необходимости выполнения тех или иных задач выделяют флюсы для плавки металла, сварочных работ, электролиза, выращивания монокристаллов, пайки цветных и ювелирных сплавов.

В целом же, согласно воздействию, которое оказывается на металл во время пайки, выделяют следующие флюсы:

• активные (кислотные);
• безкислотные;
• антикоррозийные;
• активированные;
• защитные.

Активные флюсы

Такой флюс для пайки зачастую содержит в своей основе соляную кислоту, фтористые и хлористые металлы. Действие активных флюсов предполагает активное растворение оксидных пленок на поверхности металлических деталей. Благодаря данным свойствам обеспечивается максимальная механическая прочность образующихся соединений.

Несмотря на свое широкое распространение, активные флюсы не подходят для применения при монтаже и пайке электроаппаратуры, ведь их остатки довольно быстро разъедают место соединения деталей.

Безкислотные флюсы

Безкислотный флюс для пайки, широко известный как канифоль, представляет собой вещество, приготовленное на основе спирта, глицерина и скипидара. При разогреве паяльника до температуры более 150 о С применение такого флюса дает возможность растворить окислы свинца, меди, олова, надежно очищая поверхности металла.

Основным преимуществом флюса в виде канифоли является отсутствие эффекта разъединения соединяемых поверхностей при пайке. Активно используется такой флюс для пайки меди, бронзы, латуни.

Активированные флюсы

Готовят данный тип флюсов на основе фосфорного или солянокислого анилина, диэтиламина или салициловой кислоты. Данный вариант применим для пайки целого ряда металлов и сплавов, например железа, меди, стали, никеля, цинка, серебра, а также деталей из меди без необходимости их предварительной зачистки.

Антикоррозийные флюсы

Исходя из самого определения, несложно догадаться, что применяется антикоррозийный флюс для пайки чаще всего при необходимости соединения деталей, потенциально подверженных развитию процессов коррозии.

Состав флюса для пайки с антикоррозийными свойствами включает в себя использование технического вазелина, салициловой кислоты, триэтаноламина и этилового спирта. Несмотря на свое основное предназначение, данный тип флюсов требует тщательного удаления своих остатков по завершении пайки путем протирки деталей ацетоном или спиртом.

Защитные флюсы

Так как во время применения не происходит деструктивного химического воздействия на металлы, использоваться может защитный флюс для пайки микросхем. Как и основная масса остальных типов флюсов, подобные вещества предохраняют ранее очищенные металлические поверхности от окисления. К категории защитных флюсов относятся в первую очередь вазелин, воск, сахарная пудра, оливковое масло, прочие вещества со слабой химической активностью.

Хранение

Наиболее распространенные флюсы на спиртовой основе обычно обладают жидкой консистенцией. Поэтому нуждаются в хранении в тщательно закупоренной, герметичной таре. В противном случае происходит потеря их основных свойств и даже полное испарение.

Флюс-паста для пайки также нуждается в хранении в закрытой емкости. Оптимальными условиями для такого флюса является помещение с низким уровнем. Несмотря на то что паста не поглощает влагу из окружающей среды, существует опасность конденсации влаги на стенках емкости и поверхностях, расположенных поблизости.

Хранить флюс-гель для пайки рекомендуется вдали от огнеопасных веществ, предметов и источников открытого огня, так как большинство флюсов данной категории отличаются хорошей воспламенимостью. При этом температура хранения должна составлять не ниже 10 и не более 25 градусов Цельсия.

Применение флюса

При выполнении пайки соединения хорошо зачищают, покрывают флюсом и разогревают паяльником. На месте нанесения флюс начинает пениться и дымиться. В этот момент на кончик паяльника необходимо нанести небольшое количество припоя, который в последующем покроет соединяемые поверхности.

Наверное, не стоит лишний раз рассказывать о свойствах и преимуществах применения флюсов при пайке. Достаточно просто взять паяльник и попробовать соединить детали без флюса. В таком случае процесс пайки окажется по-настоящему длительным, а результат откровенно некачественным, так как припой будет слишком ненадежно закрепляться на спаиваемой поверхности.

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.

Как правильно выбрать флюс?

Согласно мнению заядлых радиолюбителей, которые хорошо разбираются в пайке, выбор подходящего флюса является практически стопроцентной гарантией успешного выполнения работ. Ориентироваться здесь прежде всего следует на материал соединяемых деталей, а также характер пайки.

Для пайки радиокомпонентов, медных деталей и проводов целесообразно применение неактивных флюсов на основе канифоли. Представляют собой такие флюсы модифицированную версию обычной канифоли в результате добавления целого ряда составляющих, известных как активаторы.

Неактивные флюсы обладают улучшенными антиоксидантными свойствами. Благодаря пастообразному или жидкому состоянию наносить такие флюсы можно непосредственно на монтажные платы или места пайки металлических соединений. Идеально подходит данный флюс для пайки алюминия. Дополнительно стоит отметить их широкую доступность и сравнительно невысокую стоимость.

Что касается среднеактивных флюсов, то использовать их целесообразно для пайки наиболее нежных контактов, например при ремонте мобильных телефонов и других современных портативных устройств. Для этого подходят флюсы, которые не пенятся и не закипают во время работы, обладают минимальной коррозийностью, а также легко наносятся на платы.

Зачастую среднеактивные флюсы применяются мастерами сервисных центров по ремонту цифровых мобильных устройств. Обычно применяют их для пайки самых миниатюрных микросхем. Причем пригодны они для использования не только со свинцовыми, но и с безсвинцовыми припоями.

Наиболее универсальными являются гелеобразные флюсы. Применять их можно практически при любых видах пайки. Особенно эффективен гелеобразный флюс для пайки алюминия, меди, других распространенных материалов с применением свинцовых припоев.

В заключение

Правильный подбор подходящих расходных материалов при выполнении пайки является гарантией качественно выполненной работы. Помимо выбора хорошего флюса требуется выбор соответствующего характеру пайки припоя, насадки для фена, жала паяльника, прочего.

Даже применяя в работе наиболее передовые паяльные станции при наличии неподходящего флюса, припоя или жала, в итоге можно получить совершенно не тот результат, на который рассчитывалось. Достаточно утекло воды с тех пор, когда специалистами активно применялись классические паяльники мощностью до 60 Вт с самодельным, выточенным напильником медным жалом, а также обычная канифоль в качестве флюса. В настоящее время применение такой материально-технической базы оказывается крайне неэффективным.

Общеизвестно, что флюсы используются для удаления остатков пайки и загрязнений, а также для защиты от окисления.

В качестве флюсов используются самые различные химические составы: канифоль, ортофосфорная кислота, паяльная кислота и активный паяльный жир, «Бура», флюс ТАГС глицериновый и др. Сегодня мы поговорим о еще одной разновидности флюсов - гелевые флюсы.

Гелевые флюсы - это та же канифоль, только в гелевой форме. Они используются для первичной и повторной пайки ответственных компонентов, на бытовом уровне при ремонте ноутбуков или смартфонов. Важное их преимущество заключается в том, что они легко смываются или вообще не требуют смывки.
На форумах можно часто прочитать о том, что самый хороший флюс-гель - это FluxPlus, но есть и его китайский аналог RMA-223. Это большая ошибка! Китайский аналог, конечно, есть, только вот RMA-223 - это высококачественный флюс американского производства Amtech.
Что же делать с китайскими подделками? Ведь рынок большой, есть спрос, есть и контрафакт. Конечно, можно долго разбираться с цифрами, которые должны быть указаны на маркировке, номерами лотов и т.д. А можно просто закупать флюсы у проверенных поставщиков. Например, наши флюсы Amtech закупаются только у официального представителя Amtech в России.
Сегодня самыми популярными марками флюсов Amtech являются два: RMA-223 и LF-4300.

LF-4300 - это водосмываемый флюс средней вязкости, он не требует очистки и применяются как со свинцовыми, так и бессвинцовыми сплавами. Его удобно использовать для установки шариков припоя, выводов BGA компонентов и реболлинга. Этот флюс-гель широко применяется при монтаже всех типов Flip Chip и CSP.
Флюс водосмываемый, однако в большинстве случаях его остатки могут быть оставлены на платах. Если платы будут проходить отмывку, то его можно удалить с помощью деионизированной воды при температура 40-60 градусов.
RMA-223 - это канифольный флюс, он рекомендован только для бессвинцовой пайки. У него отличная наносимость и смачиваемость. Так же как и LF-4300, он применяется для работы с компонентами в BGA/PGA корпусах. Флюс имеет слабую активность, поэтому его остатки необходимо смыть.

Оба флюс-геля имеют на конце маркировки буквы -TF. Это означает Tacky Paste Fluxes, т.е. клейкие, тягучие флюсы. Их часто сравнивают с медом, потому что они должны имеют тягучую консистенцию меда и такой же желто-янтарный цвет. Как раз их клейкость и тягучесть обеспечивают удобство работы с шариками припоя при BGA пайке.

Гелевые флюсы Amtech поставляются в шприце, что позволяет точно дозировать флюс и наносить его только на те участки, где это необходимо, не загрязняя соседние поверхности.

Технические характеристики

ТТ флюс гель подходит для пайки практически всех металлов и сплавов.
Активен в интервале температур: 110 - 250°С
Не имеет собственного электросопротивления
Остатки флюса предохраняют паянный шов от коррозии
Токсичность:
Общая токсичность: Средняя.
ПДК: 2,5 мг/м³
Аллерген: Гипоаллерген.
Совместимость с материалами контактирующими с пищей и кожным покровом: Нет данных.
Общая токсичность после термообработки при 160°С: Низкая

Способ применения:
Нанести ТТ флюс гель на участок предназначенный для пайки.
Паять припоем (ПОС 10-90, сплав Розе,Вуда)
Для SMD:
Нанести ТТ флюс гель на участок предназначенный для посадки компонентов, слоем 0,5-0,9мм.
Разместить компоненты.
Обработать термофеном при 170-250°С
При необходимости остатки флюса удаляются спиртом или уайтспиритом.

Товарная форма:
Баночки по 20 и 500мл.
Код ОКП: 17 1800, Обязательной сертификации не подлежит.

Паспорт:
Флюс-гель ТТ
ТУ 1718-001-30663583-2011
№ Наименование показателей
1. Внешний вид Паста, от темно - до светло-красного цвета.
2. Содержание механических примесей- Отсутствие
3. Реакция среды (pH водной вытяжки) - 2-4
4. Массовая доля азота,%- 0,15-0,25
5. Удельное объемное сопротивление, после термообработки при 210°С, 10мин. При слое в 0,5мм., Ом *см- Отсутст.

Примечание:
1.Загуститель- вазелин.
2.ПДК в воздухе 2,5мг/м^2
Гарантийный срок хранения 1год.

Флюс для пайки конечно можно сделать и самому. Для этого собранную в лесу с хвойных деревьев смолу необходимо растопить в жестяной банке на слабом огне, иногда помешивая, а потом просто разлить в емкости. Когда смесь застынет получится канифоль. Но не будем заниматься самодеятельностью, это того не стоит, а лучше рассмотрим разные виды флюсов, которые можно приобрести в любом радиоэлектронном магазине.

Требования к флюсам применяемых при паяльных работах

1. Температура плавления флюса должна быть меньше температуры плавления припоя.
2. Флюс должен быть полностью расплавленным и обладать хорошей текучестью в процессе пайки.
3. Должен быстро и полностью растворять окислы спаиваемого металла.
4. Не должен образовывать химических соединений с металлом или припоем.
5. Должен равномерно покрывать поверхность металла в месте пайки, препятствуяя его окислению в процессе пайки.
6. Не должен быстро испаряться при пайки, а продукты его распада должны вытесняться припоем и легко смываться после пайки не вызывая коррозии места пайки

Гелевые флюсы - это в принципе обычная канифоль, но в гелевом состоянии. Их лучше всего использовать при деликатной пайки радиодеталей и ремонта мобильных телефонов, ноутбуков, смартфонов и т.п. Их главная особенность в том, что их очень легко смыть Flux-Plus, ацетоном или бензином, можно использовать и спирт.

В настоящее время в продаже можно найти два вида гелевых флюсов: Flux-Plus и его дешевый китайский аналог RMA-223

Flux-Plus считается самым лучшим среди гелевых средств. Паять с ним сумеет даже полный . Но его цена в 20 зеленых бумажек совсем не радует. Так что прежде чем брать, подумайте, стоит ли он своих денег? Если вы ремонтник смартфонов или планшетников, то он точно у вас окупится, а простым любителям попаять, я бы посоветовал его китайского собрата.

Гелевый флюс для пайки RMA-223 это китайская подделка фирменного Flux-Plus. Дешевле всего его можно заказать в китайских интернет магазинах. При паяльных работах он также хорошо растекается и обволакивает припой. Всем советую его использовать и вы не прогадаете.

Для приготовления в домашних условиях и своими руками нам потребуются следующие индегриенты, спирт медицинский или технический для растворения канифоля, молоток или что-то аналогичное для измельчения канифоли, емкость для хранения полученного жидкого состава. Затем куски канифоли размельчаем молотком, советую перед этим завернуть их в бинт или любой кусочек ткани. Получившийся порошок насыпаем в пузырек и заливаем спиртом (Сразу отвечу на ваш вопрос "Водка не подойдет"), через несколько дней отстаивания средство отлично послужит при паяльных операциях.

Почему нельзя паять канифолью? Можно, но не очень удобно так как надо очень быстро донести испаряющуюся канифоль к месту и ее еще придется немного размазать паяльником на все паяемые поверхности.

Применяется при паяльных работах в качестве жидкого средства по окисленной меди, по чёрному металлу и нержавеющей стали. Можно также использовать для очищения от ржавчины. После использования на обработанной поверхности образуется защитную плёнку, которая препятствует процессу коррозии

Используется для пайки углеродистых и низколегированных сталей, никеля и сплавов. Жидкость активна при температуре 290-350 °С. После применения специального средства, поверхности необходимо промыть раствором кальцинированной соды

Изготавливается на вазелиновой основе, подходит при паяльных работах сильно окисленных металлов из черных и цветных металлов

Активное средство используется при радиомонтаже электронных компонентов и печатных плат. После применения необходима промывка водой или спиртом

Эту жидкость можно приобрести в обычной аптеке, стоит она намного дешевле спирта, а эффект тот же, хотя в составе 90% этилового спирта.

Безотмывочный. При желании излишки жидкости стираются тряпкой. Кроме пайки алюминия можно использовать при пайке нержавеющих сталей, никеля, меди и других металлов.

Канифоль по своим свойствам и характеристикам полностью удовлетворяет требованиям, предъявляемым к флюсам, просто ей нужно уметь паять.

Удельный вес и температура плавления канифоли ниже аналогичных показателей припоя
Она полностью расплавляется и обладает хорошей жидкотекучестью при правильной температуре пайки. При этом имеется небольшой плюс по сравнению с стандартными флюсами, а именно, расплавленная канифоль не «вытекает» с места пайки
Канифоль полностью растворяет окислы, причем это реакция протекает при температуре, которая на несколько градусов ниже, температуры расплавления припоя
Канифоль всегда нейтральная, она не вступая в реакцию и не образует химических соединений с припоем и основным металлом.
Она равномерно покрывает поверхность припаиваемого металла, создавая защиту от окисления.
Канифоль не выгорает при температуре пайки, при этом припой полностью выгоныет все ее продукты разложения
После процесса пайки остатки канифоли, оставшиеся на печатной плате, легко промываются

Это прозрачная стеклообразная смола, светло-желтого цвета, твердая, но хрупкая. Ее получают из смолы деревьев различных хвойных пород. Канифоль по сути, это смесь, состоящая из смоляных кислот (их химическая формула С 20 Н 30 О 2 ), различных типов жирных кислот и небольшого количества окисленных и нейтральных веществ. Основой для качественной канифоли служит абиетиновая кислота.

Канифоль отлично растворяется в спирте, эфире, скипидаре, хуже – в керосине, бензине. Совершенно не растворяется в обычной воде.

живичная – получают из живицы деревьев хвойных пород. В основном сосны. Этот вид канифоли практически не имеет жирных кислот в своем составе
экстракционная – получают с помощью экстрагирования бензином измельченной древесины деревьев хвойных пород. Этот вид канифоли более темный, с более низкой температурой размягчения и с довольно высоким содержанием жирных кислот.
таловая канифоль – это побочный продукт сульфатцеллюлозного производства при изготовлении мыла.

Техника пайки канифолью

Канифолью паять достаточно легко. Перед началом пайки необходимо залудить детали. Для этого нагретый до рабочей температуры паяльник с чистым жалом опускают в канифоль.

Затем надо покрыть припоем и нанести его на спаиваемую поверхность. После чего детали фиксируются и в месте их касания кратковременно дотрагиваются жалом. Растекающийся по поверхности тонкой пленкой припой после остывания создаст хорошее соединение. После окончания пайки остатки канифоли смываются спиртом или растворителем.

Прогресс не стоит на месте и лет уже эдак с десяток на рынок вышли гелевые флюсы. В чем же их фишка и для чего вообще они нужны?

Что такое гелевый флюс

Гелевые флюсы - это та же самая канифоль, но в гелевом состоянии. Технологию производства гелевых флюсов я не знаю, но знаю точно, что эти флюсы используются для деликатной пайки радиодеталей, а также для ремонта мобильных телефонов, ноутбуков и другой мелкой электроники. Их большой плюс в том, что они легко смываются (можно даже и не смывать) Flux-Off-ом, ацетоном или бензином «Калошей». Подробнее про чистящую химию можно прочитать в статье Химия для электронщика .

Итак, теперь обо всем по порядку…

Флюс Flux-Plus

Flux-Plus считается самым лучшим гелевым флюсом.

Паять с ним одно удовольствие, если, конечно, это не подделка. Очень любят его ремонтники мобильных телефонов, ноутбуков и прочей мелкой электроники, так как он не оставляет нагар, прекрасно взаимодействует с припоем, а также имеем приятный хоть и не полезный для здоровья запах. Единственный минус – это его цена. На момент написания статьи его стоимость колеблется от 1000 рублей. Поэтому, для новичка там флюс очень сильно ударит по карману.

Флюс RMA-223

RMA-223 - дешевый китайский аналог знаменитого флюса Flux-Plus. RMA (R osin M ild A ctivated) – “слегка активированная канифоль”. Группа смолосодержащих флюсов с различными комбинациями активаторов: органическими кислотами и их соединениями.

Также есть RMA-223 и американского происхождения. Цена американского - чуть ниже чем Flux-Plus, но тоже не из дешевых, где-то порядка 500 рублей.

Китайский флюс RMA-223 стоит в разы дешевле, чем Flux-Plus, но выполняет те же самые функции, ничуть не уступая знаменитому Flux-Plus. Самый дешевый я нашел за 35 (!) рублей за штуку, если брать оптом на Алиэкспрессе. В принципе, качеством доволен. Чтобы не прогадать с выбором флюса, есть одно правило, чем он желтее - тем качественнее.

Чтобы было удобнее дозировать, я его залил в шприц.

Так как флюс RMA223 вязкий, то здесь не подойдет простая тонкая игла. Поэтому, надо будет отдельно приобрести иглы. Диаметр выбирайте чуть больше, чем стандартная игла. Длину иглы – по вашим предпочтениям.

Выбирайте на ваш вкус и цвет!

Гелевые флюсы и здоровье

Гелевые флюсы, особенно китайский RMA-223, очень токсичен и сильно дымит. Плохо подходит для пайки BGA микросхем. Для пайки различной мелочевки хорош, НО задумайтесь… Сколько стоит ваше здоровье? Точнее как дорого Вам обойдется его лечение после 5-10 лет такой работы. Мало того что он очень сильно дымит, оттереть его после пайки без остатков, задача не из легких!

Что можно сделать в этом случае? Сделать хорошую вытяжку и чаще проветривать рабочее место. Старайтесь не вдыхать пары гелевых флюсов. По сравнению с сосновой канифолью, наша сосновая канифоль почти безвредна;-)

Что нам даст высококачественный флюс?

1. Уверенность в качестве пайки.
2. Не превратит нас в астматиков. Снизит шанс загнутся от рака легких и пр.
3. Значительно сэкономит время и нервы в нашей нелегкой работе.

Скупой в итоге платит на порядок больше…

Вывод

Мне хватает одного шприца флюса RMA где-то на год при умеренном пользовании. При пайке такой флюс очень хорошо растекается и смачивает припой. Пайка получается, как заводская;-), разницу не отличишь. Как я уже сказал, он незаменим при пайке и даже микросхем в телефонах, в ноутбуках и другой мелочевке, но его и также с большим успехом можно применять и при пайке своих электронных безделушек. Попробуйте и вы удивитесь чистоте и аккуратности пайки;-)