13-1000, Паяльные расходные материалы

Паяльные расходные материалы служат для связки спаиваемых деталей и для снятия лишнего припоя, а также восстановление дорожек на печатных платах — поэтому они расходуются в процессе пайки. Основным из них является припой, задача которого — соединение спаиваемых деталей путём создания контакта на уровне атомов между металлами припоя и металлом соединяемых деталей. Однако ими перечень расходных материалов не ограничивается. К ним также относятся флюс, канифоль, паяльная паста, BGA-шарики припоя, ленты для удаления припоя, токопроводящие лаки.

Флюс

При пайке необходимо обеспечить как можно более плотный контакт между припоем и соединяемыми деталями, поэтому нужно, чтоб поверхность металла была чистой. Наличие оксидов, пыли, грязи ухудшает контакт между металлами припоя и металлом детали, из-за чего припой хуже растекается, а соединение получится нестойким либо же вообще не образуется.

Флюсы являются веществами органического или неорганического происхождения, которые способствуют лучшей смачиваемости и защищают металл детали от окислов, образующихся в процессе нагрева. Нанесение флюса — обязательный элемент при соблюдении технологии пайки, хотя они выпускаются не только в отдельном виде, но и могут входить в состав припоя (бессмывные флюсы). Кроме того, существуют смеси из флюса и припоя, называемыми паяльной пастой.

Поскольку флюс изменяет свойства токопроводности и ухудшают вид соединения, после пайки остатки флюса рекомендуется удалять. Тем более, некоторые типы флюса могут вступать в реакцию с металлом и образовывать окислы.

Свойства у разных флюсов, как и их состав, отличаются. Поэтому их можно классифицировать по коррозионной стойкости (активности), температуре активации, форме выпуска.

По стойкости к коррозии флюсы делятся на некоррозионные, слабокоррозионные и коррозионные. В зависимости от активности они делятся на пассивные и активные. К пассивным относят некоррозионные, а к активным — слабокоррозионные и коррозионные флюсы.

Некоррозионные неспособны растворять плёнку из окислов, которая может присутствовать на поверхности металлов. При этом они сами не образуют окислов. Такими флюсами можно паять медные детали. Некоррозионные флюсы состоят из 100% канифоли или смесей с её содержанием — канифоли и этилового спирта или канифоли, бензина и керосина. Отличительная особенность некоррозионных флюсов состоит в том, что их можно не смывать (хотя смывка рекомендуется). Слабокоррозионные отличаются более высокой активностью, благодаря чему могут удалить оксидную плёнку. Состоят из минеральных масел, жиров и органических кислот с добавлением канифоли. При пайке такие флюсы частично испаряются, однако их следует удалять. Коррозионные удаляют оксиды с медных, свинцовых, никелевых, серебрянных, стальных поверхностей, однако они могут образовывать окислы в процессе пайки, поэтому их следует удалять. Коррозионные флюсы изготавливают из хлористого цинка, борной кислоты или хлористого натрия и кальция. Флюсы на основе кислот также называют паяльной кислотой.

В зависимости от температуры пайки флюсы делятся на низко- и высокотемпературные.

Флюсы выпускаются в виде гелей, паст, жидкостей, порошков.

Канифоль

Наиболее простой и известный флюс — это канифоль. Сейчас она вытесняется, но раньше часто использовалась при пайке. Канифоль является хрупким стекловидным смолянистым веществом янтарного цвета. Сырьём для канифоли служат сосновая древесина или талловое масло, поэтому они отличаются температурой плавления, которая варьируется от 50° до 130°С.

В расплавленном состоянии канифоль растворяет оксидные плёнки, однако под воздействием влаги антикоррозионные свойства ухудшаются. Подходит для пайки и лужения мягкими припоями. Выпускается в твёрдом виде, в гелевой и жидкой форме.

Паяльная паста

Для пайки SMD-компонентов методом поверхностного монтажа с помощью термовоздушной и инфракрасной пайки в промышленности используют паяльные пасты. В их состав входят флюс, припой и связующие вещества. Паяльная паста наносится специальными дозаторами или трафаретом.

Паяльные пасты различают по типу флюса и припоя, температуре плавления. Кроме того, отличаются вязкостью (зависит от размера частиц припоя).

По типу флюса паяльные пасты делятся на безотмывочные и отмывочные. Безотмывочные изготавливают из натуральной или синтетической смолы. Их содержание в пасте — 35-45%. Они оставляют мало остатков после пайки. Отмывочные необходимо смывать после пайки. В зависимости от жидкости для смывки, такие пасты делятся на водосмываемые и смываемые растворителями.

По типу припоя делятся на свинцовые и бессвинцовые. Свинцовые содержат олово и свинец, бессвинцовые — олово, серебро и медь или олово и висмут.

В зависимости от температуры плавления паяльные пасты делятся на низко-, средне- и высокотемпературные. Низкотемпературные плавятся при температуре до 160°С. У среднетемпературных она колеблется от 190° до 210°С. Высокотемпературные имеют температуру плавления 300°С.

BGA-шарики

BGA-шарики — разновидность паяльных паст, которые используются для монтажа и реболлинга BGA плат. От обычных паяльных паст отличаются формой выпуска — такие пасты выпускаются в виде шариков.

Данный вид паяльных паст отличается припоем (бывает оловянно-свинцовым и бессвинцовым) и размерами частиц.

Лента для удаления припоя

При ручной пайке может возникнуть необходимость удаления лишнего припоя в расплавленном виде. Это можно сделать при помощи лент для удаления припоя (также называются оплёткой для удаления припоя или впитывающей лентой).

Лента для удаления припоя является металлизированной лентой из переплетённых медных проводков. Выпускается в виде бухт. Отличается шириной и длиной.

Токопроводящий лак

При повреждении дорожки печатной платы, нитей обогрева автомобильных стёкол, контактов пульта дистанционного управления или шлейфах может применяться токопроводящий лак. Он является составом с электропроводными свойствами. Состоит из мелкозернистых металлических частиц — преимущественно, графита. Наносится в жидком виде, а при затвердевании образует токопроводящий слой. Используется для устранения небольших повреждений, поэтому выпускается в малой фасовке.