Огляд хімії для паяння - Fotoatelier Олександр Горбатов
Автор – (Кулібін) Олександр Давидов.
Здрастуйте сьогодні, ми хотіли б представити вам для ознайомлення деякий перелік хімії для паяння. Короткий вступ.
Паяння є одним із найважливіших технологічних процесів у радіоелектроніці.
Паяння служить для отримання нероз'ємного з'єднання деталей з різних матеріалів шляхом введення між цими деталями розплавленого матеріалу (припою), що має нижчу температуру плавлення, ніж матеріал (матеріали) деталей, що з'єднуються. Жоден процес паяння не обходиться без таких матеріалів як припій, флюс, каніфоль, паяльна кислота.
Флюс - речовини (частіше суміш) органічного та неорганічного походження, призначені для видалення оксидів з поверхні під паяння, зниження поверхневого натягу, поліпшення розтікання рідкого припою та/або захисту від дії навколишнього середовища. Залежно від технології флюс може використовуватись у вигляді рідини, пасти чи порошку. Існують також паяльні пасти, що містять частинки припою разом із флюсом, іноді трубка з припою містить усередині флюс-заповнювач.
. Існують флюси, які є, зазвичай, багатокомпонентні системи, виконують відразу кілька функцій. Це очищення поверхні, видалення оксиду, поліпшення розтікання припою та, як наслідок, збільшення міцності та щільності з'єднання.
Умовно флюси можна поділити на ржавіючі та нержавіючі (корозійні та некорозійні, нейтральні), тобто. на ті, які вимагають після паяння хорошого промивання паяного з'єднання і ті, які не іржавлять пайку і навіть можуть надалі захищати її від корозії.
Крім того, флюси умовно поділяються на активні та пасивні. Активні флюси містять у своєму складі речовини, які активновзаємодіють із поверхнею металу, це кислоти (саліцилова, лимонна, фосфорна тощо), хлористий цинк, хлорид амонію, гідрохлориди деяких органічних сполук, органічні аміни, гліцерин. Пасивні (або слабоактивні) флюси, це каніфоль, яка є сумішшю органічних кислот, парафін, мінеральні, рослинні та тваринні олії, жирні кислоти. Вони видаляють тонкі та нестійкі плівки оксидів та сприяють розтіканню припою. За допомогою активних флюсів спаюють метали з міцною окисною плівкою, в більшості випадків активні флюси - ржавіючі. При паянні друкованих плат має значення залишковий опір флюсу, тому навіть для нейтральних флюсів, що не корозійні, може вимагатися змивка залишків. Найпростішим і дуже ефективним флюсом є хлористий цинк (ZnCl2). Отримати його можна так:
Розчинимо шматочки цинку (його можна дістати з використаної батарейки) у розведеній 1:1 соляній кислоті, додаючи його доти, доки він не перестане розчинятися. Найкраще це робити на свіжому повітрі. Ще більш підвищити ефективність флюсу можна добавкою хлористого амонію (нашатир, NH4Cl), у кількості рівним (або подвійним) вазі витраченого цинку. За допомогою такого флюсу можна паяти майже всі метали. Спай потрібно промити чистою водою, але краще слабким розчином питної соди або розчином (0,5-2%) аміаку. Дуже непоганим флюсом є концентрована фосфорна кислота, особливо для паяння нержавіючої сталі та ніхрому. Нижче наведено різні рецепти флюсів (у вагових %). Можливо комусь це буде цікаво таким чином:
Флюс радіомонтажний, нейтральний. Пайка - залізо, нерж. сталь, мідь, бронза, цинк, ніхром, нікель, срібло. Не потребує вентиляції. Залишки флюсу змивати не обов'язково, за бажання легко змиваються спиртом,ацетоном тощо
Залізо, нержавіюча. сталь, мідь, бронза, цинк, ніхром, нікель, срібло. Потребує вентиляції. Чи не іржавляє. Принаймні за довгий час його застосування я не помічав слідів окислення. Триетаноламін можна замінити кількома краплями нашатирного спирту. Рецепт краще готувати так:
Розчинити у половині спирту каніфоль. У другу половину спирту додати триетаноламін (або кілька крапель аміаку) і потім солянокислий анілін, якщо він погано розчиняється, обережно додавати по краплях воду, поки не почне розчинятися. Обережно змішати два розчини.
Янтарнокислий амоній (насичений розчин)
Зберігати у темному склі.
Хлористий цинк (ZnCl2)
Для паяння нікелю, платини, платинових сплавів, іржавляє, обов'язкове промивання, водою.
Хлористий цинк (ZnCl2)
Для з'єднань підвищеної міцності, іржавляє, обов'язкова промивка, ацетоном.
Хлористий цинк (ZnCl2)
Для паяння дорогоцінних (золото) та чорних металів, іржавить, промивання обов'язкове, ацетоном.
Ортофосфорна кислота (щільність 1,7)
Спирає етиловий 3,7
Паяння сталі, міді, константана, срібла, платини. Промивання водою.
Паяння радіотехнічних елементів. Чи не іржавляє
Паяння радіотехнічних елементів без обслуговування.
Склад близький до цього можна отримати так: :
Натираємо на тертці господарське мило та розчиняємо його у невеликій кількості гарячої води. Доливаємо в розчин розведену соляну кислоту (можна оцтову), не поверхню випливе суміш жирних кислот.
Кислоту треба доливати в надлишку, це легко перевірити, додавши в суміш трохи питної соди, якщо він запіниться, то все гаразд.
Зберіть з поверхні розчину жирні кислоти і ретельно промийте їхгарячою водою (при цьому суміш буде плавитися), охолодіть воду і зберіть застиглі кислоти.
Чим ретельніше Ви відмиєте суміш від залишків соляної кислоти, тим краще буде флюс. Сплавте одержані кислоти з рівною кількістю каніфолі.
Крім того, як флюс може взяти аптечний саліциловий спирт, як у чистому вигляді, так і добавкою 25-40% каніфолі.
Розчин таблетки аспірину в одеколоні. Просто таблетка аспірину (пари страшенно пахнуть).
Спирт + гліцерин (3-10%) із добавкою хлориду цинку (1-4%). Можна так само паяти чистим гліцерином.
Хорошим флюсом для сталі може бути електроліт від старої сольової батареї (не лужної). У крайньому випадку кислий фруктовий сік. Лимонна кислота (порошок застосовується у кондитерстві).
Класичним флюсом є флюс спиртоканіфольний (КСп) - простий та ефективний для паяння друкованих плат та радіокомпонентів.
Склад: каніфоль 10-60%, спирт - інше, абсолютно нейтральний, не вимагає промивання. Каніфоль краще брати світлих сортів, розчиняти можна у спирті, етилацетаті, ацетоні, дешевому одеколоні. Її можна замінити хвойною живицею (смолою).
Дещо підвищити ефективність спиртоканіфольного флюсу можна добавкою гліцерину: каніфоль 6%, гліцерин 14%, спирт - інше.
Флюс має залишковий опір і вимагає змивки водою чи спиртом. У всіх рецептах етиловий спирт може бути будь-якого сорту – "Екстра", медичний, гідролізний, технічний, денатурат. Можна також взяти етилацетат.
При паянні міді та її сплавів, а також сталевих виробів, покритих сріблом, міддю, оловом чи кадмієм. Можна рекомендувати як неактивний флюс розчини в спирті або в органічних розчинниках, а також деревні смоли, віск, стеарин, вазелін. Із застосуванням захисних флюсів можнапаяти лише легкоплавкими припоями.
Борний флюс - борна кислота і бура у ваговому співвідношенні 1 : 1. Наважки перемішують і ретельно розтирають у фарфоровій ступці, розчиняють у дистильованій воді при нагріванні і кип'ятять до випадання твердої фази. Отриману суміш розтирають до утворення гладкої маси, розбавляючи водою дистильованою до отримання рідкої пасти.
При паянні забруднених деталей часто застосовується паяльна кислота, приготована з соляної кислоти та металевого цинку, яка залишає на місці паяння лусочки забруднень і прискорює корозію. Рекомендовані нижчепаяльні рідини не мають згаданих недоліків і замінюють паяльну кислоту.
Паяльна рідина типу ЛВ-500: 1000 мл води, 500 г хлористого цинку, 50 г хлористого амонію, 25 г етиленгліколю, 0,1 г метилоранжу. Після ретельного розчинення та перемішування паяльна рідина переливається через фільтр у сулію. Це чиста сиропоподібна рідина темно-червоного кольору.
Паяльна рідина типу ЛВ-1000 : 1000 мл води, 1000 г хлористого цинку, 100 г хлористого амонію, 25 г етиленгліколю, 0,1 г метилоранжу. Її можна використовувати для конструкцій з матеріалів, де необхідно виконати швидку та міцну пайку, а також для забруднених та необезжирених місць. Все ретельно перемішати та перелити через фільтр у сулію. Готова паяльна рідина чиста, сироподібна, коричнево-червоного кольору.
Паяльна рідина для робіт з жерстю : 600 мл води, 300 г хлористого цинку, 150 г хлористого амонію, 150 мл концентрованої соляної кислоти. Розчин перемішується до тих пір, поки всі компоненти повністю розчиняються. Соляна кислота додається останньою, коли розчиниться у воді решта.
Паяльна рідина длязабруднених деталей: 350 мл води, 320 г хлористого цинку, 32 г хлористого амонію, 400 мл гліцерину, 0,1 г метилоранжу. Готову паяльну рідину переливають через фільтр у сулію. Це сироподібна рідина коричнево-червоного кольору. Перевагою цієї ефективно діючої рідини є її повільна випаровуваність, яка дозволяє паяти сильно забруднені деталі із заліза та кольорових металів.
При будь-яких флюсах поверхні, що спаюються, необхідно (по можливості) ретельно зачистити і вже потім облудити із застосуванням флюсу.
Для паяння твердими припоями (припої з температурою плавлення вище 450°C) зазвичай використовується суміш бури (Na2B4O7) та борної кислоти (H3BO3) 1:1 або чиста бура. Використовують або суху суміш або водну кашку. Для сухої суміші буру зазвичай прожарюють, щоб вона не пінилася при паянні.
У таблиці представлені флюси, що випускаються спеціально для паяння.