Для чего нужна кислота при пайке: Как паять кислотой? – самые полезные статьи в интернет-магазине радиодеталей и радиоэлектроники Electronoff

Паяльная кислота – состав, для чего нужна, виды

Паяльные работы предусматривают обязательное использование качественного флюса, который обеспечивает надежное спаивание материала и припоя, а также высокую электропроводность и длительный срок службы. В качестве флюса часто применяют кислоту для пайки. Существует несколько видов таких химических соединений. Состав паяльной кислоты напрямую влияет на область ее применения.

Разновидности кислотных флюсов и их состав

Специалисты используют для пайки несколько видов паяльных кислот. Их различают по составу и свойствам применения:

1. На основе ортофосфорной кислоты – неорганическое соединение, имеющее формулу h4PO4. В результате применения этой кислоты на поверхности обрабатываемого материала образуется защитная оболочка, которая препятствует дальнейшим коррозионным процессам. Как правило, вещество является прозрачным. Очень редко раствор может иметь мутноватый оттенок – это не говорит о некачественном продукте. Цвет зависит от количества примесей.
2. На основе серной кислоты в качестве флюса. Формула известна еще со школьных времен – h3SO4. Внешний вид характеризуется легкой тягучестью раствора, отсутствием запаха и цвета. Вещество очень сильнодействующее, поэтому перед применением его разбавляют либо ангидридом SO3, либо h3O. Процентное содержание кислоты во флюсе может колебаться в пределах от 25 до 80%.
3. На основе соляной кислоты – ее состав выражается формулой HCL. Имеет своеобразный запах, может присутствовать желтый оттенок. Является очень сильной кислотой, поэтому для паяльных процессов ее разбавляют водой. С целью улучшения спаиваемости материалов, в кислоту очень часто добавляют цинк.

 

 

Благодаря агрессивному воздействию кислоты, с поверхности материала устраняется оксидный налет и остатки ржавчины.

Плюсы и минусы паяльной кислоты

Раствор имеет ряд несомненных положительных свойств:

• устраняет почти все окислы, образующиеся на металлических конструкциях;
• препятствует повторному образованию окислительного налета;
• применяется в растворенной субстанции, но может и в концентрированном виде;
• несложная технология использования, отличается быстрым воздействием на металл.

Разумеется, есть и минусы:

• паять с помощью кислоты можно не все материалы, так как вещество очень агрессивно;
• кислота сохраняет свои свойства не более полугода, к тому же в течение этого времени обязательно соблюдать правила хранения;
• хранить в специальных емкостях в помещениях с отличной циркуляцией воздуха – непосредственный контакт с веществом без средств защиты очень опасен для организма человека.

Паяльная кислота широко применяется при пайке миниатюрных небольших предметов, так как выпускается в жидкой форме.

Назначение кислоты

Любую деталь перед пайкой необходимо подготовить для нанесения припоя. Кроме удаления посторонних частиц (песок, мусор, пыль), нужно очистить поверхность материала от окислительной пленки. Именно с помощью паяльной кислоты можно химически воздействовать на поверхность материала, избавиться от существующего налета и эффективно защитить металл от повторного образования пленки.

В основном, кислоту для пайки используют для таких металлов:

• никель;
• медь;
• железо;
• цветные металлы.

Для пайки латунных или медных изделий, например, применяется бура. А вот для пайки стальных или алюминиевых предметов потребуется только паяльная кислота. По окончании процесса флюс в обязательном порядке смывается водным раствором с добавлением щелочи.

Правильный выбор флюсов

Выбор кислоты зависит от сферы применения. Учитывается не только состав вещества, но и его концентрация. Хотя при определенных условиях, его можно разбавить в домашних условиях. Химические вещества имеют непродолжительный срок годности, поэтому при покупке необходимо обратить внимание на дату изготовления флюса.

 

 

При выборе кислоты нужно изучить свойства каждой из них. Если изделия достаточно старые и коррозионные процессы ярко выражены – оптимально использование ортофосфорной кислоты. Она эффективно удалит оксиды и ржавчину, что обеспечит надежное соединение.

Серная кислота, в силу своей агрессивности, применяется для спаивания изделий большой толщины, так как вред от нее в этом случае минимизируется.

Соляная кислота, наоборот, универсальна в своем применении. Ее применяют для пайки различных металлов, в том числе цветных и их сплавов.

Важно отметить! Если в растворе наблюдается заметное количество осадка – кислота непригодна к применению. Либо вышел срок годности, либо изготовлен некачественный продукт.

Особенности применения

Специалисты отмечают, что покрытие кислотой основной поверхности материала оказывается достаточно и погружать паяльник в химический раствор дополнительно, не имеет никакого смысла. Припой без проблем заполнит все места, обработанные кислотой для пайки.

Внимание! Использовать паяльную кислоту нельзя для пайки тонких изделий и микросхем.

Основным отличительным свойством кислот можно выделить негативное воздействие на организм человека.

Обязательные условия работы с применением химических веществ – сквозная вентиляция, работа в специальной одежде и нанесение раствора только посредством кисточки. Флюс быстро заполняет обрабатываемую поверхность и через короткое время начинает взаимодействовать с оксидной оболочкой. При контакте кислоты с участками кожного покрова, пораженная область дезинфицируется щелочью и промывается водой.

Обязательно использовать средства специальной защиты и по возможности максимально оградить себя от возможного контакта с химическим раствором.

Даже в разбавленном состоянии пары химических кислот способны нанести слизистой органов непоправимый ущерб. Поэтому, различные действия с кислотами требуют внимательности и добросовестности.

Только изучив внимательно особенности и свойства химических флюсов, можно приступать к пайке различных материалов.

Оцените статью:

Рейтинг: 0/5 – 0 голосов

можно ли сделать своими руками?

Любой домашний мастер, работающий с радиоэлектроникой, умеет пользоваться паяльником. Классика паяльного дела: припой серии ПОС и сосновая канифоль, при работе с которой и выделяется характерный «ароматный» дым.

Для чего нужна канифоль, и прочие флюсы?

Дело в том, что в отличие от сварки, соединение с помощью припоя требует более тщательной подготовки соединяемых поверхностей. Расплавленный припой ведет себя как обыкновенная жидкость.

Если сила поверхностного натяжения расплава будет выше, чем адгезия, жидкий металл просто не «прилипнет» к детали, а будет оставаться на ее поверхности в виде шарика.

Почему так происходит? На поверхности любого металла образуются окислы. Эта тонкая пленка не дает металлам вступить в нормальный физический контакт. Разумеется, поверхность можно механически зачистить перед пайкой.

Но при нагреве оксидная пленка моментально покроет подготовленную поверхность. Против этого эффекта и работает флюс. Кроме очищающей функции, флюсы создают защитную пленку на металлах, препятствующую появлению окислов.

А вот адгезии припоя эти «помощники» не мешают. Напротив, она с применением флюсов только усиливается. В результате мы получаем прочное соединение с отличной электропроводностью.

При работе с медью, серебром, посеребренными или позолоченными контактами, можно обойтись канифолью, изготовленной на основе смолы хвойных деревьев.

Но у этого препарата есть существенные недостатки:

• Канифоль начинает плавиться при нагреве (обычное состояние – кристаллическое). Соответственно контакт иногда успевает окислиться.
• Невысокие чистящие способности не позволяют работать с металлами, у которых оксидная пленка слишком прочная: алюминий, нержавейка. При пайке необходимо применять химически активные флюсы.

В некоторых случаях, слой окисла можно «пробить» лишь с помощью кислоты или препаратов, содержащих ее в своем составе. Кислота для пайки может быть универсальной, либо применяться с конкретными металлами.

В состав паяльной кислоты (кроме основного компонента) входят загустители, нейтрализаторы, преобразователи окислов, и прочая химия. Тем не менее, флюсы на основе кислоты доступны на рынке, их стоимость относительно невысокая.

К сожалению, многие производители на маркировке не указывают состав, ограничившись надписью «паяльная кислота». Покупая подобные составы, неопытные мастера сталкиваются с несовместимостью флюса и обрабатываемого металла.

Например, кислота для пайки нержавейки плохо обрабатывает медные контакты. А состав, который используется для меди и серебра, не подходит к алюминиевым деталям.

Поэтому многие радиолюбители предпочитают использовать самодельные составы. Паяльная кислота своими руками изготавливается из доступных материалов.

Опытный «паяльщик» может подобрать пропорции таким образом, что эффективность препарата будет выше (для конкретных случаев пайки).

Виды паяльных кислот и особенности применения

Чтобы не испортить изделие, и в то же время получить качественный очиститель окислов, необходимо знать, для чего нужна каждая паяльная кислота.

Если не знать, как правильно пользоваться паяльной кислотой, можно получить мину замедленного действия. Дорожки печатной платы, или проводное соединение, будут медленно разрушаться под воздействием агрессивной составляющей.

В самый неподходящий момент соединение распадется. Второй вариант проблемы – применение неправильно подобранной кислоты приводит к образованию тончайшего диэлектрического слоя в месте пайки.

Прочность соединения может быть высокой, а вот параметры электропроводности будут нарушены. Этот контакт станет слабым звеном всей схемы. Найти неисправность довольно сложно.

Заменять паяльную кислоту для определенного металла, составом на основе иного активного элемента, нежелательно.

Хлорцинковый флюс

Применяется для пайки железа. С точки зрения школьного курса химии, это чистый цинк, растворенный в соляной кислоте: то есть, раствор хлористого цинка.

Собственно так он и производится: в емкость с гранулированным цинком добавляется раствор соляной кислоты (либо концентрат, в зависимости от технического задания), проходит химическая реакция, и состав можно использовать.

Классический рецепт флюса: на 1000 мл концентрированной кислоты 400 грамм чистого цинка.

Меры предосторожности:

Обратите внимание

Используется стеклянная либо керамическая емкость. Кислота добавляется в цинк, а не наоборот. Во время реакции выделяется водород, который в смеси с кислородом из воздуха, образует взрывоопасную смесь (не говоря о том, что газ сам по себе горюч). Поэтому производство хлорцинкового флюса организуется в хорошо проветриваемом помещении.

После применения, поверхность следует обработать щелочным раствором, для прекращения реакции. Например – мыльной водой.

Олеиновая кислота

Незаменимый состав для пайки алюминия. В чистом виде не применяется. Собственно, в чистом виде ее и не бывает. Используется так называемый технический олеин.

Для сохранения стабильности вещества, олеиновую кислоту смешивают с иными жирными кислотами. Полученную массу смешивают с йодидом лития, и получается идеальный флюс для алюминиевых сплавов.

Важно, что этим флюсом можно соединять медный проводник с алюминиевым, без появления электрохимической коррозии.

Для чего нужна паяльная кислота при пайке алюминия? Слой оксидной пленки на этом металле практически «не убиваем». При зачистке механическим способом, моментально нарастает новая пленка.

Технологи много лет ищут, чем можно заменить кислоту. Главная задача – оградить место пайки от воздействия кислорода.

Никакой другой флюс вместо паяльной кислоты не подходит, но можно смешать железные опилки с машинным маслом и растирать точку соединения с одновременным нагревом и добавлением припоя.

Олеиновый флюс выполняет сразу две задачи: растворяет оксидную пленку (что весьма непросто), и сохраняет защитный слой до окончания пайки. При нагреве кислота испаряется, но место пайки уже надежно залужено.

Изготовить паяльную кислоту на основе олеина, в домашних условиях невозможно. Но флюс недорогой, и всегда доступен.

Ортофосфорная кислота

Пожалуй, самый распространенный кислотный флюс. Основное применение – пайка железных, стальных контактов, и никельсодержащих сплавов. Также этим флюсом хорошо паять чистую медь (особенно, если площадь контакта слишком велика).

После удаления окислов, флюс покрывает металл прочной эластичной пленкой, препятствующей дальнейшему окислению. При касании жала паяльника, защитная пленка испаряется, давая возможность адгезии припоя.

После завершения пайки, металл, обработанный флюсом, не корродирует. В зависимости от выбранного металла, применяются различные пропорции компонентов.

Ортофосфорная кислота смешивается с обычной канифолью, этиловым спиртом, и даже хлористым цинком. В основном, присадки добавляются при создании флюсов, для пайки хромовых и никелевых соединений.

Для работы с остальными металлами, доля собственно кислоты достигает 100%. Если вам удастся найти кислоту в чистом виде, вы самостоятельно можете изготовить любой флюс, добавляя доступные компоненты.

Профессионалы так и поступают, тем более что ортофосфором паяются практически любые сочетания металлов, кроме разве что алюминия.

Флюс ВТС

Основа препарата – салициловая кислота. Та самая, которая применяется в таблетках аспирина. Флюс используется для работы с медью и драгоценными металлами (в том числе посеребренными и позолоченными контактами).

Главное преимущество – отличная защита точки пайки от окисления. Флюс можно (и даже нужно) не удалять, если только нет эстетических требований к работам.

Дешевизна и универсальность применения могли бы сделать этот флюс самым популярным. Исключение составляет тот же алюминий. Однако выделения при термической обработке настолько едкие, что для работы обязательно требуется вытяжка.

Это ограничивает домашнее применение препарата. Однако при нормальном проветривании, можно пользоваться даже самостоятельно изготовленным флюсом.

Самый простой способ: растереть таблетку аспирина, и посыпать место спайки. При лужении концов провода, достаточно положить жгут на таблетку, и прижать паяльником.

Более удобные составы изготавливаются на основе технического вазелина. Он смешивается с порошком в соотношении 1 к 2, и состав можно наносить на поверхность пайки.

Итог:
Абсолютно универсальных флюсов на основе кислоты не бывает. Каждый состав лучше работает с тем или иным металлом. Информацию о том, как пользоваться кислотами, вы найдете на этикетке.

Важно! При работе с любыми кислотными составами необходимо соблюдать элементарные меры безопасности. Не допускать попадания в глаза. Любой флюс на основе кислоты нейтрализуется щелочным (мыльным) раствором.

При изготовлении флюса самостоятельно, вопросы безопасности также стоят на первом месте. Общее правило: добавляйте кислоту в остальные компоненты, а не наоборот. Промывка деталей после обработки нужна не всегда, в ряде случаев, кислотный состав напротив, защищает место пайки.

Первая помощь при отравлении кислотным флюсом для пайки

Утверждено

Маулик П. Пурохит, доктор медицинских наук, помощник медицинского директора магистра здравоохранения 5 марта 2018 г. Воздействие может происходить через кожу или контакт с глазами или после проглатывания химического вещества.

Что такое отравление кислотным паяльным флюсом?

• Кислотный флюс для пайки представляет собой смесь соли и кислоты, которая используется для очистки и облегчения пайки металлических деталей. Некоторые из используемых флюсов включают флюс с органической кислотой и флюс с неорганической кислотой 9.0014
• Кислотный флюс для пайки Отравление – это случайное или преднамеренное потребление любого продукта, содержащего данное соединение. Воздействие может происходить при контакте с кожей или глазами или после проглатывания химического вещества
• Состояние диагностируется на основании истории болезни, комбинации признаков и симптомов и дополнительных тестов (которые могут включать, в некоторых случаях, рентгенологические исследования и лабораторные исследования). тесты)

Кислотный флюс для пайки Отравление также может называться по-разному:

• Токсичность кислотного флюса для пайки
• Отравление флюсом для пайки

Каковы причины отравления флюсом для пайки кислотой?

• Кислотный флюс для пайки Отравление вызывается проглатыванием кислого флюса для пайки (жидкости). Воздействие также может происходить при вдыхании дыма и паров припоя, образующихся при пайке
• Это вдыхание может быть случайным или, в некоторых случаях, преднамеренным с причинением себе вреда
• Ядовитый компонент кислотного флюса для припоя может включать соляную кислоту кислота, хлорид цинка, хлорид аммония и канифоль (из соснового сока)

Примечание. Соединение может взаимодействовать с другими предписанными или не назначенными лекарствами в организме. Такие взаимодействия могут усиливать терапевтические эффекты других принимаемых препаратов, что приводит к нежелательным побочным эффектам.

Каковы признаки и симптомы отравления кислотным паяльным флюсом?

Признаки и симптомы отравления кислотным паяльным флюсом могут различаться у разных людей. У одних она может быть легкой, а у других тяжелой. Могут быть затронуты несколько систем организма, таких как пищеварительная система, дыхательная система, сосудистая система, мочевыделительная система, кожа и ЛОР.

Признаки и симптомы отравления кислотным паяльным флюсом могут включать:

• Сильное жжение и связанную с ним боль во рту, горле и пищеводе
• Воспаление горла может вызвать затруднение глотания, дыхания
• Сильные ожоги кожи с отверстиями в тканях кожи
• Посинение губ и под ногтями
• Затруднения дыхания, которые могут быть тяжелыми при вдыхании химического вещества
• Затруднения мочеиспускания (снижение образования мочи)
• Головная боль
• Тошнота, рвота (может быть видна кровь в рвотных массах)
• Кровавый стул
• Желудочные и абдоминальные боли, которые могут быть сильными и спастическими
• Нерегулярный сердечный ритм
• Внезапное снижение артериального давления Нарушения зрения, включая потерю зрения
• Почечная недостаточность
• Коллапс

Как оказывается первая помощь при отравлении кислотным паяльным флюсом?

Советы по оказанию первой помощи при отравлении кислотным паяльным флюсом:

• Немедленно позвоните по телефону 911 или по местному номеру службы экстренной помощи, чтобы получить неотложную помощь. принятое соединение, количество и время проглатывания, возраст, вес и общее состояние здоровья пострадавшего
• Осторожно вывести пострадавшего из зоны воздействия
• Подтвердить, что дыхательные пути защищены; также убедитесь в дыхании и наличии пульса
• Если произошло воздействие на кожу или поражение глаз, тщательно промойте их большим количеством воды (не менее 15 минут). вещества, немедленно дайте выпить воды или молока (по указанию медицинского работника)
• В случае симптомов, указывающих на затруднение глотания, включая рвоту или снижение концентрации внимания, ничего не давайте через рот
• Доставьте пострадавшего в отделение неотложной помощи (ER) для дальнейшего лечения
• Всегда старайтесь доставлять бутыль/контейнер с составом в отделение неотложной помощи

Специалист скорой медицинской помощи может предпринять следующие шаги для лечения состояния:

• Промывание желудка для выведения вещества из желудка (ирригация специальными растворами)
• Медикаментозное лечение симптомов, таких как нарушение сердечного ритма и судороги
• Обеспечение поддержки дыхания, если необходимо
• Многократное и тщательное промывание кожи и глаз (орошение) для удаления любого оставшегося опасного соединения
• Введение жидкостей с помощью внутривенной капельницы
• После этого можно использовать подходящую кожную или глазную мазь для лечения воздействия
• Хирургическое лечение при ожогах кожи, включая удаление обожженной кожи

Кто должен оказывать первую помощь при отравлении кислотным паяльным флюсом?

Первая помощь при отравлении кислотным паяльным флюсом.

• Пострадавший или кто-то рядом должен позвонить по номеру 911 для получения экстренной помощи (или по местному номеру службы экстренной помощи)
• Им также следует позвонить в токсикологический центр по телефону центре) и следуйте инструкциям

Каков прогноз отравления кислотным паяльным флюсом?

• Прогноз отравления кислотным паяльным флюсом зависит от количества потребленного вещества, времени между приемом и лечением, тяжести симптомов, а также общего состояния здоровья пациента
• Если человек может вылечиться от симптомов с помощью соответствующих лекарств и ранней поддержки, исход, как правило, хороший
• В случае тяжелых симптомов, включая тяжелые ожоги, аномальный сердечный ритм и почечную недостаточность, это может значительно ухудшить исход. Состояние может привести к долговременному повреждению рта и пищевода; химическое вещество может продолжать наносить ущерб пораженному региону даже после прекращения воздействия

В целом, токсичность является обычным явлением в отделениях неотложной помощи. Большинство случаев часто не приводят к летальному исходу, если проводится соответствующее лечение.

Как можно предотвратить отравление кислотным паяльным флюсом?

Кислотный флюс для пайки Отравление можно предотвратить следующим образом:

• Ношение соответствующей защитной одежды при работе с такими химическими веществами
• Всегда следуйте инструкциям по использованию любых медицинских или косметических продуктов
досягаемость для детей
• Осведомленность об основных шагах по оказанию первой помощи в случае чрезвычайной ситуации (например, при непреднамеренном отравлении)

Какие важные шаги необходимо выполнить?

• Позвоните по номеру 911 (или по местному номеру службы экстренной помощи) для получения неотложной помощи, если симптомы угрожают жизни
• Было бы полезно, если бы была доступна следующая информация:
  • Тип, количество и время употребления вещества
  • Возраст и вес человека
  • И общее состояние здоровья человека

Национальный столичный токсикологический центр (США)
3201 New Mexico Ave, Suite 310 Washington, DC 20016
Административная линия: (202) 362-18957 90 : 1 (800) 222-1222
Факс: (202) 362-8377
Эл. 515 King St., Suite 510, Александрия, Вирджиния 22314
Телефон: (703) 894-1858
Эл. PO Box 913 Dunedin 9054, New Zealand
Телефон: 0800 POISON (0800 764 766)
Веб-сайт: http://www.poisons.co.nz

Информационный центр по отравлениям Нового Южного Уэльса (Австралия)
Hawkesbury Rd & Hainsworth Street, Westmead NSW 2145, Австралия
Телефон: +61 13 11 26
Электронная почта: [email protected]
Веб-сайт: https://www.poisonsinfo.nsw.gov.au

Информационный центр по наркотикам и ядам Британской Колумбии (Канада)
Комната 0063, Центр по контролю за заболеваниями Британской Колумбии
655 West 12th Avenue
Vancouver, BC V5Z 4R4 Canada
Телефон: (604) 682-5050
Бесплатный номер: 1 (800) 567-8911
Факс: (604) 707-2807
Веб-сайт: http://www. capcc.ca

Центр информации о ядах (Южная Африка)
Комната 411, Институт детского здоровья
Детская больница Красного Креста
Klipfontein Road, Rondebosch, 7700, Cape Town South Africa
Тел. : +27 21 658 5308
Факс: +27 21  650 4492
Эл. www.afritox.co.za

Национальная информационная служба по ядам (Великобритания)
City Hospital Dudley Rd, Birmingham United Kingdom B187QH
Телефон: +44 844 892 0111
Факс: +44 121 507 55 88
Эл. @npis.org
Веб-сайт: http://www.npis.org

https://medlineplus.gov/ency/article/002830.htm (по состоянию на 20.06.2017)

https://www.elexp.com/Images/Health_Hazards.PDF (по состоянию на 20.06.2017) 2017)

https://www.sentryair.com/solder-fumes.htm (проверено 20.06.2017)

https://www.fda.gov/ForConsumers/ConsumerUpdates/ucm253338.htm (проверено на 20.06.2017)

Ван, Б., Сюй, Ю., Юнг, К.Л., Чен, В., и Канг, К.Л. (2013). Выравнивание и пайка нанопроводов из чистой меди для изготовления наноустройств. Журнал микроэлектромеханических систем, 22 (3), 519-526.

Тойода Ю. и Имаи Ф. (2010 г.). Заявка на патент США № 13/261,530.

Леонг Т.К. и Акт В. И.К. Профессиональная астма.

Кук, Д. (2010). Безопасность. Роботостроение для начинающих, 21-32.

Мэсси, А. Р. (2012). Свинец в питьевой воде: отбор проб в начальных школах и дошкольных учреждениях на юге центральной части штата Канзас. Журнал гигиены окружающей среды, 74(7), 16.

Костов А., Милосавлевич А., Тодорович Р. и Гомиджелович Л. (2014). Бессвинцовые сплавы для производства экологических припоев. Горное и металлургическое машиностроение Бор, (2), 117-122.

Араб, М. Р., Мирзаи, Р., Аваль, Ф. С., Нахаи, А. Р., Карими, М., и Машхади, Р. (2010). Эффект маркеров сыворотки печени Solder Fumeson и печеночных сосудистых элементов у крыс. Яхте медицинский журнал, 12(1), 33-38.

Смит, В., и Инглиш, Дж. С. (2012). Электронная промышленность. В «Профессиональной дерматологии» Канервы (стр. 661–674). Спрингер Берлин Гейдельберг.

Не все WOA (слабые органические кислоты) одинаковы

Резюме.  Стремясь сократить выбросы летучих органических соединений (ЛОС) в окружающую среду, директивные органы поощряют и/или предписывают производителям электроники переходить со спиртосодержащих флюсов, содержащих ЛОС, на альтернативные флюсы на водной основе, не содержащие ЛОС. В результате использование флюсов, не содержащих летучих органических соединений, растет в Северной Америке, Азии и Европе.

Целью данного исследования является объяснение нескольких факторов, связанных с использованием флюса, не содержащего летучих органических соединений, в процессе пайки и их влияния на тестирование и надежность продукта. Эти факторы включают в себя; влияние различных типов кислот, используемых в составах флюсов, и их влияние на результаты испытаний ионной хроматографии (IC) и удельного сопротивления поверхностной изоляции (SIR), а также на растворимость в слабых органических кислотах (WOA) и их влияние на электрическую целостность сборок. Этот документ должен предоставить ценную информацию о результатах взаимодействия кислоты и растворителя .

Переход от флюсов на спиртовой основе к флюсам, не содержащим летучих органических соединений, может быть сложной задачей и может потребовать внесения некоторых изменений в процесс сборки. Эти проблемы усугубляются более широким использованием бессвинцовых сплавов с приближающимся истечением срока действия исключений RoHS. На производителей флюсов для припоя было оказано дополнительное давление, чтобы они соответствовали более новым, более строгим требованиям к ионным испытаниям и обновленным критериям испытаний SIR. Исследование, проведенное группой по разработке продуктов AIM, включало использование нескольких органических кислот, каждая из которых была отдельно включена как в базовый флюс, не содержащий летучих органических соединений, так и в базовый спиртовой флюс. Половина тестовых плат была отправлена ​​на тестирование ИС в соответствии с IPC-TM-650 2.3.28 для определения уровня WOA. Другая половина была отправлена ​​на тестирование SIR в соответствии с IPC 2.6.3.7. Флюсы также тестировались на балансе смачивания, чтобы определить различия в паяемости. Результаты испытаний флюсов на спиртовой основе в данное исследование не включались.

Дополнительные важные соображения, связанные с флюсами, не содержащими летучих органических соединений, которые рассматриваются в этом документе, включают характеристики смачивания, характеристики органических растворителей, важность разрушающейся пенной головки флюса, вопросы, связанные с коррозионной активностью, сроком годности, технологичностью, обращением и хранением.

Все вышеупомянутые вопросы были приняты во внимание при разработке базы потока для этого исследования.

Введение.    Определение характеристик флюса становится все более важным по мере того, как технологические достижения, такие как уменьшение площади платы и сверхтонкие компоненты, проникают в массовые электронные технологии. Тестирование ИС стало предпочтительным методом определения уровней WOA, основанным на растворителе, извлеченном из печатных плат. Метод испытания IC считается более точным по сравнению с ионографами, омега-метрами и другими типами методов извлечения растворителя. Как IC, так и более ранние методы испытаний основаны на водном растворителе DI/IPA для экстракции. Слабость этих более ранних методов заключается в том, что они сообщали о проводимости раствора экстракта только в эквивалентах NaCl.

Проблема еще больше усложняется отсутствием промышленного стандарта для уровней принятия мер (TAL) для присутствия WOA. Критерии TAL могут варьироваться от лаборатории к лаборатории и от заказчика к заказчику. Например, некоторые лабораторные диапазоны составляют 40–120 мкг/кв. дюймов для плат со сквозными отверстиями, в то время как другие спецификации клиентов варьируются от 150 до 200 микрограммов на кв. дюйм.

Исследование.  В свете этих неопределенностей AIM провела углубленное исследование, чтобы дополнительно изучить точность и достоверность тестирования WOA и попытаться сопоставить результаты тестирования с надежностью по сравнению с существующими требованиями к тестированию.

Флюс был изготовлен с одной кислотой и нанесен с повышенной скоростью (намного выше любой рекомендации), сочетая две разные основы растворителя (одна водная основа, одна спиртовая основа) с каждой из следующих кислот:

1. 2% кислота А

2. 2% кислота B

3. 2% кислота С

4. 2% кислота D

5. 2% кислота E

Метод нанесения/Материалы. Купоны B24 SIR были подготовлены в соответствии с IPC TM 650 2. 3.3.7. Флюс наносили с помощью микропипеток только на гребенчатый рисунок. Всего 4400 мкг/кв. дюйм флюса был нанесен с использованием всех четырех гребенчатых рисунков каждой платы. Платы были взвешены для подтверждения массы нанесенного флюса.

Одна плата каждой комбинации была отправлена ​​в независимую лабораторию для тестирования IC на наличие WOA, как типа, так и концентрации. Платы были обработаны экстрактом растворителя DI/IPA, а затем протестированы с IC для определения уровней WOA. Поскольку вся плата была погружена в экстракцию растворителем, существует коэффициент разбавления, учитывающий весь объем платы. Фактическая площадь гребенчатого рисунка, на которую наносился флюс, составляла 700-750 мкг/кв. дюйм, однако, это разбавляет до 125 мкг/кв. дюйм с учетом обеих сторон доски в общей сложности 35 квадратных дюймов.

Как видно из Таблицы 1, результаты тестирования экстракта (с учетом коэффициента разбавления плиты) не выявили все кислоты или точную концентрацию. Кроме того, показания варьировались от одной кислоты к другой. Это легко объяснить разной растворимостью кислот в растворе DI/IPA.

На основании вышеизложенного общее содержание флюса на платах показано в Таблице 2.

Последующие испытания проводились на остатках образцов B24 в соответствии с SIR IPC TM 650 2.3.3.7. Испытания SIR дали следующие результаты.

Коррозия также была исследована. Результаты для каждой доски изображены ниже.

Оценка смачиваемости, используемая в испытании на коррозию, основывалась на трех факторах:

1. Наглядный равномерный припой по купону

2. (Tb) время баланса или время пересечения

3. (Тс) общая сила смачивания

Согласно приведенной выше таблице, из пяти протестированных кислот две не прошли электрические испытания, но восстановились, а три прошли электрические испытания. Что касается коррозии, три отказали и два прошли.

Заключение. При применении концентрация пяти кислот на гребенчатом образце намного превышала любые стандартные приемлемые уровни WOA, однако IC не смогла обнаружить их в правильном количестве или вообще не смогла обнаружить. Основным недостатком текущего метода испытаний WOA является растворимость кислот в растворе. Раствор DI/IPA не всегда удаляет все кислоты, что может исказить результаты концентрации. Вводится дополнительная вариативность, поскольку площадь платы может давать ложно заниженное значение из-за разбавления площади. Влияние типа платы, материалов и переменных процесса также будет влиять на результаты, например, если есть большая площадь поверхности, которая может поглощать флюс, или если плата движется в поддоне. Более того, определенные типы кислот, по-видимому, не влияют на электрическое или коррозионное поведение флюса, как показано в этом исследовании.

Пределы WOA никогда не следует использовать для сравнения сходных потоков в целях надежности.