Как работает флюс, химически и каковы продукты?

Обычно припой для электроники поставляется со встроенным флюсовым сердечником. Среди имеющихся у меня припоев есть серебряно-оловянный припой с флюсовым сердечником F-SW-21 (ISO 9454-1: 3.1.1, это хлорид цинка и/или хлорид аммония) и свинец. /оловянный припой с канифольным флюсом.

Насколько мне известно, эти флюсы предназначены для «разрушения» оксидных слоев на металлических поверхностях. Но как это работает, химически? Каковы продукты этой реакции и куда они идут? Меня особенно интересуют пустоты, которые могут образовываться внутри припоя: это в основном из-за газообразного флюса, который просто вскипел из-за высокой температуры, или это газообразные продукты химической реакции?

Интересный вопрос, но я думаю, что Википедия освещает его: en.wikipedia.org/wiki/Flux_(metallurgy)

Ответы (3)

Флюс состоит из четырех основных компонентов.

  1. Активаторы - химические вещества, растворяющие оксиды металлов.
  2. Транспортные средства - устойчивые к высоким температурам химические вещества в виде жидкостей или твердых веществ с подходящей температурой плавления. Они действуют как кислородный барьер, защищая горячую поверхность металла от окисления, растворяя продукты реакции активаторов и оксидов и унося их с поверхности металла, а также способствуя теплопередаче. Распространенным «средством» при пайке электроники является канифоль.
  3. Растворители – добавляются для облегчения обработки и нанесения паяного соединения. Неполное удаление растворителя приводит к выкипанию и разбрызгиванию частиц припоя или расплавленного припоя.
  4. Присадки . Присадками могут быть ингибиторы коррозии, стабилизаторы, антиоксиданты, загустители и красители.

Краткий ответ: флюс удаляет окисление, способствует теплопередаче, очищает и подготавливает соединение к приему припоя, а также способствует равномерному течению припоя.

http://en.wikipedia.org/wiki/Flux_(металлургия)

Многие различные флюсы содержат галогениды металлов.которые представляют собой металлы в сочетании с галогенами. Галогены представляют собой группу в периодической таблице, состоящую из пяти химически родственных элементов: фтора (F), хлора (Cl), брома (Br), йода (I) и астата (At). Эти галогениды являются активаторами. Поскольку флюс имеет низкую температуру плавления, он расплавится до того, как припой затвердеет. Галогениды металлов часто вызывают коррозию, что способствует растворению оксида, позволяя загрязняющим веществам вытекать из соединения. Затем припой потечет в соединение, образуя прочную связь, которая фактически сплавляется с участвующими металлами. Вот почему такие металлы, как свинец и олово, используются для пайки таких металлов, как медь, потому что они образуют связь с металлом, которая создает тонкий слой сплава металлов. Я не верю, что есть какие-то «продукты» этой реакции. В химии есть поговорка, которую я однажды выучил.

Я не смог исследовать «пустоты» в припое. По моему опыту, это связано с пайкой при очень высоких температурах. Температура плавления свинца составляет около 621 градуса по Фаренгейту. Если ваш утюг слишком горячий, он может перегреть грифель и привести к тому, что он «взорвется» или выскочит из соединения. Возможно, это является причиной пустот. Кроме того, если припаиваемый материал очень грязный, это может привести к попаданию загрязнений под припой, которые растворители во флюсе не смогут удалить. Что, как упоминалось выше, может вызвать разбрызгивание и выкипание частиц припоя, что может привести к образованию «пустот».

Возможно, стоит воздержаться от значения металлических астатидов в качестве флюса: я не думаю, что они соответствуют требованиям RoHS! ;-)
согласованный. любые отверстия или пустоты в припое обычно возникают из-за перегрева припоя до точки кипения. если вы работаете в тихом месте, вы можете услышать потрескивающий звук, когда припой достигает температуры кипения... этот звук - маленькие пузырьки, кипящие и лопающиеся в расплавленном металле. даже если ваш припой удачный, он слабее и ненадежнее в этих условиях.

«Поток» — очень широкое понятие. В случае пайки флюс действует двумя способами:

  1. Очистка : Используя некоторую химическую реакцию, они удаляют оксиды с поверхности металла и таким образом улучшают смачивание металла расплавленным припоем. Обычно для очистки от окисления используют некоторые кислоты. В случае канифоли это высокомолекулярные смоляные кислоты, которые становятся активными только в жидком виде и при высоких температурах.

  2. Защита : жидкий флюс защищает поверхность от реакции с кислородом во время процесса пайки. Обратите внимание, что жидкий припой тонет во флюсе и смачивает поверхность без контакта с воздухом.

Примечание 1 : Флюсы на основе хлорида цинка и/или хлорида аммония, упомянутые в вопросе, слишком активны, чтобы их можно было использовать для пайки электронных устройств.

Это очень хороший вопрос! ВСЕ флюсы при сварке, пайке, пайке и даже производстве металлов творят чудеса на разных стадиях заданных процессов.

  1. Оксиды мешают вашим металлам, к которым вы хотите присоединиться. Флюс прорезает (очищает) этот слой. Если металлы эвтектические: вы можете связать их, но НЕ через их оксиды! Флюс является растворителем. Активированный (едкий/алкиленовый/кислотный) - или нет.

  2. Катализатор необходим для того, чтобы два металла обменялись электронами и образовали связь. При температуре - флюс это предусматривает.

  3. Защитная оболочка необходима для предотвращения попадания воздуха/кислорода в металл(ы), когда они находятся в расплавленном/склеенном состоянии и температуре. Флюс действует как щит для процесса - слой между воздухом и металлом, когда металл расплавлен - в его наиболее уязвимом состоянии.

  4. Флюс также похож на мыльную пену. Поверхностно-активное вещество. Подъем и всплывание любых примесей. Без флюса – у примесей нет ни причин, ни средств удалиться из рабочей зоны.

Понимание того, что делает поток; Я сделал свой собственный. Мне нравится возиться с моими собственными формулами для различных нужд. Вот моя последняя партия:

  • Сосновая канифоль (это древесный сок, дистиллированный, из него удален скипидар.)
  • 99% изопропиловый спирт - для приготовления жидкости из канифоли.
  • Щавелевая кислота - белый порошок в равных частях с канифолью. Деревообработчики отбеливают им древесину. Это муравьиная кислота с СО2. Муравьиная кислота — это то, с чем муравьи оставляют свои запахи и укусы. Это в листьях ревеня. Это простейшая карбоновая кислота, которую совместно исследовала компания Hughes Aircraft и которая оказалась оптимальной. Если я использую это, чтобы очистить и залудить сильно корродированные контактные площадки / дорожки на печатной плате iPhone или MacBook - я должен очистить это очень быстро! Он съел подушечку при первом использовании, потому что я оставил ее на 20 секунд. Оно работает! Мне нужно добавить меньше.
  • Глицерин - я купил его в Walgreens. AfriKare была торговой маркой. Это 100% чистота. Простые вещи. Это помогает канифоли храниться дольше, прежде чем она потемнеет и станет смолистой/смолистой под воздействием тепла. Это также помогает ингредиентам оставаться в растворе.
Хороший первый ответ, добро пожаловать! Сразу скажу: щавелевая кислота — не самая простая карбоновая кислота (это окисленный димер муравьиной кислоты), но она образует прочные комплексы с ионами металлов, которые помогают в процессе очистки.