Шта је флукс за таласно лемљење?

Таласни флукс за лемљењеје хемијски агенс који се примењује на штампане плоче пре него што дођу у контакт са таласом растопљеног лемљења, који служи за уклањање металних оксида са лемљивих површина, истовремено промовишући правилно влажење и формирање интерметалних једињења. Флукс се састоји од активатора, носача и растварача-сваке компоненте које обављају различите термохемијске функције које одређују да ли се спој формира правилно или постаје још један унос у вашем дневнику дефекта.

погледајте више

Свака метална површина изложена атмосфери ствара слој оксида. Бакар оксидира. Калај оксидира. Компонентни одводи седе у тој цеви шест месеци у вашој складишту-дефинитивно оксидовани. Оксидација се дешава континуирано, почевши од тренутка када голи метал види ваздух, убрзавајући се на повишеним температурама.

Лем не влажи оксиде. Влаже чисти метал.

Ова фундаментална некомпатибилност ствара читав разлог зашто постоји флукс. Не додајете флукс јер вам је то рекао неки технички лист. То додајете јер без хемијске интервенције, талас од 260 степени САЦ305 ће се котрљати по вашој плочи и не постићи баш ништа. Лем се нагомилава, одбија да се шири, а ваше-рупе избијају као да је неко покушао да их напуни живом.

Гледао сам оператере како буље у слабо навлажене спојеве окривљујући контаминацију легуре, окривљујући време задржавања, окривљујући проток азота-све осим очигледног. Прво проверите покривеност флукса. Деведесет процената неуспеха влажења долази до неадекватног флукса који допире до подручја споја.

Токови на бази колофонија{0}} доминирају таласним лемљењем из разлога који сежу у прошлост. Активни састојак -абиетинска киселина, Ц19Х29ЦООХ-, добија се из смоле борове дестилације и пречишћавања. Ово није софистицирана хемија. Древни металци користили су борову смолу. Модерна формулација само боље контролише варијабле.

Абиетинска киселина се топи око 172-175 степени, што је погодно испод традиционалне калај{5}}оловне еутектике на 183 степена. Тајминг је важан. Желите да активација флукса претходи контакту са лемљењем у делићима секунде-довољно дуго да скине оксиде, довољно кратко да очишћена површина не оксидира пре него што лем стигне.

Механизам активације укључује кисело{0}}базне реакције између карбоксилних група и металних оксида:

РЦООХ + ЦуО → РЦОО-Цу + Х2О

Бакар се везује у сољу растворљиву у колофонију{0}}. Реакциони производи се растварају у растопљеном флуксу и одводе се са интерфејса споја. Чисти остаци метала. Солдер ветс.

Без олова{0}}и су променили све у вези овог времена. САЦ305 ликвидус се налази на 217-220 степени. Тих додатних 35-40 степени значи да ваш флукс треба да остане хемијски активан дуже пре него што га термичко разлагање учини бескорисним. Традиционалне формулације колофонија дизајниране за процесе 63/37 често не раде на температурама{11}без олова – исцрпиле су свој капацитет уклањања оксида пре него што лем и стигне.

„Без-чистог“ не значи „без остатка“. То значи да остатак теоретски неће изазвати проблеме са поузданошћу ако се остави на плочи.

Теоретски.

Реалност подразумева да произвођачи флукса спроводе СИР тестирање на 85 степени/85% релативне влажности на ИПЦ-Б-24 узорцима чешља, показујући да њихови остаци одржавају изолациони отпор од 100 мегома током 168 сати у контролисаним лабораторијским условима. Да ли то значи да ће ваш производ преживети десет година у аутомобилском моторном простору или индустријском окружењу са стварном контаминацијом је сасвим друго питање.

Ниједан-чисти флукс не садржи 1-5% чврстих материја-углавном слабе органске киселине са можда мало смоле или синтетичке смоле. Формулације намерно жртвују активност ради бенигности остатака. Компромис функционише када ваше компоненте имају свеже, лемљиве површине. Спектакуларно пропада када набавка набави оксидиране делове од тог добављача у Шенжену који складишти залихе у складишту без{7}}климатске контроле.

Сваки уговорни произвођач са којим сам радио има при руци флукс{0}}растворљив у води за плоче које ниједан-чист не одбија да правилно леми. Званична документација процеса може навести ОРЛ0 без-чистог за све. Реалност производног спрата укључује промену хемије када се стопа дефекта повећава.

Токови{0}}растворљиви у води садрже органске киселине-адипинску, лимунску, јантарну-на нивоима активности због којих формулације колофонија изгледају нежно. Већи садржај киселине агресивно напада оксиде. Влажење се дешава брзо. Попуњавање рупа се побољшава. Зглобови изгледају сјајно.

Остаци су такође довољно корозивни да униште ваш производ.

Не на крају. Не теоретски. Активно корозивно. Оставите{3}}остатке растворљиве у води на плочи са напајањем преко ноћи и гледајте како дендрити расту између трагова. Јонска контаминација ствара проводне путеве кроз апсорпцију влаге. Следи електрохемијска миграција. Компоненте отказују.

Процеси{0}}растворљиви у води захтевају прање. Водено чишћење, обично на 140 степени Ф са ДИ водом, уклања соли флукса пре него што изазову штету. Свака табла. Сваки пут. Без изузетака.

Корак чишћења додаје цену-опрема, третман воде, сушење, тестирање јонске контаминације. Производни инжењери то мрзе. Али за дебеле плоче са дугим цевима или компоненте са јако оксидованим водовима, или било коју ситуацију у којој попуњавање рупа захтева максималну активност флукса, растворљив у води остаје једина хемија која поуздано функционише.

ИПЦ Ј-СТД-004 их класификује као ОРХ или чак ИНХ типове. "Х" значи високу активност. Систем класификације постоји посебно да упозори људе на потенцијал корозије.

Флуксирање пене функционише тако што компримовани ваздух пропушта кроз порозни камен потопљен у флукс, стварајући стајаћу главу пене која долази у контакт са доњом страном плоче. Процес постоји од 1970-их. Једноставан је, јефтин и поуздан када се правилно одржава.

Такође неравномерно распоређује флукс.

Глава пене се сруши када прођу даске са неправилном топографијом дна. Велике компоненте залепљене на страну лемљења стварају сенке. Потрошња флукса варира у зависности од влажности околине. Порозни камен се зачепљује са осушеним остацима ако неко заборави да испразни резервоар пре затварања.

Провео сам целе смене решавајући проблеме са флуксером пене. Камена блокада је класична-која се манифестује као смањена висина пене, коју оператери компензују повећањем ваздушног притиска, што ствара нестабилну пену која се урушава током транспорта плоче, што доводи до мрље покривености која се појављује као насумично прескакање лемљења. Поправка захтева одводњавање, чишћење, понекад потпуно замену камена. У међувремену производња престаје.

Флуксирање у спреју распршује течни ток кроз млазнице, депонујући контролисане количине тачно тамо где је програмирано. Уједначеност покривања се драматично побољшава. Потрошња флукса опада јер не одржавате резервоар пене која непрекидно испарава. Параметри процеса-запремина прскања, брзина кретања, притисак ваздушног ножа-реагују предвидљиво на подешавање.

Системи за прскање коштају више. Зачепљују се ако неко користи флукс са високим садржајем чврстих материја без прилагођавања распореда одржавања. Али за било који обим производње који оправдава капиталне трошкове, спреј је бољи од пене.

Новији ултразвучни системи за распршивање уситњавају флукс у ситније капљице од спреја уз помоћ ваздуха{0}}, побољшавајући продор у уске просторе. Да ли је то важно за ваш специфични дизајн плоче зависи у потпуности од геометрије.

Лем без{0}}олова не попуњава рупе као -олово.

Физика укључује површински напон и брзину влажења. САЦ305 показује већу површинску напетост од 63/37 – отприлике 500 мН/м у односу на 470 мН/м. Истопљена легура отпорна је да тече у уске бачве. Подизање капилара пати. Горњи филети су танки или их нема у потпуности.

Флукс може делимично да компензује. Формулације веће активности смањују ефективну површинску напетост кроз боље уклањање оксида, побољшавајући капиларно деловање. Продужено предгревање обезбеђује да испарљиве флуксне супстанце у потпуности испаре пре контакта таласа, максимизирајући концентрацију заосталог активатора у критичном тренутку. Спорије брзине транспортера повећавају време контакта, дајући лему више могућности да се подиже.

Али постоје границе.

Плоче дебље од 0,093 инча са односом ширине и висине изнад 8:1 изазивају чак и агресивну хемију флукса. Дужина цеви једноставно премашује оно што капиларно деловање може да постигне у расположивом времену задржавања. Или повећавате време контакта док термичко оштећење не угрози компоненте, или прихватате непотпуно пуњење као неизбежно ограничење процеса.

Неки произвођачи то решавају селективним лемљењем за проблематичне спојеве. Други редизајнирају геометрију јастучића. Нико није пронашао решење-само за флукс за цеви високог{3}}односа-односа са легурама без олова-. Физика то не дозвољава.

Прописи о испарљивим органским једињењима наметнули су преформулацију флукса у целој индустрији. Традиционални токови засновани на алкохолу-е емитују пару изопропанола током примене и претходно загревају-довољно да изазову проблеме еколошке усклађености у јурисдикцијама са строгим захтевима за квалитет ваздуха.

Формулације без ВОЦ{0}} користе воду као растварач носача. Они раде. Такође се понашају другачије.

Вода испарава спорије од изопропанола. Зоне претходног загревања захтевају продужење или више температуре да би се постигло еквивалентно уклањање растварача. Спорије сушење утиче на то како се флукс дистрибуира по неправилним површинама. Карактеристике остатака се мењају јер различите кинетике испаравања носача мењају оно што остаје након термичког излагања.

Прелазак са-базираног на алкохол-без ВОЦ флукса никада није мала-замена. Преквалификација процеса је обавезна. Свако ко вам каже другачије није покушао да пређе на производ високе{5}}поузданости.

Solders

ИПЦ-ова шема класификације флукса заменила је старе војне стандарде КК-С-571 матрицом ознака: састав (РО за колофониј, РЕ за смолу, ОР за органски, ИН за неоргански) у комбинацији са нивоом активности (Л/М/Х за низак/средњи/висок) и садржајем халида (0 или 1).

Дакле, РОЛ0 означава флукс без халогенида-на бази -ниске{2}}активности. ОРМ1 значи органски састав, средња активност, присутни халогениди.

Систем помаже у поређењу производа различитих произвођача. Не говори вам да ли ће одређени флукс радити за вашу апликацију. Два РОЛ0 флукса од различитих добављача могу показати значајно различите перформансе влажења јер класификација мери специфичне параметре испитивања -бакарно огледало, СИР, корозија-а не укупну способност процеса.

Користите класификацију за почетни скрининг. Верујте сопственом тестирању квалификација за одлуке о производњи.

Халогени активатори-обично једињења хлорида или бромида као што је диетиламонијум хлорид-драматично побољшавају брзину влажења. Они нападају оксиде брже од алтернатива органским киселинама. За оксидоване компоненте или ОСП завршне обраде без бакра, флукс активиран халогеним-често чини разлику између прихватљивог приноса процеса и константне прераде.

Остаци остају јонски. Под излагањем влази, остаци халогенида упијају влагу и постају проводљиви. Електрохемијска миграција се убрзава. Инжењери за поузданост документују кварове на терену који су праћени растом дендрита годинама након склапања.

Апликације високе{0}}поузданости-ваздухопловне, медицинске, војне-често забрањују флукс који садржи халогенид-без обзира на класификацију активности. Потрошачка електроника толерише халогиде јер се животни век производа не протеже деценијама, а радна окружења ретко комбинују високу влажност са континуираном снагом.

Избор укључује експлицитно прихватање ризика. Халогениди побољшавају производност по цену дуготрајног-потенцијала корозије. Ниједна-чиста формулација са халогенидима (ознаке Л1, М1) не захтева посебно испитивање јер је остатак дизајниран да остане на плочи неограничено.

Течни флукс стиже од добављача са одређеним садржајем чврстих материја-можда 2% за не-чишћење у спреју, 15% за пенасту колофонију. Током употребе, растварач испарава. Густина се пење. Повећава се активност по јединици запремине.

Без праћења, флукс који је почео са 2% чврстих материја пузи ка 3% или 4%. Количина наношења остаје константна јер нико није променио подешавања прскања. Одбори добијају знатно више активног материјала него што је процес био квалификован. Нивои резидуа премашују очекивања. Усклађеност са СИР постаје упитна.

Свака операција таласног лемљења треба да мери густину флукса дневно. Рефрактометри раде, иако наменски мерачи густине протока обезбеђују већу прецизност. Мерење траје тридесет секунди. Алтернатива је откривање током ревизија квалификација купаца да је ваш процес одступио од спецификације пре шест месеци.

Флукс на бази колофонија{0}} садржи једињења са коњугованим двоструким везама подложна оксидативној полимеризацији. Чувајте га на топлом, изложите га светлу, оставите контејнере незапечаћене-флукс се деградира. Вискозитет се повећава. Перформансе влажења опадају. Оно што је функционисало прошлог месеца данас пропада.

Произвођачи наводе складиштење између 15-25 степени. Они то мисле.

Видео сам како производне линије решавају проблеме са фантомским лемљењем недељама пре него што је неко проверио да ли су бубњеви за флукс ускладиштени поред издувног канала за предгревање. Флукс се у суштини скувао током складиштења. Свеж материјал из истог броја серије је урађен нормално.

Одабир флукса укључује балансирање активности у односу на остатке, усклађивање хемије са вашом специфичном лемљивошћу компоненте и завршном обрадом плоче, а затим потврђивање перформанси кроз стварна испитивања производње. Спецификације листа са подацима пружају почетне тачке, а не гаранције. Класификациони систем нуди речник за дискусију о опцијама, а не предвиђања успеха.

Основни посао{0}}уклањања оксида тако да лем влажи метал-се није променио од када су древни мајстори открили да борови смола помаже у спајању бронзе. Савремене формулације се оптимизују у складу са савременим ограничењима: температура-без олова, еколошки прописи, геометрије високе{4}}густине, захтеви за поузданост који продужавају век трајања производа.

Када лемљење не успе, прво проверите флукс. Проверите покривеност, проверите активацију, проверите да ли хемија заиста одговара вашим условима процеса. Одговор је обично једноставнији него што ико жели да призна.