Тиксотропия флюса — это свойство, когда материал может сохранять форму, как крем или густая паста, но при этом оставаться жидким в работе. По-простому — это кремообразность. Флюс не растекается сам по себе, но легко начинает течь, когда вы работаете иглой, паяльником или трафаретом.
Почему это важно. Если флюс сделать просто очень вязким, без тиксотропии, он будет тянуться нитями, плохо выходить из иглы и мешать нормальному смачиванию. Если же тиксотропии мало — флюс начинает расползаться по плате, уходить за края площадок и создавать риски мостов и загрязнений. Такие флюсы, как MOB-39 или Flux Plus 411, имеют кремообразную структуру: они либо не растекаются вообще, либо делают это минимально и контролируемо.
Это особенно важно при пайке DIP-элементов, где есть лунка или углубление. Когда флюс сохраняет объём, он равномерно расходуется во время пайки — плавится именно туда, где работает жало, а не убегает в стороны. В итоге процесс становится стабильным и предсказуемым.
Если сравнить поведение на практике — Flux Plus, Sigma NC560-V3 и MOB-39 наносятся объёмно, не расползаются и одинаково уверенно работают при пайке паяльником. При температуре около 350 °C флюс не «убегает» от жала, даёт полное смачивание, без мостов и грязи. Именно поэтому эти флюсы можно считать универсальными: они подходят и для BGA, и для ручной пайки, при этом имеют высокое электрическое сопротивление остатков.
Основной элемент, удаляющий оксиды, — это кислота. Чаще это органические кислоты (содержащие углерод), реже — неорганические, вроде HCl или HBr, которые работают лучше, но оставляют опасные проводящие остатки и могут вызвать отказы.
Формула самых распространенных кислот для флюсов
В современной электронике применяют флюсы как правило без галогенидов, но есть и исключения. Например в Flux Plus есть очень малое, следовое количество ковалентно связанного брома, который при пайке высвобождает мальца HBr и сильно поднимает силу лужения. И в то же время флюс считается истинно безотмывочным.
Flux-plus 412 - флюс с галогенами который смог стать NO CLEAN
Суть работы:
• В реакции с оксидом металла водород из COOH группы в карбоновой соединяется с кислородом в оксиде → образуется вода.
• Остальная часть кислоты связывается с металлом, образуя металлическую соль. Соль растворяется и "увозится" в расплав флюса очищая поверхность металла для припоя
Реакция адипиновой кислоты и оксида олова
Чем сильнее кислота (pKa):
• Тем быстрее и эффективнее она удаляет оксид.
• Тем шире диапазон металлов, с которых она может снять окисел.
Деоксидация требует тепла. Поэтому кислоты начинают работать только с 100-120с, а некоторые от 150-160.
Как измерить «кислотность флюса»?
Кислотность определяется концентрацией ионов водорода (H⁺). Чем их больше, тем выше кислотное число и тем выше активность:
Решает размер молекулы и количество кислотных групп (COOH): чем она меньше, и чем больше кислотных групп, тем выше активность на 1 грамм вещества: например в 1 грамме янтарной кислоты почти в 5 раз больше ионов водорода чем в стеариновой. Поэтому янтарная кислота сможет удалить больше оксидов, но оставляет более гигроскопичные остатки из-за малого размера молекулы.
Янтарная кислота - маленькая и 2 карбоксила - довольно активна
Размер стеариновой кислоты огромен: она отталкивает воду, но почти в 5 раз менее активна чем янтарная
Кстати канифоль тоже является кислотой! Тк может отдать ион водорода. Правда она довольно слабая, поэтому к ней подмешивают доп активаторы для норм пайки
Кстати канифоль тоже смесь кислот, но слабых из-за одного карбоксила и огромной молекулы
⚠️ Важно: pH имеет значение только для водных растворов. Для флюсов на органике применяется кислотное число (acid number) — сколько мг KOH нужно, чтобы нейтрализовать 1 г кислоты.
Собственно я в своих флюсах применяю композиции из кислот: маленькие сильные кислоты должны улететь с зоны пайки (поэтому например Ersa и Flux Plus кипят), а большие и жирные можно оставить в остатке, но несколькими способами их "деактивировать" чтобы они не вызвали проблем. Также нужно обеспечить норм активность в каждом температурном диапазоне и доставить эти кислоты к окислам. Так флюс будет нормально работать на разных температурах - схема применена в NC-560
ЧЕМ ОПАСНЫ ИОНЫ ГАЛОГЕНОВ?
В отличие от карбоновых кислот, активаторы на основе ионных галогенов (хлоридные или бромидные соли) работают по другому механизму. Они не просто поставляют ионы водорода, а вступают в прямую реакцию с оксидами металлов:
CuO + 2Cl⁻ + 2H⁺ → CuCl₂ + H₂O
В результате образуются легкорастворимые галогениды металлов, которые эффективно удаляются с поверхности.
Ионы галогенов дают гораздо более высокую скорость травления, чем даже самые сильные органические кислоты. Именно поэтому галогенид-содержащие флюсы считаются максимально активными.
НО: ЭФФЕКТИВНОСТЬ ≠ БЕЗОПАСНОСТЬ
Хотя галогениды работают эффективно, у них есть серьёзные минусы:
• Остатки флюса значительно гигроскопичны и коррозионно-активны
• Как правило требуется обязательная отмывка водой
• Не соответствуют требованиям no-clean стандартов
• Не проходят SIR-тесты на большинстве плат
🛑 Поэтому в современной требовательной электронике флюсы с ионами галогенов не применяются
К тому же такие флюсы выделяют при пайке пары соляной кислоты (HCI) что очень вредно для здоровья.
Но активаторы с галогенидами стоят в 5-10 раз дешевле органических кислот, поэтому их могут добавлять в недорогие флюсы чтобы снизить их цену. Да честно говоря их пихают в каждый второй китайский флюс за 3-5 долларов. Также всякие ЛТИ, ТАГС, ТТ тоже как правило содержат хлориды. А иногда и опаснейший ГИДРОЗИН, но это отдельная история
Добиться хорошего лужения и при этом сопротивления на карбоновых кислотах очень сложно и дорого. Поэтому флюксплюс стоит 3тр а механик 300р.
Поэтому если флюс прям очень хорошо лудит все поверхности то это повод проверить его сопротивление, особенно в условиях влажности. Я это делаю с помощью таких пластин:
Расстояние между выводами 0.25мм
О простых методах проверить флюс на галогены и сопротивление могу рассказать в следующих статьях, если попросите.
При процедуре SWAP все основные микросхемы (проц, нанд, арб, модем итд) переносятся на плату icloud. Так можно сделать даже самый убитый айфон и достать данные - главное чтобы микросхемы были целы. Поскольку ставят их на новую плату то остальные микрушки больше не нужны. И поэтому можно выпаять проц на плитке минимизировав его нагрев.
Почему я выпаиваю процессор для SWAP на плитке:
— Контроль температуры через датчики надежней "набитой руки" и "чувства" которые частенько подводят
— Если мы поднимаем проц, то ставим его всегда на новую плату - так надежней. Возвращать его обратно - ненадежно
— Нагрев идет снизу, поэтому мы не перегреваем процессор лишний раз
— На процессоре минимум компаунда - меньше рисков при чистке
— Подходит для совсем зеленых новичков, сэкономите деньги на обучении
Что важно учесть:
— Термодатчик должен быть калиброван и установлен гладкую на микросхему ближе всего к процессору
— Реальная температура на термодатчике +5с
— Температура на шарах всегда больше, тк у припоя теплопроводность ниже чем у чипа и меди в текстолите
— Температуру на датчике 220 лучше не превышать, тк на припое будет уже 230, а его температура плавления 217
— Подогревайте лопатку, чтобы выровнять температуру
Кстати также на плитке можно и поставить проц и микросхемы низа по термопрофилю прогрев плату до 190 градусов. Остальные микросхемы поставить феном
В отрасли обсуждают «обновление» SAC305 микродобавками висмута. Это припой который используется в большинстве потребительской электроники. Исследования показывают: 0,5–<3 % висмута повышают прочность, смачиваемость и стойкость к электромиграции, поэтому висмут рассматривают как развитие стандартного SAC305.
Результаты тестов на растяжение - припой с небольшой добавкой висмута лучше растягивается, а значит перенесет нагрузки без растрескивания
Производители припоя уже позиционируют висмут как «усилитель» высоконадёжных бессвинцовых сплавов и вводят такие составы в новые линейки.
Диаграмма смачивания сплавов SAC305-xBi.
Сравнение микроструктуры SAC305 и двух висмутсодержащих сплавов до и после состаривания при температуре 150 °C в течение 24 часов.
Но для ремонта, где используется свинцовый припой (Sn-Pb или по русски 183с или ПОС-63), это несёт риск: при смешении Bi с Pb (остатки старого припоя, и припой на жале) в шве формируются низкотемпературные эвтектики и хрупкие Pb/Bi участки. Это локально понижает солидус (начало плавления) с ≈217 °C (SAC) до ~95–125 °C и делает шов склонным к трещинообразованию при термоциклах и вибрации.
iNEMI отдельно подчёркивает, что смешанные SAC-Bi/Sn-Pb или SAC-Bi/Sn-Bi узлы ведут себя иначе и требуют отдельной оценки ударной и термоциклической надёжности.
Вывод: по мере появления SAC-Bi у производителей, смешение его остатков с нашим Sn-Pb на ремонте может снижать термостойкость и повышать хрупкость шва.
Как с этим быть - неизвестно. Может много раз залуживать площадки. Хотелось бы заиметь спектрометр чтобы проверить какой припой используется в айфонах.
Минимизируйте риск строгим разделением припоев Sn/Bi138/158 и Sn/Pb183 и избегайте любых смешиваний между Bi-содержащими и свинцовыми зонами.
Еще картинки с характеристиками новых сплавов:
Висмутсодержащие сплавы REL22 и REL61 имеют более низкий краевой угол смачивания, чем традиционные SAC305 и SN100C.
После 3100 часов при температуре 60 °C и влажности 85 % на проволоке покрытой сплавами и изгибе SAC305 выдал оловянные усы, а припой с висмутом - нет
Канифоль — главный источник стабильности (или проблем) в гель-флюсе. Сегодня расскажу — как именно Sigma Flux работает с канифолью: от поиска поставщика до допуска партии в производство.
Зачем канифоль вообще нужна во флюсе?
Припой "прилипнет" только к чистому металлу без окислов. Активатор снял оксид — но металл тут же начинает снова окисляться от кислорода в воздухе. Поэтому флюсу нужен «щит»: твёрдые смолы создают барьер и не дают кислороду добраться до поверхности до момента оплавления припоя.
Канифоль — это твёрдая часть смолы хвойных деревьев и отличный пленкообразующий агент в флюсах:
выдерживает температуры пайки и защищает очищенный металл;
гидрофобна и “запечатывает” кислоты в безводной среде (это помогает держать высокое сопротивление остатков);
при этом сама обладает неплохой активностью за счет карбоксильных групп COOH
В промышленности её получают двумя основными путями:
из живицы (gum rosin) — когда смолу собирают с дерева;
из таллового масла (tall oil rosin) — побочного продукта целлюлозно-бумажного производства.
Ниже — про классический путь через живицу, который чаще всего представляют люди.
1) Сбор живицы: что происходит в лесу
На практике используют подсочку: на стволе делают надрез/насечку, ставят желобок (носик) и приёмник (контейнер/пакет). Смола вытекает наружу как защитная реакция дерева и стекает в приёмник.
Живица — это смесь:
смоляных кислот (будущая канифоль),
летучих терпенов (будущий скипидар),
небольшого количества нейтральных смолистых веществ и примесей.
Насколько я знаю в России живицу не собирают, стоимость труда у нас довольно высока. Обычно канифоль завозят с Бразилии и Азии. А Китай вообще столица лесохимии.
Переработка на заводе: канифоль + скипидар
Дальше живицу разделяют перегонкой (часто паровой/вакуумной дистилляцией):
Скипидар уходит в лёгкую (летучую) фракцию — это смесь терпенов (например, α-пинен и др.). Из компонентов скипидара получают множество продуктов — в том числе вещества-растворители, которые мы используем как базу для гель-флюсов Sigma. Такие вещества отлично дружат с канифолью и активаторами и в итоге получается стабильный по характеристикам флюс, который не темнеет и не сахариться со временем. Данное вещество также используется в флюсах: Flux Plus EFD, Amtech 559-v3, Stirri, ChipQuick, Stannol
Канифоль остаётся в тяжёлой фракции — твёрдая смола на основе смоляных кислот. Ее модицифированные версии - основа пленкообразующего агента наших флюсов. Получается, что флюсы Sigma состоят на 85-90% из производных канифоли, вместо "злой и непонятной промышленной химии" вот так 🙂
После разделения канифоль обычно фильтруют/отстаивают, иногда дополнительно рафинируют (снижают цвет, убирают механические примеси и следы летучих веществ). Если интересно могу рассказать поподробнее про модифицирование канифоли.
Довольный бразилец который разлил канифольку в барабаны по 225кг
Из чего состоит канифоль в флюсе?
Канифоль — это смесь смоляных кислот и их изомеров (в основном абиетанового и пимаранового рядов) и небольшого количества нейтральных компонентов. Да, да, канифоль это кислота, имеющая COOH группу - она отдает протон и окисел уходит в расплав флюса - в итоге получаем чистый металл готовый к пайке.
Да, абиетиновая кислота и её изомеры часто составляют значимую долю, но реальный состав сильно зависит от:
породы дерева,
региона и сезона,
технологии переработки.
Почему канифоль темнеет при нагреве?
В смоляных кислотах есть двойные связи, а они очень легко присоединяют к себе кислород, особенно при нагреве и кислой среде. Итог — пожелтение или потемнение. Ну а еще чем больше примесей в канифоли - тем сильнее она будет темнеть, оставлять нагара, и пахнуть.
Почему флюс кристаллизуется и сахарится из-за канифоли?
Кристаллизация — следствие конкретного состава канифоли и условий. Ее усиливает:
преобладает один из типов смоляных кислот,
высокая концентрация канифоли,
вид растворителя,
хранение на холоде
Вот пример тестовых образцов которые хранил в холодильнике - слева канифоль потемнела и кристаллизовалась, а справа светлая и не кристаллизуется (она используется в Sigma NC-560-V3)
В некоторых системах одна из фракций канифоли начинает выделяться в кристаллы, и раствор превращается в сахар и не выдавливается из иглы.
Как делают канифоль более стабильной для флюса?
Чтобы уменьшить потемнение и снизить склонность к кристаллизации, применяют:
Этерификация (например, глицериновые/пентаэритритовые эфиры канифоли) — часто улучшает стабильность и прозрачность растворов. Но снижают кислотное число и активность флюса - если сделать канифоль на эфире, придется применить намного больше активаторов, а это риски для надежности.
Диспропорционирование — снижает склонность к окислению и повышает стабильность (ценится в клеях/смолах и иногда полезно для «чистых» остатков).
Гидрогенизация — насыщает двойные связи водородом, повышая цветостабильность и устойчивость к окислению.
Также встречаются полимеризованная канифоль, специальные смеси и тонкая рафинация.
Гидрированная канифоль: что правда, а что важно уточнить
Гидрогенизация действительно делает канифоль более светлой и устойчивой к потемнению при нагреве/старении, потому что уменьшается количество реакционноспособных двойных связей. Степень гидрирования и рафинирования может отличаться: самый высокий класс полностью прозрачная и полностью гидрированная канифоль. Именно на ее основе сделаны "белые" дорогие флюсы MBO MOB39 и Heraeus NC5070
Выглядит и правда привлекательно!
Ее кислотное число обычно сохраняется в отличии от эфиров канифоли, а значит флюс будет неплохо лудить
Низкая склонность к кристаллизации
Почему все флюсы не делают из гидрированной канифоли раз она такая крутая?
Гидрогенизация сложнейший химический процесс:
нужен водород и оборудование высокого давления (до 200 бар),
нужен дорогой катализатор платина или палладий на угле и служат они 1-2 синтеза,
обязательны серьёзные требования по безопасности, ведь водород взрывоопасен
Поэтому гидрированная канифоль стоит дорого, часто туда подмешивают эфиры, попутно снижая кислотное число, да и купить ее довольно сложно - производств довольно мало.
Но я ее нашел и ближе к лету смогу выкатить белый флюс с прозрачным не темнеющим остатком. К тому же есть интересные варианты с повышенным кислотным числом.
Хорошее смачивание = припой равномерно растекается по металлу, образуя тонкий, непрерывный межметаллический слой. Это база надёжного соединения.
Плохое смачивание = припой собирается в шарики, контакт частичный, возрастает риск ранних отказов.
Флюс улучшает смачивание: удаляет оксиды, защищает металл от кислорода и понижает эффективное поверхностное натяжение расплава.
Что такое смачивание — простыми словами
Смачивание — это способность расплавленного припоя растекаться по площадке. Представьте каплю воды:
на чистом стекле она расползается — так ведёт себя припой при хорошем смачивании;
на вощёной поверхности капля остаётся круглой — так выглядит плохое смачивание.
Инженерный маркер смачиваемости — контактный угол θ между припоем и площадкой. Чем он меньше, тем лучше покрытие и прочнее контакт. На практике:
θ < ~30° — хорошее смачивание;
~30–60° — пограничное;
>60° — плохое.
Точнее говоря, флюс не «имеет поверхностного натяжения, которое растёт или падает», а меняет поверхностные энергии в системе «припой–площадка–атмосфера»: удаляет оксиды и добавляет поверхностно‑активные компоненты, поэтому расплавленный припой легче растекается.
Как флюс помогает припою растекаться?
Флюс улучшает смачивание за счёт трёх вещей:
Удаление оксидов с металла и припоя → снижается энергия на границе «металл–расплав», облегчая контакт.
ПАВы и активаторы → понижают поверхностное натяжение расплава.
Правильная реология (вязкость/липкость) до плавления → флюс удерживает материал в зоне пайки, уменьшает разбрызгивание и “мосты” на соседние площадки.
Когда смачивание плохое (высокий контактный угол)
Припой скатывается в «шарики»
Площадка покрыта припоем частично → неполноценный электрический/механический контакт.
Возрастает риск несмачивания (non‑wetting) и рассмачивания (de‑wetting) — когда припой сначала «прилип», но затем отступил, оставив «голые» зоны.
Формируется тонкий, непрерывный межметаллический слой — основа прочной и долговечной пайки.
Снижается вероятность микропустот и холодной пайки, стабилизируется геометрия паяльной капли.
Стандартный тест на смачивание
Почему смачивание напрямую связано с надёжностью
Площадь фактического контакта больше → шов лучше выдержит термоциклирование и вибрацию.
Повторяемость процесса выше: стабильное растекание даёт предсказуемую пайку без дефектов.
Меньше дефектов типа перемычек, «гробиков» (tombstoning) и шариков припоя — при условии правильной дозировки и профиля.
Важно: «чем больше растеклось, тем лучше» — не универсальное правило. На тонком шаге избыточная растекаемость может повысить риск перемычек. Здесь критичны дизайн апертур и объём флюса/пасты.
Как проверить, что смачивание в порядке
Визуально: низкий контактный угол, ровная поверхность расплава припоя, отсутствие «островков» и шариков.
Тест на растекаемость: сравнивают площадь растекания припоя на медном купоне.
Вывод
Смачиваемость — ключ к надёжной пайке. Флюс, который эффективно удаляет оксиды и стабилизирует каплю расплава, повышает площадь реального контакта, а значит — и ресурс соединения. Оптимум достигается комплексом: правильный флюс под задачу, чистая площадка, выверенный термо-профиль и дозировка.
Смачиваемость — это то, что вы можете увидеть своими глазами: припой либо растекается по металлу ровным зеркальным «озером», либо собирается в шар и ведёт себя так, будто поверхность отталкивает его. Хорошая смачиваемость означает, что флюс успел сделать главное: снять оксидную плёнку и предотвратить появление новых окислов ровно столько, сколько нужно для пайки.
Ниже — практичный тест, который я использую в разработке флюсов. Он не заменяет лабораторные методы (вроде wetting balance), но отлично работает как быстрый сравнительный контроль между версиями флюса и партиями сырья.
Принцип теста
Мы берём медную фольгу 0.2мм, наносим одинаковое количество флюса и припоя и оцениваем площадь растекания и качество «кольца» (рисунок растекания и граница зоны пайки). Чем лучше флюс удаляет оксиды и управляет поверхностным натяжением припоя, тем:
больше и ровнее зона растекания,
нет «шаров» и разрывов,
чище граница кольца,
стабильнее поведение при нагреве.
Также дополнительно можно оценить насколько флюс "дымит" - взвесьте купон до пайки и после и вычислите сколько флюса испарилось.
1/2
Почему медь нельзя трогать руками
Это не педантизм. Пот и кожный жир содержит хлориды и прочие ионы, которые могут ухудшить воспроизводимость теста.
Поэтому: пластину берут пинцетом, в перчатках. Если коснулись — лучше обезжирить заново.
Отпечаток пальца на медяшке может изменить смачивание
Минимальный протокол, который даёт повторяемый результат
1) Подготовьте образец меди
Подойдёт медная пластина 0.2мм /купоны (важна не форма, а одинаковость).
Очистка:
лёгкая механическая зачистка (шкурка нулевка) до равномерного матового блеска,
затем обезжиривание (изопропанол/аналогичный растворитель),
сушим, не трогаем руками.
Важно: тест чувствителен к состоянию поверхности. Ваша цель — чтобы каждый тест начинался с одинаковой меди.
2) Нанесите флюс одинаковым объёмом
Смачиваемость может зависеть от дозировки:
одна и та же капля из дозатора,
или одинаковая масса на весах,
или одинаковая длина дорожки при выдавливании из шприца.
3) Добавьте одинаковое количество припоя
Самый простой вариант:
один и тот же сплав,
один и тот же диаметр проволоки,
одна и та же длина отрезка (или масса шарика).
Также припой не должен содержать флюса
4) Прогрев: одинаковая температура и время
Можно делать на нагревателе/подогреве и доводить до плавления припоя.
5) Оценка
Сразу после остывания:
фотография с микроскопа сверху (лучше с линейкой/сеткой для масштаба),
визуальная оценка кольца,
при желании — измерение площади растекания (хотя бы по диаметру).
Как «усложнить» тест и сделать его ближе к реальности
Иногда слишком свежая медь делает тест «слишком лёгким»: почти любой флюс выглядит хорошо.
Чтобы увидеть разницу между формулами, можно окислить поверхность:
оставить медь на нагревателе на некоторое время, чтобы оксидный слой стал заметно сильнее
Так вы проверяете насколько уверенно он работает по окисленным поверхностям, как на реальных БУ платах в ремонте.
На что смотреть: чек-лист интерпретации (по вашим наблюдениям)
1) «Кольцо» растекания припоя
Хорошие признаки
Растекается ровно и симметрично.
Граница кольца гладкая, без «рваных» участков.
Припой блестит выше среднего (как признак нормального процесса смачивания и отсутствия грубых загрязнений).
Тревожные признаки
Припой собирается в шарики или «скатывается» при прогреве (особенно если это происходит уже на умеренных температурах).
Неровная граница, островки несмачивания — часто это локальная грязь/соль/жир или недостаточная активность флюса.
2) Кипение
Кипение — это не «хорошо» и не «плохо» само по себе. Это индикатор баланса:
состав растворителей,
скорость испарения,
газовыделение при реакции с оксидами/поверхностью.
Слабое/контролируемое кипение обычно зависит от композиции растворителей и активаторов. И его легко убрать увеличив время преднагрева вашего флюса. Сильное кипение может:
мешать аккуратной пайке,
оставлять пузыри,
провоцировать разбрызгивание и дефекты.
3) Потемнение флюса после нагрева/термопрофиля
Потемнение часто связано с термодеструкцией смол/органики при длительном нагреве.
Не потемнел после термопрофиля — хороший признак термостабильности.
Потемнел заметно — не всегда критично, но это сигнал: на паяльнике будет нагар.
4) Лёгкая зелень по краям — «норма»
Лёгкий зеленоватый оттенок по периферии зоны может появляться из-за образования солей и комплексов меди в остатках флюса. Это часто встречается и само по себе не означает проблем, но:
если зелень усиливается послепайки,
зона становится «грязной»,
появляется активная коррозионная картина,
— стоит дополнительно проверять остатки и ионность другими методами.
Отдельно: поведение на паяльнике (реальный ремонтный сценарий)
Возьмите текстолит или медную макетку и паяльником дотроньтесь до полигона и сразу подавайте припой
Что хорошо
От жала не убегает: флюс остаётся там, где вы работаете, и не «расползается».
Лужение: жало легко держит припой, нет ощущения «сухого» контакта.
Мосты не образует: пройдитесь по выводам микросхемы: вязкость и активность сбалансированы, флюс не превращает пайку в «перемычко-генератор».
Что плохо или требует внимания
Нагар: показатель термостабильности и чистоты процесса. Если нагар растёт быстро — в реальной работе будет грязнее, сложнее контролировать жало и качество пайки. Но возможно нужно просто снизить температуру на жале до 300 градусов
Убегает от паяльника: часто связано с расплавлением структурообразователей/восков и падением вязкости при температуре жала.
Как вести записи, чтобы тест реально помогал выбрать флюс
Вы уже делаете самое ценное — фиксируете наблюдения. Чтобы такие заметки превращались в инструмент, достаточно трёх правил:
Один протокол — одна переменная. Меняете флюс? Не меняйте одновременно медные купоны, припой и температуру.
Сравнение только с эталоном. Держите «контрольный» флюс, с которым вы сверяетесь каждый раз. Я обычно сравниваю с Flux Plus 411 и Mob39
Фото + заметки. Например, 0–5 по трём пунктам: растекание, кипение, нагар. Этого хватает, чтобы видеть тренды между версиями.
Итог
Тест «медь + площадь растекания припоя» хорош тем, что он честно отвечает на главный вопрос: как быстро флюс зачищает металл и насколько стабильно сопровождает пайку. Если держать поверхность, дозировку и прогрев одинаковыми, вы получаете очень чувствительный сравнительный метод: он отлично ловит разницу между флюсами, даже когда «на глаз» всё кажется одинаковым.
Дендриты — металлические «усики» между дорожками, которые со временем могут дать короткое замыкание.
Для их роста всегда нужны три вещи: 1. Влага или остатки флюса которые "напитались" водой 2. Ионы – растворённые соли/активаторы из флюса 3. Постоянное напряжение между выводами.
Без воды дендрит не растёт, даже если флюс очень активный.
Чтобы исключить этот дефект проводят ECM тест: SIR пластину с флюсом проводят через термопрофиль и подают туда напряжение с ограничением тока. Далее ее кладут в климатическую камеру с 85% влажности и 85 нагрев.
Механизм появления дендрита: 1. Гигроскопичные остатки флюса впитывают воду из воздуха - образуется электролит 2. На аноде (+) начинает растворяться металл: • Cu → Cu²⁺ + 2e⁻ Металл отдаёт электроны, и в растворе возле анода накапливаются катионы Cu²⁺/Sn²⁺. 3. Если вокруг есть подвижные кислоты/галогениды, они ускоряют растворение этих ионов в остатке флюса 4. Далее ионы металлов "плывут" по "влажному пути" к катоду (-): • Cu²⁺, Sn²⁺ двигаются в сторону «минуса» (катода). • Анионы (Cl⁻, RCOO⁻) — наоборот, в сторону «плюса»
5. На катоде (-) ионы превращаются обратно в металл, ионы получают свои электроны: • Cu²⁺ + 2e⁻ → Cu⁰ • Sn²⁺ + 2e⁻ → Sn⁰
И начинают осаждаться в виде металла. Далее на этот выступ летят следующие ионы по проводящей дорожке и формируется усик с ответвлениями. Далее он дорастает до анода и происходит КЗ.
Надеюсь я объяснил максимально просто. На деле всё еще проще, чем кажется. Добиться роста дендритов в нормальной электронике довольно трудно.
Если флюс проходит SIR-тест и тест на коррозию, то с очень высокой вероятностью он пройдёт и ECM-тест.
Почему так? • Современные безгалогенные флюсы крайне неохотно образуют проводящие дорожки • Карбоновые кислоты, особенно с длинной цепочкой, — тяжёлые молекулы и они впринципе плохо растворяются в воде • Чего не скажешь о флюсах с галогенидами, которые отлично впитывают влагу и формируют проводящие пути. Если в остатке будут гигроскопичные компоненты то дендриты вполне вероятны.
Поэтому в моих флюсах я постарался уйти от гигроскопичных компонентов — Без галогенидов — Используемый растворитель не растворяется в воде — Основной активатор подобран с длинной цепью и как следствие плохой растворимостью в воде (4 грамма на литр). — При пайке растворитель испаряется, а немногочисленные ионы имеют большой размер и запечатываются в канифольной матрице.
В результате я уверен в безопасности по дендритам и утечкам для ответственных применений.
