Guía Esencial de Flux para Componentes Electrónicos de Soldadura

Al unir dos metales en un proceso de soldadura, como se usa en el ensamblaje de la tarjeta de circuito impreso, se requiere flux para lograr una verdadera unión metalúrgica. Eso asegura que la unión soldada no se agriete ni se afloje incluso con el desgaste diario. Este artículo cubre los tipos de flux disponibles, las ventajas y desventajas de cada uno y las opciones para la eliminación de flux.

¿Qué es un Flux?

El flux ayuda en los procesos de soldadura y para desoldar al eliminar las películas de óxido que se forman en la superficie de los metales que se están soldando. Aumenta la capacidad de humectación de la soldadura, lo que hace que fluya de manera más uniforme sobre las superficies sin formar bolas (deshumedecer).

Flux de Colofonia (Rosin) (Tipo R)

El flux de soldadura más básico, uno que se ha utilizado durante más de mil años, es la colofonia natural derivada de la resina de alquitrán de pino. La resina de alquitrán de pino se disuelve en solvente y luego se destila para producir la colofonia clara y blanca como el agua que se usa en el flux de soldadura. La colofonia es una colección de ácidos naturales, principalmente ácido abiético y sus homólogos. Cuando se usa como flux de soldadura, la colofonia transparente se disuelve en un solvente, generalmente alcohol isopropílico. Cuando se usa de esta manera, sin la adición de activadores ácidos, se denomina flux de colofonia tipo R.

Los activadores se agregan al flux de soldadura para aumentar la capacidad del flux para disolver capas de óxido más pesadas, especialmente aquellas producidas a las temperaturas de soldadura más altas requeridas para las aleaciones de soldadura sin plomo. Los fluxes activados pueden ser levemente activados o de tipo RMA (colofonia - levemente activada) o RA (colofonia activada). Los activadores comúnmente utilizados incluyen ácidos orgánicos, compuestos halogenados (que contienen cloro o bromo), amidas y sales orgánicas monobásicas y dibásicas. Todos estos activadores son corrosivos y deben retirarse de la tarjeta de circuito para garantizar la confiabilidad a largo plazo.

Los fluxes de colofonia activados y levemente activados pueden dejar iones de cloruro y otros residuos corrosivos y, por lo tanto, deben eliminarse de la tarjeta de circuito impreso después de soldar o desoldar para evitar fallas a largo plazo relacionadas con la corrosión. Los residuos de estos fluxes también son a veces pegajosos y atraen polvo que puede contener elementos conductores que pueden causar cortocircuitos y otras fallas eléctricas en la tarjeta. A medida que las aleaciones de soldadura sin plomo se vuelvan más frecuentes en la fabricación, aumentará el uso de los fluxes altamente activados para superar la formación de capas de oxidación a temperaturas de soldadura más altas. La limpieza a fondo después de soldar o desoldar, cuando se usa una aleación sin plomo, será obligatoria.

Flux Sin Limpieza (No Clean)

Los fluxes sin limpieza pueden elaborarse con colofonia natural o contener resinas sintéticas. Las soluciones de flux sin limpieza a base de colofonia son esencialmente las mismas que las de los fluxes de colofonia (tipo R), pero normalmente contienen colofonia de goma natural en una concentración mucho más baja que la utilizada en las soluciones de flux de tipo R (R, RMA y RA). Los verdaderos fluxes sintéticos sin limpieza contienen resinas sintéticas que imparten las mismas propiedades deseables al flux que el producto de colofonia natural. Las soluciones de flux sin limpieza también pueden contener activadores adicionales y los residuos que dejan pueden provocar corrosión.

Los fluxes sin limpieza se diseñaron para ayudar a los fabricantes de tarjetas de circuito a evitar el tiempo y gastos de limpieza de la tarjeta después de soldar. Los fluxes sin limpieza dejan muchos menos residuos que el flux tipo R convencional, y esta menor cantidad de residuo generalmente no interferirá con el funcionamiento de la tarjeta ni provocará fallas a largo plazo relacionadas con la corrosión.

Los residuos dejados por un flux sin limpieza pueden ser pegajosos y atraer polvo o restar valor a la apariencia de la tarjeta de circuito y, por lo tanto, pueden requerir remoción (limpieza) para cumplir con los estándares de apariencia u operación. Si la tarjeta de circuito debe tener un revestimiento de conformal para proteger los circuitos durante el funcionamiento, la superficie de la tarjeta debe estar libre de residuos de flux, incluso los residuos mínimos dejados por el flux sin limpieza, para asegurar una buena adhesión del revestimiento de conformal. La necesidad de utilizar más flux activado (corrosivo) al soldar con aleaciones sin plomo también puede hacer que la eliminación de los residuos de flux sea una necesidad, lo que reduce aún más los beneficios de utilizar fluxes sin limpieza.

Flux (Acuoso) Soluble en Agua

Los fluxes solubles en agua suelen emplear resinas solubles en agua, cuyos residuos deben eliminarse mediante un enjuague con agua. Algunos fluxes solubles en agua son soluciones a base de agua, lo que elimina la necesidad de utilizar una solución de flux a base de alcohol. Esta es una forma en la que se pueden reducir las emisiones de COV, para aquellos fabricantes de tarjetas que operan bajo estrictas regulaciones ambientales. Los activadores de ácido comúnmente usados en fluxes solubles en agua incluyen ácidos orgánicos, compuestos halogenados (que contienen cloro o bromo), amidas y sales orgánicas monobásicas y dibásicas. Todos estos activadores son corrosivos y deben retirarse de la tarjeta de circuito para garantizar la confiabilidad a largo plazo.

Clasificación de Flujo Estándar IPC J

El sistema de clasificación de fluxes IPC J Standard (Joint Industry Standard) ha reemplazado los estándares de soldadura militares bajo QQ-S-571 y MIL-F-14256. Los fluxes se clasifican como RO (colofonia), OR (orgánico), IN (inorgánico) y RE (resina/resina sintética). La actividad de la solución flux se clasifica como L (actividad baja o <0.5% de haluro), M (actividad media o 0 a 2% de haluro) y H (alta actividad o 0 a> 2% de haluro). Los fluxes se clasifican por su contenido de haluros (Cl- o Br-) como 0 (sin haluros) o 1 (algunos haluros). Bajo este esquema de clasificación, un flux ROL0 sería un flux de colofonia con baja actividad y cero haluros. Un flux RMA podría clasificarse bajo este esquema como un ROM1, si contuviera de 0.5 a 2.0% de contenido de haluros.

Productos de Flux de Chemtronics

Los lápices dispensadores de flux de CircuitWorks brindan aplicaciones controladas y exactas que generalmente son compatibles con la mayoría de los materiales de la industria electrónica. El dispensador de flux en tarjetas de circuitos impresos, disipadores de calor, portadores de chips, interruptores, enchufes y mucho más.

Los lápices dispensadores de flux de CircuitWorks son de secado rápido, completamente portátiles y tienen un desperdicio de flux en exceso mínimo. La acción humectante instantánea proporciona una desoxidación completa de las superficies metálicas proporcionando las mejores superficies posibles para la soldadura manual.

Los rotuladores de CircuitWorks Flux están diseñados específicamente para aplicar cada tipo de flux con control de precisión:

El lápiz dispensador de flux de colofonia aplica rápidamente un flux de tipo R no corrosivo. Este flux cumple con la MIL-F-14256 E y F.
El lápiz dispensador de flux sin limpieza (No Clean) aplica con precisión un flux orgánico de bajo contenido en sólidos patentado, libre de haluros y no corrosivo. Este flux cumple con el Bellcore TR-NWT-000078 e IPC SF-818 para la resistencia del aislamiento de la superficie.
El lápiz dispensador de flux sin plomo aplica rápidamente un flux no corrosivo, sin haluros que no requiere limpieza y que cumple con el Bellcore TR-NWT-000078 y pasa el IPC SF-818 para la resistencia de aislamiento de la superficie.
El lápiz dispensador de flux soluble en agua está diseñado específicamente para aplicar flux soluble en agua con control de precisión. El flux soluble en agua consiste en un flux orgánico soluble en agua de pH neutro compatible con la mayoría de los enmascaradores de soldadura. El producto orgánico de alta actividad se limpia fácilmente con agua, lo que reduce el costo de la limpieza.

CircuitWorks Tacky Flux es una formulación de Tipo ROL0 diseñada para retrabajos de BGA que requieren alta confiabilidad, estabilidad y limpieza. La composición del gel CircuitWorks Tacky Flux mantiene el componente de BGA en posición incluso con el movimiento de la tarjeta. Su menor viscosidad permite una fácil aplicación y no contiene material iónico. CircuitWorks Tacky Flux es adecuado para aplicaciones de sala limpia.

Eliminadores de Flux Chemtronics

Los removedores de flux se recomiendan para operaciones posteriores a la soldadura, tarjetas de PC, componentes de circuitos sensibles, cables de componentes, almohadillas SMD, portadores de chips, enchufes, enchufes y disipadores de calor, y dispositivos de orificio pasante y SMT.

El mantenimiento adecuado es fundamental para garantizar un circuito confiable. No solo son antiestéticos, algunos residuos de flux pueden promover cortocircuitos y corrosión, degradando o destruyendo la tarjeta de circuito impreso. El tipo de flux a eliminar, la compatibilidad con los solventes y la facilidad de aplicación son factores a considerar al elegir el producto adecuado. Flux-Off® está disponible en aerosol, BrushClean™ System y en forma líquida para desengrasantes de vapor, sistemas de rociado, ultrasonidos y aplicaciones de tanque de inmersión.

Los productos Flux-Off® están especialmente formulados para eliminar todo tipo de colofonia (tipos R, RA y RMA), flux no-clean, soluble en agua y sintético (tipo SA). El aerosol removedor de flux puede ser rociado en cualquier dirección, incluso al revés.

Los lápices removedores de flux de CircuitWorks están diseñados específicamente para eliminar cada tipo de flux:

El lápiz dispensador de flux de colofonia limpia rápidamente los residuos de flux tipo R, RMA y RA.
El lápiz removedor de flux No Clean elimina con precisión fluxes no clean orgánicos y sintéticos bajos en sólidos.
El lápiz removedor de flux sin plomo limpia rápidamente los residuos de flux de colofonia tipo R, RMA y RA, así como los fluxes no clean orgánicos y sintéticos utilizados en aplicaciones sin plomo de mayor calor.

Para obtener más información sobre los mejores métodos de limpieza de todo tipo de cuartos blancos, comuníquese con su especialista en aplicaciones de Chemtronics en [email protected] o 770-424-4888.