3.3.7. Остатки флюсов

Роль остатков активаторов в увеличении поверхностной проводимости в условиях повышенной влажности несомненна. Сомнительна только роль остатков канифоли. При каких условиях они могут создать проводимость?

Почему и при каких условиях зарубежные руководства и российские стандарты разрешают их остатки на поверхности монтажных узлов?

Чтобы ответить на эти вопросы, нужно учесть лишь то обстоятельство, что одно из назначений флюсов — растворение поверхностных окислов и загрязнений. После пайки твердые или вязкие растворы окислов остаются в зоне пайки и, если потом используется влагозащитное покрытие, провоцируют осмотические процессы отслоения и пузырения лаковой пленки.

Когда в качестве активаторов используют органические кислоты, возникает определенная опасность того, что оставшиеся на поверхности плат не до конца отмытые их остатки при взаимодействии с влагой могут ионизироваться. Это приводит к ухудшению электроизоляционных свойств и даже к электрохимическим процессам отказа изоляции.

Традиционно в качестве флюса используются не сухая канифоль, а ее спиртовые растворы. И в этом состоянии она химически активна. Ее главный компонент — абиетиновая кислота — в спиртовом растворе способен растворять окислы металлов с образованием комплексных соединений. Сухая канифоль имеет нейтральную некоррозионную среду, но ее спиртовые растворы имеют коррозионную агрессивность, проявляющую себя, в частности, в контакте с медью. Продукты коррозии металлов в растворах канифоли имеют характерный для них цвет. Например, продукты коррозии меди имеют зеленый цвет, обусловленный наличием ионов меди в ее соединении с абиетиновой кислотой. Раствор канифоли, как правило, накапливаются в капиллярных полостях (например, под изоляционной оболочкой проводов) и герметизируются там высыхающей пленкой флюса на выходе из капилляра. Коррозия проводов в среде флюса уменьшает их сечение, что существенно для тонких проводов.

Растворяя окислы, канифоль образует с ними соединения, называемые резинатами. Они приобретают характерный для растворенных окислов цвет. Например, резинат меди имеет голубой цвет. В холодном состоянии резинаты малоактивны, но при нагреве могут проявлять коррозионную агрессивность. Поэтому отмывка узлов после пайки — обязательная процедура для технологического обеспечения надежности изделий, работающих в экстремальных условиях.

За счет содержания спирта композиция канифоли в условиях даже умеренного увлажнения приобретает способность к гидролизу (омылению). Продукты гидролиза тоже создают проводимость. Последствия гидролиза остатков канифоли наблюдаются в виде белесого налета на поверхности плохо отмытого монтажного узла. Нужно отметить, что сухие остатки канифоли гидрофобны и не поддаются гидролизу, белесость проявляется именно на недостаточно отмытых от канифоли участках платы.

Если платы покрывают электроизоляционным лаком, остатки канифоли (тем более активаторов), продуктов ее гидролиза и другие загрязнения в условиях увлажнения приводят к осмотическим явлениям, завершающимся отслоением и пузырением лакового покрытия. Пузыри оказываются наполненными влагой и создают канал проводимости изоляции (рис. 3.2).

Рис. 3.2. Осмос. Растворы загрязнений под пленкой лака создают осмотическое давление, заставляющее лак отслаиваться