플럭스(금속)

Flux (metallurgy)
납땜용 플럭스로 사용되는 로진
전자 제품 재작업에 사용되는 플럭스 펜
플럭스 함유 다심 납땜
녹은 로진 플럭스에 담근 채 납땜으로 막 코팅된 와이어

야금학에서 플럭스(fluxus)는 화학 세정제, 유동제 또는 정제제이다.플럭스는 한 번에 두 개 이상의 기능을 가질 수 있습니다.그것들은 추출 야금 및 금속 접합에 모두 사용됩니다.

최초의 알려진 플럭스 중 일부는 탄산나트륨, 칼륨, 숯, 코크스, 붕사,[1] 석회,[2] 황화납[3], 그리고 인을 포함한 특정 미네랄이었다.철광석은 또한 구리 제련에서 플럭스로 사용되었다.이러한 물질은 다양한 기능을 수행했는데, 가장 단순한 환원제는 용융 금속 표면에 산화물이 형성되는 것을 방지하는 반면, 다른 물질은 용융 [4]금속을 긁어낼 수 있는 슬래그에 불순물을 흡수했습니다.

또한 플럭스는 알루미늄과 같은 용융 비철 금속에서 불순물을 제거하거나 티타늄과 같은 바람직한 미량 원소를 첨가하기 위해 주조 공장에서 사용됩니다.

플럭스는 세정제로서 접합되는 금속의 산화를 제거함으로써 납땜, 브레이징, 용접을 용이하게 한다.일부 용도에서는 용융 플럭스가 열전달 매체 역할을 하여 납땜 도구 또는 용융 납땜에 의한 조인트 가열이 용이합니다.

사용하다

금속 접합

고온 금속 접합 공정(용접, 브레이징 및 납땜)에서 플럭스는 상온에서는 거의 불활성이지만 고온에서는 강하게 감소하여 베이스 및 필러 재료의 산화를 방지합니다.플럭스의 역할은 일반적으로 이중적입니다. 즉, 금속 표면에 이미 존재하는 산화물을 용해하여 용융된 금속에 의해 젖기 쉽게 하고 뜨거운 표면을 코팅하여 산화를 방지함으로써 산소 장벽 역할을 합니다.

예를 들어 주석 납땜은[5] 구리에 매우 잘 부착되지만 납땜 온도에서 빠르게 형성되는 다양한 구리 산화물에는 잘 부착되지 않습니다.금속 산화물의 형성을 방지함으로써 납땜은 산화 표면에서처럼 비즈를 형성하지 않고 깨끗한 금속 표면에 부착할 수 있습니다.

납땜

금속 납땜에서 플럭스는 납땜 표면에서 산화 금속을 제거하고, 공기를 밀봉하여 더 이상의 산화를 방지하며, 혼합을 촉진함으로써 액체 [6]납땜의 습윤 특성을 개선합니다.일부 플럭스는 부식성이 있으므로 납땜 후 젖은 스폰지 또는 다른 흡수성 재료로 부품을 청소하여 손상을 방지해야 합니다.전자제품에는 [7]몇 가지 유형의 플럭스가 사용됩니다.

다양한 플럭스 유형을 정의하기 위한 많은 표준이 존재합니다.기본 표준은 J-STD-004입니다.

납땜 후 단락 또는 기타 문제를 일으킬 수 있는 이온성 또는 기타 오염물질이 있는지 확인하기 위해 ROSE 테스트를 포함한 다양한 테스트를 사용할 수 있습니다.

납땜 및 은납땜

브레이징(은색 납땜 또는 경질 납땜이라고도 함)은 연질 납땜보다 훨씬 높은 온도(때로는 850°C 이상)가 필요합니다.기존 산화물을 제거할 뿐만 아니라 고온에서 금속의 빠른 산화를 피해야 합니다.즉, 플럭스는 보다 공격적이고 물리적 [8]장벽을 제공해야 합니다.전통적으로 붕사는 납땜을 위한 플럭스로 사용되었지만, 현재는 많은 다양한 플럭스를 사용할 수 있으며, 종종 불화물[9] 및 습윤제와 같은 활성 화학 물질을 사용합니다.이러한 화학물질의 대부분은 유독성이므로 사용 시 충분한 주의를 기울여야 합니다.

제련

주요 기사: 제련 flux 플럭스

제련공정에서 무기염화물, 불소(불소석 참조), 석회석 및 기타 재료는 인 등의 화학불순물 금속을 정화하거나 용융온도에서 슬래그를 액상으로 할 목적으로 제련로 또는 큐폴라 함량에 첨가할 때 '플루시'로 지정된다.슬래그는 재, 플럭스 및 기타 불순물의 액체 혼합물입니다.온도에 따른 슬래그 점도의 감소, 제련 시 슬래그 흐름의 증가는 야금학에서 플럭스라는 단어의 기원입니다.

철과 강철로에서 가장 일반적으로 사용되는 플럭스는 석회암으로, 철과 연료에 적절한 비율로 충전됩니다.

결점

플럭스에는 몇 가지 중대한 단점이 있습니다.

  • 부식성, 대부분 활성제의 공격적인 화합물에 기인합니다. 플럭스 잔류물의 흡습 특성은 영향을 악화시킬 수 있습니다.
  • 전자 회로 기판의 테스트 접점에 축적된 절연 잔류물로 인한 테스트 장비 간섭
  • 플럭스 또는 플럭스 잔여층이 너무 두껍거나 위치가 올바르지 않은 경우 기계 비전 시스템에 간섭이 발생합니다.
  • 레이저 다이오드의 면, 커넥터와 기계 스위치의 접점, MEMS 어셈블리 등 민감한 부품의 오염
  • 납땜 온도가 기판 재료의 유리 전이 온도보다 높고 플럭스 성분(예: 글리콜, 염화물 및 브롬화물 이온)이 매트릭스로 확산될 수 있기 때문에 프린트 회로 기판의 전기적 특성 열화는 폴리에틸렌 글리콜을 포함하는 수용성 플럭스(예: 폴리에틸렌 글리콜)가 그러한[10] 영향을 미치는 것으로 입증되었다.
  • 플럭스 잔류물에 의한 고주파 회로 성능 저하
  • 재료의 부피 저항보다 최대 3계단 낮은 표면 절연 저항의 열화
  • 이온 잔류물, 표면 수분 및 바이어스 전압의 도움을 받아 인근 흔적 사이의 수염 전기화 및 성장
  • 납땜 중에 방출되는 연기는 건강에 악영향을 미치며, 가공 중에 휘발성 유기 화합물이 배출될 수 있습니다.
  • 보드의 납땜 후 세척에 필요한 용제는 비싸고 환경에 악영향을 미칠 수 있습니다.

특수한 경우에는 무속 기술을 사용할 수 있을 정도로 결점이 심각합니다.

위험들

산성 플럭스 유형(전자제품에 사용되지 않음)은 사람에게 해로운 염산, 염화 아연 또는 염화 암모늄을 포함할 수 있습니다.따라서 플럭스는 장갑과 고글을 사용하여 취급해야 하며 적절한 환기와 함께 사용해야 합니다.

납땜 중에 방출되는 로진 가스에 장기간 노출되면 민감한 개인에게 직업성 천식(이 문맥에서는 콜로포니[11] 질환이라고 함)을 일으킬 수 있습니다. 단, 가스의 어떤 성분이 [12]문제를 일으키는지는 알려져 있지 않습니다.

용융 납땜은 유기 물질에 대한 부착 경향이 낮은 반면, 용융 플럭스, 특히 수지/로신 타입의 용융 플럭스는 손가락에 잘 부착됩니다.고온의 끈적끈적한 플럭스 덩어리는 피부에 더 많은 열을 전달하고 빠르게 털어낼 수 있는 비접착성 용융 금속 입자보다 더 심각한 화상을 일으킬 수 있습니다.이 점에서 용융 플럭스는 용융 핫 글루와 유사합니다.

플럭스리스 기술

경우에 따라서는 플럭스의 존재는 바람직하지 않습니다.플럭스 트레이스는 정밀광학이나 MEMS 어셈블리와 간섭합니다.또한 플럭스 잔류물은 진공 및 공간 적용 시 기체를 방출하는 경향이 있으며, 물, 이온 및 유기 화합물의 흔적은 비밀폐 패키지의 장기적 신뢰성에 악영향을 미칠 수 있습니다.또한 플럭스 잔류물이 조인트의 대부분의 공극의 원인이 됩니다.따라서 [13]플럭스 없는 기술이 바람직하다.

납땜 및 브레이징을 성공적으로 수행하려면 재료 표면과 필러 금속 프리폼 표면 모두에서 산화층을 제거해야 하며, 노출된 표면도 가열 중에 산화로부터 보호해야 합니다.플럭스 코팅 프리폼을 사용하여 납땜 [14]공정에서 플럭스 잔류물을 완전히 제거할 수도 있습니다.

진공 또는 불활성 분위기를 사용함으로써 추가 산화에 대한 표면 보호는 비교적 간단하다.자연 산화물층을 제거하는 것은 더욱 번거로운 일입니다. 물리적 또는 화학적 세척 방법을 사용해야 하며 표면을 금 도금 등의 방법으로 보호할 수 있습니다.골드 레이어는 적절한 보관 시간에 대한 보호를 제공하기 위해 충분히 두껍고 다공성이 없어야 합니다.두꺼운 금 금속화는 또한 주석 기반 납땜이 금을 용해하고 부서지기 쉬운 금속 간 합금을 형성하여 조인트를 취약하게 만들기 때문에 납땜 합금의 선택을 제한합니다.두꺼운 금 코팅은 일반적으로 인듐 기반 납땜 및 금 [citation needed]함량이 높은 납땜에 사용하도록 제한됩니다.

납땜 프리폼에서 산화물을 제거하는 것도 귀찮습니다.다행히 일부 합금은 녹는점보다 몇 도 높게 과열될 때 표면 산화물을 대량으로 용해할 수 있습니다. Sn-Cu1 및 Sn-Ag는4 18–19°C의 과열, Sn-Sb는5 10°C만 필요로 하지만 Sn-Pb37 합금은 [citation needed]녹는점보다 77°C가 더 높아야 녹을 수 있습니다.그러나 자체 용해된 산화물은 땜납의 특성을 저하시키고 용해된 상태에서 점도를 증가시키므로 이 방법은 최적이지 않습니다.

납땜 프리폼은 형성되는 산화물의 양을 제한하기 때문에 부피 대 표면비가 높은 것이 바람직하다.페이스트는 부드러운 구형 입자를 포함해야 하며, 프리폼은 둥근 와이어로 이상적으로 만들어집니다.프리폼의[which?] 문제는 예를 [citation needed]들어 화학적 또는 전기화학적 방법으로 납땜 합금을 부품 또는 기판의 표면에 직접 부착함으로써 피할 수 있습니다.

화학적으로 환원되는 보호 분위기는 경우에 따라서는 유익할 수 있다.분자 수소는 430°C 및 470°C 이상의 온도에서 주석 및 인듐의 표면 산화물을 감소시키는 데 사용할 수 있습니다. 아연의 경우 온도가 500°C 이상이며 아연이 이미 휘발되고 있습니다. (저온에서는 반응 속도가 너무 느려 실제 적용에 적합하지 않습니다.)반응이 [citation needed]진행되려면 산소와 수증기의 매우 낮은 부분 압력이 달성되어야 합니다.

다른 반응성 대기도 사용되고 있습니다.포름산과 아세트산의 증기가 가장 일반적으로 사용된다.일산화탄소 및 할로겐 가스(예: 사불화탄소, 육불화황 또는 디클로로디플루오로메탄)가 [citation needed]효과를 발휘하려면 몇 분간 상당히 높은 온도가 필요합니다.

원자 수소는 분자 수소보다 훨씬 더 반응적이다.표면 산화물과 접촉하면 납땜 온도에서 휘발성이 있는 수산화물, 물 또는 수소화 복합체를 형성합니다.가장 실용적인 해리 방법은 아마도 [ambiguous]방전일 것이다.수소 농도가 낮은 인화성 한계 미만인 아르곤-수소 가스 조성물을 사용할 수 있어 안전상의 문제를 제거할 수 있습니다.대기압에서 원자수소의 안정성이 불충분하기 때문에 저압에서 작업을 수행해야 한다.이러한 수소 플라즈마는 무속 리플로 [citation needed]납땜에 사용할 수 있습니다.

활성 대기는 용해로 브레이징에서 비교적 흔합니다. 높은 공정 온도 때문에 반응이 상당히 빠릅니다.활성 성분은 보통 일산화탄소(연소 연료 가스 형태일 수 있음)와 수소입니다.암모니아의 열해리는 수소와 [citation needed]질소의 값싼 혼합물을 만들어낸다.

원자 입자 빔에 의한 충격은 분당 수십 나노미터의 속도로 표면층을 제거할 수 있습니다.플라즈마에[which?] 수소를 첨가하면 화학적 [citation needed]메커니즘에 의한 제거 효율이 높아집니다.

기계적 교반도 산화층을 교란시킬 수 있는 또 다른 가능성이다.초음파는 주석 도금 및 납땜을 보조하기 위해 사용할 수 있으며 초음파 변환기는 납땜철, 납땜욕 또는 파형 납땜에 장착할 수 있다.산화물 파괴 및 제거에는 용융 납땜과 모재 표면 사이의 캐비테이션 효과가 포함됩니다.초음파 플럭싱의 일반적인 용도는 수동 부품의 주석 도금입니다(활성 부품은 관련된 기계적 응력에 잘 대처하지 못합니다). 알루미늄도 이러한 방식으로 주석 도금이 가능합니다.그런 다음 부품을 납땜하거나 [citation needed]납땜할 수 있습니다.

가열된 표면을 용융 납땜으로 기계적으로 문지르면 표면을 코팅할 수 있다.접합할 두 표면은 이 방법으로 준비한 다음 함께 놓고 다시 가열할 수 있습니다.이 기술은 이전에는 알루미늄 항공기 표면의 [citation needed]작은 손상을 수리하는 데 사용되었습니다.

알루미늄 부품의 접합에는 매우 얇은 아연을 사용할 수 있습니다.부품은 필러 금속의 부피가 작기 때문에 완벽하게 가공하거나 함께 눌러야 합니다.고온을 장시간 가하면 아연은 이음새에서 확산됩니다.결과적으로 발생하는 조인트는 기계적 약점을 나타내지 않으며 내식성이 있습니다.이 기술은 확산 [citation needed]납땜이라고 알려져 있습니다.

구리 합금의 무속 납땜은 자가 플루싱 필러 금속으로 할 수 있다.이러한 금속에는 산소와 반응할 수 있는 원소, 보통 인이 포함되어 있습니다.좋은 예는 구리-인 [citation needed]합금 계열입니다.

특성.

플럭스에는 몇 가지 중요한 특성이 있습니다.

  • 활동 – 금속 표면의 기존 산화물을 용해하고 납땜으로 습윤을 촉진하는 능력활성도가 높은 플럭스는 성질이 산성 또는 부식성인 경우가 많습니다.
  • 부식성 – 플럭스 및 잔류물에 의한 부식 촉진.대부분의 활성 플럭스는 상온에서 부식되기 쉬우므로 신중하게 제거해야 합니다.활성과 부식성은 연결되어 있으므로 접합할 표면을 준비할 때 보다 부드러운 플럭스를 사용할 수 있어야 합니다.일부 수용성 플럭스 잔류물은 흡습성이 있어 전기 저항 문제를 일으키고 부식의 원인이 됩니다.할로겐화물과 미네랄산이 함유된 플럭스는 부식성이 매우 높으므로 철저한 제거가 필요합니다.일부 플럭스(특히 브레이징에 사용되는 붕사를 기반으로 하는 플럭스)는 제거가 어려운 매우 단단한 유리 같은 코팅을 형성합니다.
  • 청결성 – 납땜 작업 후 플럭스 및 잔류물의 제거가 어렵습니다.고형물 함량이 높은 플럭스는 더 많은 양의 잔류물을 남기는 경향이 있습니다. 일부 차량의 열 분해는 세척이 어렵고 중합되며 심지어 검게 그을린 퇴적물(특히 손 납땜의 문제)이 형성될 수도 있습니다.일부 플럭스 잔류물은 유기 용제에 녹고, 다른 잔류물은 물에 녹으며, 일부는 둘 다에 녹습니다.일부 플럭스는 충분히 휘발성이 있거나 휘발성 제품으로 열분해되므로 세척 단계가 필요하지 않습니다.다른 플럭스는 비부식성 잔류물을 남겨둘 수 있습니다.그러나 플럭스 잔류물은 후속 작동을 방해할 수 있다. 즉, 컨포멀 코팅의 접착력을 손상시키거나 테스트 장비용 커넥터 및 접촉 패드에 바람직하지 않은 절연재로 작용할 수 있다.
  • 잔류물 택 – 플럭스 잔류물 표면의 접착성.제거하지 않을 경우 플럭스 잔류물의 표면이 매끄럽고 단단해야 합니다.점착된 표면은 먼지와 미립자가 쌓이는 경향이 있으며, 이는 전기 저항 문제를 야기합니다. 입자 자체가 전도성이거나 흡습성 또는 부식성이 있을 수 있습니다.
  • 휘발성 – 예열 단계에서 용제를 쉽게 제거할 수 있도록 이 특성이 균형을 이루어야 하지만 프로세스 장비에 용제를 너무 자주 보충할 필요는 없습니다.
  • 점성 – 특히 솔더 페이스트에 중요합니다.솔더 페이스트는 도포하기 쉬우면서도 바람직하지 않은 장소에 퍼지지 않고 제자리걸음을 할 수 있을 정도로 두꺼워야 합니다.납땜 페이스트는 납땜 전과 납땜 중에 전자 부품을 제자리에 유지하기 위한 임시 접착제 역할을 할 수도 있습니다.예를 들어 폼에 의해 도포된 플럭스는 낮은 점도를 필요로 합니다.
  • 가연성 – 특히 글리콜 기반 차량 및 유기 용제에 적합합니다.플럭스 증기는 자동 점화 온도가 낮은 경향이 있으며 플럭스가 뜨거운 표면에 접촉할 경우 순간적으로 화재가 발생할 위험이 있습니다.
  • 고체 – 플럭스 중 고체 물질의 비율.고체가 낮은 플럭스(때로는 1~2%)를 저고체 플럭스, 저잔류 플럭스 또는 청정 플럭스라고 합니다.그것들은 종종 소량의 로진이나 다른 수지를 첨가하여 약한 유기산으로 구성되어 있다.
  • 전도성 – 일부 플럭스는 올바르게 청소하지 않으면 납땜 후에도 전도성을 유지하므로 임피던스가 높은 회로에서 무작위 오작동이 발생합니다.플럭스의 종류에 따라 이러한 문제가 발생하기 쉽습니다.

구성.

금속 접합용 플럭스

플럭스의 구성은 기본 금속과 표면 준비(표면 산화물의 성분과 두께를 결정함), 납땜(습윤 특성과 납땜 온도를 결정함), 내식성 및 제거 용이성 등 필요한 특성에 맞게 조정됩니다.

부드러운 납땜을 위한 플럭스는 일반적으로 유기성이지만, 일반적으로 할로겐화물 또는 산을 기반으로 하는 무기 플럭스는 비전자적 용도에도 사용됩니다.납땜용 플럭스는 상당히 높은 온도에서 작동하므로 대부분 무기질입니다. 유기 화합물은 보충적인 성질을 띠는 경향이 있습니다. 예를 들어 플럭스를 저온에서 끈적끈적한 상태로 만들어 쉽게 도포할 수 있습니다.

주석 기반 납땜의 표면은 주로 주석 산화물로 코팅되어 있습니다. 합금의 경우에도 표면층은 주석으로 상대적으로 농축되는 경향이 있습니다.인듐 및 아연 기반 납땜용 플럭스는 납땜 온도와 관련된 산화물의 화학 작용이 다르기 때문에 일반 주석 납땜 및 주석 기반 납땜용 플럭스와는 다른 조성을 가집니다.

유기 플럭스는 납땜의 흐름을 손상시키는 경향이 있기 때문에 화염 납땜 및 화염 납땜에는 적합하지 않습니다.

일부 금속은 공기 중에 "납땜 불가"로 분류되며 납땜 전에 다른 금속으로 코팅하거나 특수 플럭스 또는 보호 분위기를 사용해야 합니다.이러한 금속은 베릴륨, 크롬, 마그네슘, 티타늄 및 일부 알루미늄 합금입니다.

고온 납땜용 플럭스는 저온에서 사용하는 플럭스와 다릅니다.고온에서는 비교적 약한 화학 물질이라도 충분한 산화물 파괴 활성이 있지만 금속 산화율은 상당히 높아집니다. 따라서 차량의 장벽 기능이 플럭싱 활동보다 더 중요합니다.이 용도에는 고분자량 탄화수소가 자주 사용됩니다. 일반적으로 예열 단계에서 비등하는 저분자량의 희석제가 [15]도포에 도움이 됩니다.

일반적인 플럭스는 구리 및 주석 납땜을 위한 염화암모늄 또는 수지산(로진 함유), 아연도금철(및 기타 아연 표면) 납땜을 위한 염산 및 염화아연, 납땜, 납땜용 철금속 및 단조용접용 붕사 등이다.

유기 플럭스

유기 플럭스는 일반적으로 다음 4가지 [16]주요 요소로 구성됩니다.

  • 활성제 – 금속 산화물을 교란/분해하는 화학 물질.산화되지 않고 쉽게 젖을 수 있는 금속 표면을 노출시키는 역할을 하며, 예를 들어 기본 금속과의 교환 반응을 통해 납땜을 돕는 역할을 합니다.
    • 고활성 플럭스에는 상온에서 부식성이 있는 화학 물질이 포함되어 있습니다.사용되는 화합물에는 금속 할로겐화물(대부분 염화 아연 또는 염화 암모늄), 염산, 인산, 구연산, 그리고 브롬산이 포함됩니다.미네랄산염과 아민도 공격적인 활성제로 사용된다.공격적인 플럭스는 일반적으로 부식을 촉진하고, 세심한 제거가 필요하며, 미세한 작업에는 적합하지 않습니다.알루미늄 납땜 및 납땜용 플럭스용 활성제에는 불소가 함유되어 있는 경우가 많습니다.
    • 약한 활성제는 높은 온도에서만 산화물과 반응하기 시작합니다.사용되는 대표적인 화합물은 카르본산(예: 지방산(대부분 올레산 및 스테아린산), 디카르본산), 그리고 때로는 아미노산이다.일부 순한 플럭스에는 할로겐화물 또는 유기 할로겐화물도 포함되어 있습니다.
  • 차량 – 비휘발성 액체 또는 적절한 녹는점이 있는 고체 형태의 고온 내구성 화학 물질. 일반적으로 납땜 온도에서 액체입니다.산소 장벽의 역할은 뜨거운 금속 표면을 산화로부터 보호하고 활성제와 산화물의 반응 생성물을 용해하여 금속 표면에서 멀리 운반하고 열 전달을 촉진하는 것입니다.고체 차량은 천연 또는 변형된 로진(주로 아비에트산, 피마르산 및 기타 수지산) 또는 천연 또는 합성 수지를 기반으로 하는 경향이 있습니다.수용성 유기 플럭스는 고 끓는 폴리올(글리콜, 디에틸렌 글리콜 및 더 높은 폴리글리콜, 폴리글리콜 기반 계면활성제 및 글리세롤)을 기반으로 하는 매개체를 포함하는 경향이 있다.
  • 솔벤트 – 조인트 가공 및 증착을 용이하게 하기 위해 첨가됩니다.솔벤트는 일반적으로 솔더링 작업 전 예열 중에 건조됩니다. 불완전한 솔더 제거로 인해 솔더 페이스트 입자 또는 용융 솔더가 비등하거나 튀어 나올 수 있습니다.
  • 첨가물 – 플럭스 특성을 수정하는 수많은 다른 화학 물질.첨가제는 계면활성제(특히 비이온성), 부식억제제, 안정제 및 항산화제, 택시퍼, 증점제 및 기타 레올로지 수식제(특히 솔더 페이스트용), 가소제(특히 플럭스 코어 솔더용) 및 염료가 될 수 있다.

무기 플럭스

무기 플럭스는 유기 플럭스와 동일한 역할을 하는 성분을 포함한다.유기 플럭스의 열 안정성이 부족한 납땜 및 기타 고온 용도에 더 자주 사용됩니다.흔히 사용되는 화학물질은 차량과 활성제 역할을 동시에 수행합니다. 대표적인 예로는 붕사, 붕산염, 불소화물, 염화물 등이 있습니다.할로겐화물은 붕산염보다 낮은 온도에서 활성하므로 알루미늄 및 마그네슘 합금의 납땜에 사용되지만 부식성이 매우 높습니다.

액티베이터의 동작

활성제의 역할은 주로 금속 표면(및 용융 땜납)의 산화층을 파괴하고 제거하는 것으로, 용융 땜납과 금속 사이의 직접적인 접촉을 촉진합니다.반응 생성물은 보통 용해된 차량에서 용해되거나 적어도 분산될 수 있습니다.활성제는 일반적으로 높은 온도에서 산을 방출하는 산 또는 화합물이다.

산화물 제거의 일반적인 반응은 다음과 같습니다.

금속 산화물 + 산성 → 소금 + 물

소금은 본질적으로 이온성이며 금속 침출 또는 수상돌기 성장으로 인해 문제가 발생할 수 있으며 제품 고장 가능성이 있습니다.경우에 따라서는, 특히 신뢰성이 높은 애플리케이션의 경우, 플럭스 잔류물을 제거해야 합니다.

활성제의 활성은 일반적으로 온도와 함께 증가하며, 열분해 또는 과도한 휘발성으로 인해 활동이 중단되는 특정 값까지 증가합니다.그러나 금속의 산화율은 온도와 함께 증가한다.

고온에서 산화구리는 수용성 및 기계적으로 약한 염화구리에 대해 염화수소와 반응하고 용해된 로진에 용해된 구리 및 아비에틴산의 소금에 대해 염화와 반응한다.

일부 활성제에는 기본 금속과 교환 반응할 수 있는 금속 이온이 포함되어 있을 수도 있습니다. 이러한 플럭스는 노출된 기본 금속에 납땜하기 쉬운 금속의 얇은 층을 화학적으로 퇴적시킴으로써 납땜에 도움이 됩니다.예를 들어 아연, 주석 또는 카드뮴 화합물(일반적으로 염화물, 때로는 불화물 또는 불소산염)을 포함하는 플럭스 그룹이 있습니다.

무기활성제

일반적으로 고활성 활성제는 미네랄산으로 할로겐화물, 아민, 물 또는 알코올과 함께 사용됩니다.

무기산은 실온에서도 금속에 매우 부식성이 높기 때문에 보관, 취급 및 도포 시 문제가 발생합니다.납땜은 고온을 수반하기 때문에 산을 제품으로 하여 분해 또는 반응하는 화합물이 자주 사용됩니다.

로진 플럭스

로진 코어가 있는 전기 납땜. 납땜 와이어의 절단 단부에 검은 점으로 표시됩니다.

수지 플럭스와 로진 플럭스라는 용어는 모호하고 어느 정도 상호 호환성이 있으며, 공급업체마다 서로 다른 할당 방식을 사용합니다.일반적으로 플럭스의 기반이 되는 물질이 주로 천연 로진인 경우 플럭스는 로진이라고 라벨이 부착됩니다.일부 제조사는 로진(R, RMA 및 RA 조성물)에 기초한 군용 플럭스에 대해 "로신" 명칭을 예약하고 다른 제조사는 "수지"로 표기합니다.

로진은 플럭스 특성이 좋다.유기산(주로 아비에트산, 피마르산, 이소피마르산, 네오아비에트산, 디히드로아비에트산 및 디히드로아비에트산)의 혼합물로, 상온에서는 사실상 비반응성, 액체, 이온성 및 용융상태에서는 금속산화물에 대해 경미하게 반응하는 유리 상태의 고체이다.로진은 60~70°C 사이에서 부드러워지는 경향이 있으며 약 120°C에서 완전히 유동적입니다. 용융 로진은 약산성이며 추가 첨가물 없이 구리로부터 표면 산화물의 얇은 층을 녹일 수 있습니다.표면 오염이 심하거나 공정 속도가 향상될 경우, 추가 활성제를 추가할 수 있습니다.

로진에는 몇 가지 액티베이터 그룹이 있습니다.

로진에는 세 가지 종류가 있습니다: 검로진(소나무 올레오레진), 우드 로진(나무 그루터기 추출에 의해 얻어지는), 키 큰 오일 로진(크래프트 페이퍼 공정의 부산물인 키 큰 기름에서 얻어지는 것).고무 로진은 나무 로진보다 냄새가 부드럽고 용액에서 결정되는 경향이 낮기 때문에 플럭스 적용에 선호됩니다.키 큰 오일 로진은 열 안정성이 높기 때문에 사용이 증가하여 불용성 열분해 잔류물이 형성되는 경향이 낮습니다.로진의 성분과 품질은 나무의 종류, 위치, 심지어 연도에 따라 다릅니다.유럽에서는 플럭스용 로진을 보통 특정 유형의 포르투갈 소나무에서 얻으며, 미국에서는 노스캐롤라이나 변종이 사용됩니다.[17]

천연 로진은 그대로 사용하거나 에스테르화, 중합 또는 수소화 등의 방법으로 화학적으로 변형될 수 있습니다.변경되는 특성은 열 안정성 향상, 세척성 향상, 용액의 점도 변경 및 경질 잔류물(반대로 부드럽고 끈적끈적한 잔류물)입니다.에톡실화 로진아민, 폴리글리콜 및 아민 부가물을 형성함으로써 수용성 로진 플럭스로도 전환할 수 있다.

초기 플럭스 중 하나는 동일한 양의 로진과 바셀린을 혼합한 것이었다.더 공격적인 초기 구성은 염화 아연, 알코올, 글리세롤의 [18]포화 용액 혼합이었다.

플럭스는 합성수지에서도 제조할 수 있으며, 종종 폴리올과 지방산에스테르를 기반으로 합니다.이러한 수지는 흄 냄새를 개선하고 잔류물을 감소시키지만, 플럭싱 활성과 용해성은 천연 수지보다 떨어지는 경향이 있다.

로진 플럭스 등급

로진 플럭스는 활성 등급에 따라 L은 낮은 수준, M은 중간 수준, H는 높은 수준 등으로 분류됩니다.다른 로진 플럭스 [17][19]등급에 대한 다른 약어도 있습니다.

  • R(로진) – 순수 로진, 활성제 없음, 활성도가 낮음, 가장 연함
  • WW(Water-White) – 순수 로진 등급, 활성제 없음, 저활성, 때로는 R과 동의어
  • RMA(Rosin Light Activated) - 보통 할로겐화물이 없는 가벼운 활성제 함유
  • RA(Rosin Activated) – 강력한 활성제를 가진 로진, 고활성 할로겐화물 함유
  • OA(유기산) – 유기산으로 활성화된 로진, 고활성, 부식성, 수성 세척
  • SA(합성활성화) – 강력한 합성활성제를 가진 로진, 고활성. 세척을 용이하게 하기 위해 유기용제(클로로플루오로카본, 알코올)에 쉽게 용해되도록 제조됨
  • WS(수용성) – 보통 무기 또는 유기 할로겐화물 기반, 부식성이 높은 잔류물
  • 매우 강한 활성기는 매우 높은 활동을 SRA(Superactivated rosin)– 콜로포늄
  • IA(무기질 아미노산)– 로진 무기 산(보통 염산이나 인산), 높은 활동, 높은 부식성이 활성화.

R, WW, RMA 등급은 쉽게 세척할 수 없거나 부식 위험이 너무 높은 조인트에 사용됩니다.보다 활동적인 등급은 잔류물을 철저히 청소해야 합니다.부적절한 세척은 실제로 플럭스 잔류물에서 갇힌 활성제를 방출하여 부식을 악화시킬 수 있습니다.

특수 플럭스

특정 금속 납땜용 플럭스

납땜이 매우 어려운 재료도 있습니다.경우에 따라서는 특수 플럭스를 사용해야 합니다.

알루미늄 및 그 합금

알루미늄 및 알루미늄 합금은 산화알루미늄의 부동층을 형성하기 때문에 납땜이 어렵습니다.플럭스는 이 층을 파괴하고 납땜에 의한 습윤을 촉진할 수 있어야 합니다.일부 금속의 소금 또는 유기 복합체를 사용할 수 있습니다. 소금은 산화층의 [citation needed]균열을 통과할 수 있어야 합니다.알루미늄보다 고귀한 금속 이온은 산화 환원 반응을 거쳐 알루미늄 표면층을 녹여 퇴적물을 형성합니다.다른 금속의 중간층은 납땜으로 적셔질 수 있습니다.

이러한 플럭스의 예로는 트리에탄올아민, 불소산 및 불소산 카드뮴이 있다.그러나 산화마그네슘층이 내화성이 높기 때문에 합금 중 마그네슘이 1%를 넘으면 플럭스 작용이 저하됩니다.또 다른 가능성은 염화아연 또는 주석으로 이루어진 무기 플럭스이다.II) 염화물,[20] 염화암모늄 및 플루오르화물(예를 들어 플루오르화나트륨)합금에 실리콘이 있으면 알루미늄이 교환 반응을 일으키지 않기 때문에 플럭스 효과가 저하됩니다.

마그네슘 합금

마그네슘 합금.이들 합금을 저온에서 납땜하기 위한 추정 플럭스는 용융 아세트아미드이다.아세트아미드는 알루미늄과 마그네슘 모두에서 표면 산화물을 용해합니다.[citation needed] 마그네슘에 주석 인듐 납땜을 위한 플럭스로서 사용될 가능성이 있는 실험이 수행되었습니다.

스테인리스강

스테인리스강은 안정된 자가 치유 표면 산화층과 낮은 열 전도율 때문에 납땜이 어려운 재료입니다.염산에 함유된 염화아연 용액은 스테인리스강의 일반적인 플럭스이지만, 피팅 부식의 원인이 되므로 나중에 완전히 제거해야 합니다.또 다른 매우 효과적인 플럭스는 인산입니다. 그러나 높은 온도에서 중합하는 경향이 인산의 용도를 제한합니다.

고온 부식 시 플럭스로서의 금속염

뜨거운 부식은 염분이 많은 환경(예: 바다 근처)에서 작동하는 가스 터빈에 영향을 미칠 수 있습니다.염화물 및 황산염을 포함한 소금은 터빈에 의해 흡수되어 엔진의 뜨거운 부분에 축적됩니다. 연료에 존재하는 다른 요소들도 염분을 형성합니다(예: 바나듐산염).엔진의 열은 이러한 염분을 녹여 엔진의 금속 구성 요소에 있는 부동산화물층을 유동시켜 부식을 가속화할 수 있습니다.

플럭스 목록

플럭스 회수

수중 아크 용접 공정에서 모든 플럭스가 슬래그로 바뀌는 것은 아닙니다.용접 공정에 따라 플럭스의 50%~90%를 [22]재사용할 수 있습니다.

표준

납땜 플럭스는 몇 가지 표준에 따라 지정됩니다.

ISO 9454-1 및 DIN EN 29454-1

유럽에서 가장 일반적인 표준은 ISO 9454-1([23]DIN EN 29454-1이라고도 함)입니다.

이 표준은 플럭스 타입, 베이스, 액티베이터, 폼의 4글자 코드로 각 플럭스를 규정합니다.그 형식은 생략되는 경우가 많다.

플럭스 타입 기초 액티베이터 형태
1 수지
  • 1 액티베이터 없음
  • 2 할로겐화물활성화제
  • 3 비할로겐화물활성화제
  • 액상
  • B 솔리드
  • C 페이스트
2 유기농
  • 1 수용성
  • 2 불용성
3 무기질
  • 소금 1개
  • 2 산
  • 3 알칼리성

따라서 1.1.2는 할로겐화물이 함유된 로진 플럭스를 의미한다.

DIN 8511

구형 독일 DIN 8511 사양은 여전히 가게에서 자주 사용되고 있습니다.아래 표에서 DIN 8511 코드와 ISO 9454-1 코드 간의 대응은 일대일이 아닙니다.

잔류물 DIN 8511 ISO 9454-1 묘사
부식성이 강하다 F-SW-11 3.2.2 인산 이외의 무기산
부식성이 강하다 F-SW-12 3.1.1 염화 암모늄
부식성이 강하다 F-SW-13 3.2.1 인산
약한 부식성 F-SW-21 3.1.1 염화 암모늄
약한 부식성 F-SW-22 3.1.2 염화암모늄이 없는 무기염
약한 부식성 F-SW-23 2.1.3 할로겐화물이 없는 유기 수용성
약한 부식성 F-SW-23 2.2.1 활성제가 없는 유기수 불용성
약한 부식성 F-SW-23 2.2.3 할로겐화물 없이 불용성 유기물
약한 부식성 F-SW-24 2.1.1 활성제가 없는 유기 수용성
약한 부식성 F-SW-24 2.1.3 할로겐화물이 없는 유기 수용성
약한 부식성 F-SW-24 2.2.3 할로겐화물 없이 불용성 유기물
약한 부식성 F-SW-25 2.1.2 할로겐화물에 녹는 유기 수용성
약한 부식성 F-SW-25 2.2.2 할로겐화물과 용해되지 않는 유기수
약한 부식성 F-SW-26 1.1.2 할로겐화 로진
약한 부식성 F-SW-27 1.1.3 할로겐화물 미포함 로진
약한 부식성 F-SW-28 1.2.2 할로겐화물 함유 로진 프리 수지
비부식성 F-SW-31 1.1.1 활성제가 없는 로진
비부식성 F-SW-32 1.1.3 할로겐화물 미포함 로진
비부식성 F-SW-33 1.2.3 할로겐화물 미사용 로진프리 수지
비부식성 F-SW-34 2.2.3 할로겐화물 없이 불용성 유기물

J-STD-004

(예를 들어 미국에서) 점점 더 많이 사용되는 표준 중 하나가 J-STD-004입니다.DIN EN 61190-1-1과 매우 유사합니다.

4글자(2글자, 1글자, 마지막 숫자)는 플럭스 조성, 플럭스 활성 및 활성제에 할로겐화물이 [24]포함되어 있는지 여부를 나타냅니다.

  • 처음 두 글자: 베이스
    • RO: 로진
    • RE: 수지
    • OR: 유기농
    • 입력: 무기질
  • 세 번째 글자:액티비티
    • L: 낮음
    • 중간 정도
    • H: 높음
  • 수: 할로겐화물 함량
    • 0: 중량 0.05% 미만 ('할라이드 프리')
    • 1: 할로겐화물 함량은 액티비티에 따라 다릅니다.
      • 저활성일 경우 0.5% 미만
      • 중간 정도의 액티비티에서는 0.5~2.0%
      • 2.0% 이상(고활성)

ROL0, REM1 또는 ORH0 등 어떤 조합도 가능합니다.

J-STD-004는 표면 절연 저항(SIR) 및 전기 색소화 관점에서 잔류물의 신뢰성에 의해 플럭스를 특징짓습니다.여기에는 전자화 및 표면 절연 저항 테스트가 포함됩니다(DC 바이어스가 적용된 고온 및 습도 상승 후 168시간 후 100MΩ 이상이어야 함).

MIL-F-14256 및 QQ-S-571

기존 MIL-F-14256 및 QQ-S-571 표준은 플럭스를 다음과 같이 정의했습니다.

R (로신)
RMA (로신이 약간 활성화됨)
RA (로신 활성화)
WS (수용성)

이러한 범주 중 하나는 선택한 화학 성분과 제조사가 요구하는 표준에 따라 깨끗하지 않거나 깨끗하지 않을 수 있습니다.

「 」를 참조해 주세요.

레퍼런스

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외부 링크

Wikimedia Commons에는 납땜 플럭스와 관련된 미디어가 있습니다.
Wikisource는 1911년 브리태니커 백과사전 기사 Flux의 텍스트를 가지고 있다.