Tavidlá pre mäkké spájkovanie

Tavidlá pre mäkké spájkovanie

Po zaspájkovaní by na DPS malo zostať minimum zbytkov tavidla, aby nepôsobilo rušivchemicky či elektricky, a ani vzhľadovo. Keďže ideálne tavidlo, ktoré by dokonale spĺňalo všetky tieto podmienky, nejestvuje, snažia sa výrobcovia priblížiť  k daným požiadavkám vlastnými cestami. Tak vzniklo viacero skupín a podskupín tavidiel, pričom každé z nich je viacmenej určitým kompromisom. Ich rozdelenie podľa chemického zloženia a vlastností upravuje norma DIN EN 29 454-1 viď tab.č.1.
Klasickou účinnou látkou tavidla je prírodná kolofónia /Rosin/, rozpustená v alkohole, alebo v inom rozpúšťadle. Jej účinok sa môže zvýšiť pridaním halogénových, alebo iných aktivátorov.
Inokedy je základnou zložkou tavidla nekolofóniová živica /Resin/, alebo iné substancie.
Pri izbovej teplote sú tavidlá neúčinné, pre svoju aktivitu potrebujú vyššiu teplotu a určitý čas, čo im treba v spájkovacom procese dopriať.  Počas spájkovania sa väčšia časť tavidla odparí, ale určité zbytky na DPS vždy zostanú, závisí to na ich charaktere a konzistencii. Nebezpečné môžu byť zbytky agresívnejších tavidlel, ktoré sú často hygroskopické  a po príjme vlhkosti zo vzduchu sa chovajú korozívne.
Zbytky tzv. bezoplachových tavidiel sa chovajú neutrálne ,  tvoria nepatrný priehľadný povlak, takže väčšinou  ich možno na DPS ponechať. Najdôležitejším kritériom ich vlastností je tzv. SIR – test / Surface Insulation resistance/, t.j. test povrchového izolačného odporu. Test sa robí podľa normy IEC 61189-5 a jeho povolená  hodnota je min. 100 MΩ.
 

Typ tavidla Základ Aktivátor Forma
  1 Kolofónia 1 Bez aktivátora  
1 Kolofónia      
(ROSIN) 2 Bez kolofónie   A Tekutá
    2 S halogénmi  
2 Nekolofónne 1 Vodou rozpustný    
organické živice 2 Vodou nerozpustný 3 Bez halogénov  
    1 Chlorid amónny  
  1 Soli 2 Bez chloridu amónneho B Pevná
3 Anorganické   1 Kyselina fosforečná  
  2 Kyseliny 2 Iné kyseliny C Pasta
    1 Amíny a/alebo  
  3 Zásady Amoniak  

Tab.č.1 – Rozdelenie a označovanie tavidleil podľa DIN EN 29 454-1. Napr. 1.1.2.B značí: Tavidlo z prírodnej živice, kolófóniové, aktivované halgénmi, v pevnej forme.


Ešte podrobnejší popis tavidiel podľa ich zloženia , účinnosti a korozívneho pôsobenia poskytuje norma DIN EN 61190-1-1, viď tab.č.2. Táto norma rozdeľuje tavidlá do 4 kategórií, podľa účinných látok: ROSIN /RO / kolofónia, RESIN /RE/ - nekolofóniová organická živica, ORGANIC /OR/ - organická látka, INORGANIC /IN/ - anorganická látka.
Každá kategória je ďalej rozdelená do 6 skupín, podľa, úrovne aktivity zbytkov tavidla, pričom norma presne predpisuje testy, ktoré ju určujú. Úrovne aktivity sú tri: L-Low, alebo neaktívne zbytky, M- Moderate, alebo stredne aktívne zbytky a H – High, alebo vysoká aktivita zbytkov.
Každá z troch úrovní aktivity je ďalej doplnená číslicami 0 alebo 1. 0 znamená, že ide o bezhalogenidové tavidlo, 1 značí tavidlo s halogénmi. Výsledný popis je v poslednom stĺpci.
 

TYP TAVIDLA MIERA AKTIVITY OBSAH PRÍTOMNOSŤ POPIS TAVIDLA
    HALOGÉNOV HALOGÉNOV  
  NÍZKA <0,05% L0 ROL0
    <0,5% L1 ROL1
KOLOFÓNIA STREDNÁ <0,05% M0 ROM0
(ROSIN)   0,5-2,0% M1 ROM1
  VYSOKÁ <0,05% H0 ROH0
    >2,0% H1 ROH1
  NÍZKA <0,05% L0 REL0
    <0,5% L1 REL1
NEKOLOFÓNIOVÉ STREDNÁ <0,05% M0 REM0
(RESIN)   0,5-2,0% M1 REM1
  VYSOKÁ <0,05% H0 REH0
    >2,0% H1 REH1
  NÍZKA <0,05% L0 ORL0
    <0,5% L1 ORL1
ORGANICKÉ STREDNÁ <0,05% M0 ORM0
(ORGANIC)   0,5-2,0% M1 ORM1
  VYSOKÁ <0,05% H0 ORH0
    >2,0% H1 ORH1
  NÍZKA <0,05% L0 INL0
    <0,5% L1 INL1
ANORGANICKÉ STREDNÁ <0,05% M0 INM0
(INORGANIC)   0,5-2,0% M1 INM1
  VYSOKÁ <0,05% H0 INH0
    >2,0% H1 INH1

 Tab.č.2: Popis tavidiel podla normy DIN EN 61190-1-1.  / J-STD-0004 /
* tavidlá s obsahom halogénov pod 0,05% /váhových/ sa považujú za bezhalogénové.

 

Okrem uvedenej normy sa v praxi ešte stále používa aj označovanie tavidiel podľa staršej normy DIN8511, ktoré má tvar F-SW-XX.
V eleketronike sa používajú tavidlá F-SW-26 až F-SW-34, pričom F-SW-26 až 28 sa považujú za mierne agresívne a doporučuje sa ich z DPS odstrániť. Tavidlá F-SW-32 až 34 sú bezoplachové.

Pre úplnosť uvádzame staršie označovanie aktivity najčastejšie používaných tavidiel na báze živíc podľa US normy MIL-F-14256:
R /Rosin/ - čistá kolofónia bez aktivátorov
WW/Water White/ - vysoko rafinovaná najčistejšia kolofónia bez aktivátorov
RMA /Rosin Mildly Acivated/ -  kolofónia obsahujúca jemnejšie aktivátory, bez halgénov.
RA /Rosin Activated/ - kolofónia silne aktivovaná, obyčajne halgénmi
OA /Organic Acid/ - kolofónia aktivovaná organickými kyselinami. Je vysoko aktívna, vysoko korozívna, vodou omývateĺná.
 

FELDER   STANNOL   Značenie podľa noriem      
          DIN EN DIN EN  
ISO – FLUX ISO – CORE KRISTALL HS/HF DIN 8511 29454 61190  
        F-SW-24 2.1.1    
        F-SW-24 2.1.3    
        F-SW-24 2.2.3    
EWL 2,5 % EWL 2,5%     F-SW-25 2.1.2 ORM1 OA
        F-SW-25 2.2.2    
        F-SW-26 1.1.2    
  EL 3% – AT/2     F-SW-26 1.1.2 ROM1 RMA
  RA 05     F-SW-26 1.1.2 ROM1 RMA
  RA 2,5%   HS 10 F-SW-26 1.1.2 ROM1 RA
  RA – AT     F-SW-27 1.1.3 ROM1 RA
    502, 511, 505   F-SW-28 1.2.2 REM1  
KOLO KOLO     F-SW-31 1.1.1 ROLO RA
EL 3,5% EL – AT/2   HF 32 F-SW-32 1.1.3 ROLO -
ELS 1% ELS 400   F-SW-33 1.2.3 RELO -
ELR 0,7% - 1% ELR     F-SW-34 2.2.3 ORLO  

Tab.č.3:  Porovnanie niektorých tavidiel podľa  medzinárodných noriem a firemných  označení. 


Na záver uvedieme pár poznámok k častým otázkam  súvisiacim s tavidlami:

Názvoslovie, popis spájok a normy

Ťažká téma, každý výrobca má vlastný systém, vlastné obchodné názvy a vlastné skratky pre  samotné  spájky, samotné tavidlá a finálne produkty - spájky s tavidlom. Porovnanie výrobkov jednotlivých firiem je problematické, oprieť sa možno len o príslušné normy, ktoré musia všetci rešpektovať a aj uvádzať. Lenže kto má čas ich čítať ?  O to viac, že pre tú istú vec často existuje paralelne  viac noriem, z ktorých má každá svoju históriu, regionálnu platnosť atd. Výrobcovia to riešia tak, že vo svojich podkladoch uvádzajú viacero noriem, a uvádzajú ich porovnávacie tabuľky.
V zásade sa na nálepke uvádzajú nasl. údaje:  Zloženie /legovanie/ spájky, jej obchodný názov, druh a obsah tavidla v %, vrátane príslušnej normy /noriem/  a zodp. skratky, napr. DIN EN 29454 – 1.1.3 B  / EN61190 – ROL0. Okrem toho je na nálepke uvedený priemer drôtu, váha balenia,  názov výrobcu a prípadne dátum výroby.

 

Tavidlá aktivované halogénmi – áno, či nie ?

Aktivácia tavidla halogénmi  slúži na zvýšenie ich účinnosti, čo v praxi znamená rýchlejšie a dôkladnejšie rozpúšťanie oxidov pri spájkovaní.  Hoci sa zbytky týchto  tavidiel za bežných podmienok chovajú neutrálne,  za pôsobenia zvýšenej teploty a vlhkosti môžu pôsobiť korozívne.