Горячие коктейли для электроники
Рис. 1 Колба + плитка + проволока = самодельная «пароварка» для печатных узлов.
Для работы нужны специальные технологические жидкости с фиксированной температурой кипения в 200, 215, 230, 240 °С. Эти жидкости от «недружественных» производителей приходится импортировать и поэтому опять обострился вопрос: можно ли смешать жидкости с различной температурой кипения, чтобы получить промежуточную рабочую температуру? Например, перемешать жидкости 215 и 240 °С так, чтобы итоговая смесь кипела при 225 °С?
Собранные практические мнения по этому поводу диаметрально противоположны. От «никаких проблем, я часто так на своей установке пайки в паровой фазе делаю» до «категорически нельзя так делать, это - все равно что смешать парацетамол с этанолом и выпить».
Производитель жидкостей для пайки в парах также указывает, что нельзя смешивать жидкости с различной температурой кипения (Ткип). Что стоит за этим запретом? Только маркетинг или есть технические основания? Почему «заводские» отзывы технологов такие разные? Для ответов надо разобраться, как получаются жидкости с различной Ткип и как она измеряется.
Согласно документации производителя, Ткип жидкости измеряется согласно ASTM D1120 или ГОСТ 33594-2015 (идентичен ASTM). В тексте ГОСТа стоит отметить три момента:
- Определяется температура, при которой образец жидкости начинает кипеть
- Измерение «метеочувствительно» к атмосферному давлению и погрешность Ткип составляет до 2 °С для климата среднерусской равнины (изменения от 720 до 770 мм рт. столба)
- Допустимое по ГОСТу расхождение результатов испытаний различных образцов жидкостей с Ткип выше 100 °С может составлять до 5,6 °С
И тут самое время вспомнить, что рассматриваемые жидкости не имеют четкого стехиометрического состава, у них нет конкретной фиксированной химической формулы типа Н20. Теплоносители – азеотропные (то есть не разделяемые перегонкой) смеси фторированных полимеров. Чтобы в процессе перегонки (пайки в парах) жидкость не разделялась на фракции необходим минимальный разброс полимеров по размеру и массе молекул. Поэтому состав жидкостей специально подбирают под заданную температуру кипения, стремясь к минимальному разбросу по Ткип в образце. Иначе будет происходить постепенное выкипание легких фракций и повышение Ткип жидкости. Кроме того, разбросу Ткип соответствует и разброс температур паровой рубашки, в которой происходит пайка электроники.
В азеотропности – ключевое отличие жидкостей для пайки от аналогичных жидкостей для смазки или систем охлаждения. См. Рис. 2. из документации производителя теплоносителей.
Рис. 2 Разброс Т начала и конца кипения в жидкостях различного типа. Разбросу Ткип соответствует разброс Т паров.
Что же получится при смешивании различных жидкостей для пайки оплавлением? Примерно то же самое, что при смешивании керосина, солярки и бензина. Смесь с разнородными свойствами и увеличенным диапазоном (разбросом) температур кипения и паров. Напомним, что даже для «чистого» теплоносителя Ткип начала кипения может изменяться на 7,6 °С из-за вариаций химического состава партий и атмосферного давления. После «порчи» чистого теплоносителя диапазон Т начала и конца кипения может составлять 20 и более градусов, см. Рис. 2.
К каким последствиям это приводит при пайке? Пайка «на смеси» может пройти без последствий (при пайке изделий малой теплоемкости на хорошем оборудовании), а может быть произойти и порча изделий, различные дефекты пайки и повреждения микросхем из-за большого разброса температур в рабочей зоне (при пайке сложных теплоемких изделий на не самом лучшем оборудовании).
В итоге получается рискованная «метеочувствительная» технология пайки с непредсказуемыми практическими результатами. Как и при езде на смеси нефтепродуктов.